[實用新型]壓裂泵液力端用防倒齒效應閥座及其安裝結構

有效

• 申請號: 201821644419.0
• 申請日: 2018-10-09
• 公開（公告）號: CN209228604U
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 蔣仕斌;唐瑞歡;張杰;王志喜;楊文偉;李天凡;馮一芯;周悅;王俊玉
• 申請（專利權）人: 寶石機械成都裝備制造分公司
• 主分類號: F04B53/10
• 分類號: F04B53/10
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 白桂林;馬林中

本實用新型涉及壓裂泵領域，尤其涉及壓裂泵液力端用防倒齒效應閥座及其安裝結構。其技術方案為：壓裂泵液力端用防倒齒效應閥座，包括閥座主體，閥座主體上設置有O圈槽，閥座主體的O圈槽與閥座主體大端之間部分為閥座錐體，閥座主體的O圈槽與閥座主體小端之間部分為閥座后段，閥座錐體的錐面面積≥70.5cm²，閥座后段的形狀為圓柱體，閥座后段的直徑小于閥箱本體的閥座孔形成微凸起后的實際通徑。壓裂泵液力端用防倒齒效應閥座的安裝結構，包括閥箱本體，閥箱本體內設置有閥座孔，閥座孔內安裝有防倒齒效應閥座。本實用新型提供了一種可在拔取時消除倒齒效應的壓裂泵液力端用防倒齒效應閥座及其安裝結構。

技術領域

本實用新型涉及壓裂泵領域，尤其涉及壓裂泵液力端用防倒齒效應閥座及其安裝結構。

背景技術

閥座是閥總成的關鍵零件，它裝配在閥箱本體的閥座孔內、座實后達到緊密吃合狀態，閥體往復開閉運動時，閥體的工作接觸面和閥座的工作接觸面共同作用、形成閥總成開啟與關閉工作，實現壓裂泵液力端的工作機理，其裝配狀態如圖5。

在液力端工作時，閥座是關系到液力端工作穩定性的關鍵易損件，閥座一旦損壞則可能會導致液力端走空、發吐、串液等非正常狀況，甚至會刺損閥箱本體導致閥箱本體過早報廢。因此，壓裂作業時，一旦發現閥座出現了可能導致無法正常工作的受損情況，就必須及時更換閥座，確保液力端能穩定、安全地工作。在實際維護更換受損閥座時，因為閥座與閥箱本體是處于過盈配合狀態，過盈配合面(也稱為吃合面)部位由于抱箍原理，存在較大的吃合力，要取出閥座則需要用液壓拉拔來提供足夠的拔取力F1來克服吃合抗力F_吃合，拉拔工作圖狀態如圖6。

在以往，理論上認為拔取閥座時，液壓拉拔的拔取力F1為：F1＝F_吃合+G，其中G為閥座以及液壓拉拔拉桿、拉拔塊的重量之和。

但是，我廠在實際液壓拉拔拔取閥座的過程中，經過大量的觀察分析后發現，還有一個因素在影響著液壓拉拔的拔取力F1。我們認為：當閥座與閥箱本體的閥座孔充分過盈配合(座實)后，閥箱本體的閥座孔會因為彈性變形及塑性變形的共同作用，而在閥座孔孔壁與閥座O型圈槽的空隙處形成兩道微小的凸起；在向上拔取閥座的時，閥座O型圈槽的下棱邊會因為被對應的微凸起阻礙而剪切微凸起，就如同倒齒現象一樣，因而產生對應的剪切抗力，我們把這個剪切抗力稱為F_倒齒，考慮F_倒齒存在的情況下，真實的拔取力F1應為：F1＝F_吃合+F_倒齒+G。

下面是閥座拔取時“倒齒效應”的原理如圖7所示。

通過對閥座孔的實際解剖，可以清楚地看見閥座孔被O圈槽下棱邊剪切留下的剪切痕跡。

理論上，F_倒齒抗力的大小為F_倒齒＝[τ]×A，其中[τ]為閥箱本體材料的最大剪切應力，可取為材料屈服強度值；A為O型圈槽下棱邊處微凸起沿閥座孔軸向的環狀面積。

從實物解剖圖片可見，在閥座孔處因為“倒齒效應”產生的剪切，不僅僅是增大了液壓拉拔時的拔取抗力F1，使得閥座拔取困難并容易損壞拉拔工裝，而且還會在閥座孔壁表面剪切形成殘余受損部位，影響到后續閥座孔和閥座主體的裝配吃合質量，并可能加快閥座孔壁在工作中的損壞，甚至會導致閥座與閥座孔的密封吃合面密封可靠性一定程度降低，誘發閥箱本體被高壓液流刺損而過早報廢。

因此，為了消除拔取閥座時“倒齒效應”的不良影響，對常規閥座進行創新改進、研制新型的防“倒齒效應”閥座非常必要。

實用新型內容

本實用新型克服了現有技術的不足，提供一種可在拔取時消除倒齒效應的壓裂泵液力端用防倒齒效應閥座及其安裝結構，解決了拉拔現有閥座時需要的拔取力過大而不易拔取的問題。

為解決上述的技術問題，本實用新型采用以下技術方案：