[实用新型]一种聚合球密封结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种压裂车柱塞泵液力端配件的聚合球密封结构。

背景技术

传统的凡尔体结构是柱塞泵液力端液腔中开启和闭合常用的易损配件；由于传统凡尔体结构设计的局限性；据不完全统计，在酸化压裂或加砂压裂施工过程中，一般一口水平井分6-16层级压裂；如果设计施工压力在50-80Mpa的工况条件下压裂，阀体总成的使用寿命在8个小时左右就必须更换新的凡尔体；如果设计施工在90-135Mpa的工况条件下，凡尔体的使用寿命在4个小时左右就必须更换；在压裂每一层级设备运行太约需要2小时，如一口水平井完全压裂施工下来，累计压裂车运行太约12-32小时，至少需要停泵拆装更换凡尔体2-4次；这种情况给用户作业现场带来极大困难及劳动强度。因此提高凡尔体的使用寿命是目前全球液力端制造商和客户梦寐以求和急需解决的难题。特别是中国要进入页岩气开发时代，更需要提高凡尔体使用寿命来降低易损件使用成本、提高工作效率、节约更换时间、减轻施工人员的劳动强度。

传统凡尔体密封结构如图1所示，是用凡尔座1上部精度很高的30°密封斜角2，配合凡尔体3与阀胶皮4，设一锥体压缩弹簧5控制开启和配合，利用阀胶皮的30°密封斜面6，与凡尔座1上部精度很高的30°密封斜角2配合形成面密封，保证柱塞泵工作时吸入端和排出端的开启与闭合时有效密封，但此结构密封方式，阀胶皮与阀体锥度斜面之间的密封配合间隙仅1.2～1.8mm，长时间压裂作业过程中的高压冲刷、磨损、腐蚀一般在4-8小时左右就会失效报废。

目前现有技术的凡尔体结构在使用过程常常出现以下情况：

1、凡尔体的阀爪有掉爪的风险，主要原因是本体与阀爪原是通过磨擦焊方式对接，存在虚焊现象，给压裂作业现场带来安全引患；

2、柱塞泵液力端工作时凡尔体带高压力上下开启与闭合的频率非常高，而且高压流体介质(括胶、石英砂，陶粒砂)流速也非常快，很容易冲刷导致阀胶皮失效，使用凡尔体硬碰撞击凡尔座基体工作锥面产生损坏。如果不及时更换会直接影响冲撕裂阀箱，后果不甚设想。

发明内容

本实用新型所要解决的是现有阀体结构容易损坏，且阀爪存在掉爪危险的问题

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种聚合球密封结构，其特征在于，包括聚合球，聚合球的上侧与球式扶正器的凹陷部分相配合，下侧与凡尔座的锥度密封面相接触，锥度密封面与聚合球的接触面为圆弧形，两者形成线性密封结构。

本实用新型将传统设计的凡尔体进行重新设计，利用聚合球与凡尔座内锥度面配合形成线密封原理，设计一种高硬度、高耐磨性的新形聚合球密封结构与吸入阀盖、排出阀盖的配合装配使用；利用柱塞泵的柱塞往复式运行的原理，改变液腔容积率比，使聚合球通过流体压力及泵吸入低压腔容积自吸力的作用下，聚合球与凡尔座内锥度面形成良好的线形密封，使高压流体流通顺畅不会形成沾到聚合球表面上，从而大大提高柱塞泵液力端配件的聚合球使用寿命。

本实用新型是用凡尔座上部高精度的锥度密封面，配合球式扶正器与聚合球，设一压缩弹簧控制开启和闭合，利用聚合球的球形表面，与凡尔座上部精度很高的锥度密封面配合形成线性密封，保证柱塞泵工作时吸入端和排出端的开启与闭合时有效密封。球形结构合理有效的避免了高压流体、介质对聚合球冲刷造成的密封损坏，本实用新型具有安装快捷方便、结构简单合理、安全可靠、持久耐用的优点。

附图说明

图1为传统阀体总成密封结构的示意图；

图2为图1中I部分的放大图；

图3为本实用新型提供的一种聚合球密封结构的示意图；

图4为聚合球的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

实施例

如图3-4所示，为本实用新型提供的一种聚合球密封结构，其特征在于，包括聚合球10，聚合球10的上侧与球式扶正器9的凹陷部分相配合，下侧与凡尔座7的锥度密封面8相接触，锥度密封面8与聚合球10的接触面为圆弧形，两者形成线性密封结构。

安装时如图3所示，凡尔座7上部高精度的锥度密封面8，配合球式扶正器9与聚合球10，压缩弹簧11控制开启和闭合，利用聚合球10的球形表面，与凡尔座7上部精度很高的锥度密封面8配合形成线性密封，保证柱塞泵工作时吸入端和排出端的开启与闭合时有效密封，合理有效地避免了高压流体、介质对聚合球10冲刷造成的密封损坏。