[发明专利]阀-阀座接合部构造

说明书

技术领域

文中所述实施方式涉及用在高压场合的正排量泵的阀组件。具体来说， 描述了仿形阀密封件或插件的实施方式以及阀座的配置，以构造阀-阀座接 合部。

背景技术

正排量泵通常用在油田中，用于有关开采碳氢化合物工作的大型高压场 合。正排量泵可以包括被曲柄相对于腔室来回驱动的柱塞，以便在所述腔室 上剧烈地产生高低压。这对于高压场合是一种良好的选择。实际上，在需要 产生超过每平方英寸数千磅(PSI)的流体压力时，通常采用正排量泵。

正排量泵可以配置成具有相当大的尺寸并且用在各种大规模油田操作 中，诸如水泥加固、盘管输送、射流切割或者地底岩石液压碎裂。例如，液 压碎裂地底岩石通常发生在10000到15000PSI或更高的压力下，将包含研 磨料的流体导入井孔，将油和气从岩石孔隙中释放出来，进行开采。正排量 泵可以良好地满足这种压力和大规模应用。

通常，对于大型系统和工业设备来说，正排量泵的常规监控和维护可以 协助保证正常运行时间并提高效率。在液压碎裂场合，可以在井孔中使用泵， 并且操作加长的时间周期，就是说每天6到12个小时，超过一星期。在这 段时间内，泵容易受到磨损部件的影响，诸如出现内部阀泄漏。在阀和阀座 接合部采用仿形阀插件的时候，尤其令人担心。因此，在操作停止期间，可 以从外部手工检查所述泵，或者将泵拆开检查阀和插件的内部情况。在许多 情况下，外部手工检查无法发现缺陷。可以选择的是，一旦到了拆掉阀进行 检查的时候，他们通常将整个阀换掉，而不管其工作状况如何，或许是出于 习惯，或许是因为不敢肯定。因此，风险在于泵在使用中因为未诊断出阀泄 漏而失效，或者可以有效操作的阀和插件被毫无必要地抛弃。

诸如上述的风险的严重性可能根据情况不同而增大。在液压碎裂应用 中，诸如上述，可能存在这样的情况，就是既增加了泵失效的可能性，又扩 大了这种失效的总体负面影响。例如，阀插件的仿形属性在于其因重复撞击 阀座而倾向于鼓胀并随着时间在边缘发生磨损。此外，使用包含研磨料的流 体进行液压碎裂，不仅打碎了地底岩石，如上所述，而且倾向于使仿形阀插 件随着时间而退化，因为在阀重复撞击阀座时，磨蚀颗粒夹置在插件和阀座 之间。这种退化以及最终的泄漏可能导致泵的腔室密封失效，根据应用场合 的特定参数，这种情形可能发生在使用过程的大约一至六个星期之内。一旦 腔室在操作中不能密封，则泵一般将在相对较短的时间内失效。

此外，个别泵失效发生蔓延可能最终导致非常广泛的失效。就是说，液 压碎裂场合通常在任意给定的井孔中采用若干正排量泵。即使这些泵其中一 个发生故障，也会在其余泵上施加应变，甚至可能导致另外的泵发生失效。 不幸的是，这种从泵到泵的级联泵失效在担忧液压碎裂应用的地方并不鲜 见。

如果正排量泵失效蔓延并且需要采用避免拆解泵的技术，如上所述，可 以致力于在操作过程中评估正排量泵的工况，而不拆开检查。例如，可以利 用耦接在泵上的声学传感器在操作过程中评估正排量泵。声学传感器可以用 来检测正排量泵的腔室内因泄漏和不完全密封所导致的高频振动，如上所 述，这种泄漏是泵失效的前奏。

不幸的是，依靠检测声学数据来处理如上所述的阀-阀座接合部所发生 的泄漏，无法避免正在操作的泵出现泄漏。就是说，声学信号最多只不过提 供可能泄漏的早期指示。虽然这样可以为操作者赢得时间将泵替换，以应对 可能的泄漏，但是仍然不是避免泵在第一个位置发生泄漏而不需要将泵替换 下来的有效方式。因此，最低限度，即使因为有早期声学检测而避免了灾难 性的泄漏，但是所述泵的停机时间仍然存在。这样仍然不是基本上有效的方 式来避免正在操作的正排量泵中阀-阀座接合部发生泄漏，其中所述的正排 量泵泵送磨蚀剂并且采用仿形阀插件。

发明内容

提供一种泵组件。所述泵组件具有阀-阀座接合部，阀具有围绕阀的仿 形阀插件，而阀座限定穿过所述组件的流体路径。所述仿形阀插件配置成撞 击所述阀座，闭合所述流体路径，并且包括周边部件来适应所述仿形阀插件 撞击所述阀座时产生的变形。

附图说明

图1是用于泵组件的阀的实施方式的侧视图；

图2是图1所示阀沿着截面2-2切开的侧视截面图；

图3是采用图1所示阀的泵组件的实施方式的侧视截面图；

图4是图3所示阀-阀座接合部沿着4-4切开的放大视图；