[发明专利]阀座环及具有该阀座环的多路阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种阀座环，尤其涉及一种石油、化工及天然气计量站的多路阀上的阀座环及具有该阀座环的多路阀。

背景技术

多路阀一般用于对油井单井产量轮番计量，以获得动态油井生产数据。多路阀的阀芯上设置有阀座环，阀座环的密封面与上阀体的密封面紧密贴合。目前，现有的阀座环的密封面喷焊/堆焊硬质合金或金属陶瓷，如专利号为ZL200420006528.1的中国专利申请，专利号为ZL200620167076.4的中国专利申请和专利号为ZL200920291629.0的中国专利申请。

在多路阀正常工作时，阀座环围绕着阀芯的轴芯在上阀体的密封面上做圆周运动，阀座环的密封面与上阀体的密封面的密封比压主要靠碟形弹簧提供，受碟形弹簧弹力的限制，现有的多路阀只能满足低压差(DP)下的内密封试验的要求。当多路阀的集输口和计量口的试验压差(DP)达6.9MPa即1000psi甚至更高时,仅仅依靠碟形弹簧提供密封比压远远达不到泄漏等级ANSI FCI-70.2Ⅵ级泄漏的要求。况且，原有阀座环的结构，其密封面上密封环带较宽，使密封的受力面积太大，达到Ⅵ级密封所需提供的密封比压的力量很大，这样一来需要提供的驱动阀芯转动的力矩越大，尤其在高压工作条件下，驱动力矩越大，需要传递力矩阀芯的轴芯的轴径变大，不利于多路阀的阀体的结构设计，而且需要选装更大功率的驱动电装。

发明内容

鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够通过液压实现自适应性密封的阀座环，从而提高多路阀的内密封比压，达到高差压密封等级的要求。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：阀座环，应用于多路阀中，所述多路阀包括上阀体、下阀体和旋转阀芯，所述下阀体内开设有腔室，所述上阀体内开设有多条贯通至所述腔室的来油通道，所述阀座环设置于所述旋转阀芯内并与所述上阀体的密封面相贴合；

所述阀座环包括用于装配于所述旋转阀芯内的圆柱状的本体，所述本体具有沿其轴向贯通并且能够与所述来油通道连通的通孔，所述本体的外壁上设有第一环形凸台，所述本体的内壁上设有第二环形凸台；所述第一环形凸台的上表面和第二环形凸台的上表面均与所述本体的上表面平齐形成用于与所述上阀体的密封面相贴合密封的密封面；所述第一环形凸台的下表面与所述旋转阀芯之间形成环形间隙，使所述腔室内的液体作用于所述第一环形凸台的下表面形成密封载荷；所述来油通道内的液体作用于所述第二环形凸台的下表面形成密封载荷。

作为优选，所述来油通道的横截面形状为圆形的多路阀，所述第一环形凸台和第二环形凸台的形状为与所述来油通道的形状相适配的圆环形。

作为优选，所述来油通道的水平段的横截面形状为圆形，竖直段的横截面形状为扇形的多路阀，所述第一环形凸台和第二环形凸台的形状为与所述来油通道的竖直段横截面形状相适配的扇形。

作为优选，所述第一环形凸台的上表面上开设有至少1道环形凹槽。

作为优选，所述环形凹槽为1～2道。

作为优选，所述环形凹槽的横截面形状为U型，所述环形凹槽的深度为0.05mm-0.2mm。

作为优选，所述第一环形凸台、第二环形凸台与本体一体成型。

本发明同时公开了一种多路阀，包括上阀体、下阀体和旋转阀芯，所述下阀体内开设有腔室，所述上阀体内开设有多条贯通至所述腔室的来油通道，所述多路阀还包括上述的阀座环，所述阀座环的本体设置于所述旋转阀芯内，所述阀座环的密封面与所述上阀体的密封面相贴合密封。

与现有技术相比，本发明的阀座环及具有该阀座环的多路阀的有益效果在于：

1、本发明的阀座环由于增设了第一环形凸台和第二环形凸台，使多路阀无论是通过集输口打压给腔体做内密封泄漏试验，还是通过计量口打压给来油通道做内密封泄漏试验，腔体内的液体产生作用于第一环形凸台下表面的作用力，或来油通道内的液体产生作用于第二环形凸台下表面的作用力，从而形成了液压作用阀座环的向上的载荷，实现阀座环液压自适应性密封，增大阀座环的密封比压。

2、由于本发明的阀座环的阀座环密封面上开设有环形凹槽，从而减小上阀体与阀座环的接触密封的面积，提高了密封比压，使多路阀轴芯力矩减轻，在密封压差(DP)6.9MPa/1000psi(甚至更高)的条件下，使阀座环达到ANSI FCI-70.2Ⅵ级的泄漏水平。另外，阀座环密封面上的环形凹槽的深度控制在0.05～0.2mm,使其不参与密封面积，而且原油高含沙也不会对阀座环旋转运动工作造成影响。