[发明专利]一种新型明杆防砂闸阀及其防砂方法

权利要求书

1.一种明杆防砂闸阀，在石油开采页岩气水力压裂过程中，用于开启或关闭压裂液，防止压裂液中的压裂砂进入阀腔中，其特征在于，包含：

阀体，内部穿设有圆柱形管道，管道内有压裂液；所述阀体内部还设有阀腔，所述阀腔垂直穿设所述管道，将管道分为进口端和出口端；

两个相同的阀座，第一阀座设置在管道进口端和阀腔之间；第二阀座设置在管道出口端和阀腔之间；第一阀座第一端、第二阀座第一端均与阀腔接触且设有圆环台阶；所述阀座设有阀座通径孔，所述阀座通径孔与管道同中心轴且与管道孔径相同；

阀杆，阀杆第一端位于阀体外部；阀杆第二端设置在阀腔内；

手轮，与所述阀杆第一端连接，输入外部扭矩；

阀杆套，连接设置在所述手轮和所述阀杆第一端之间，手轮带动阀杆套转动，阀杆套带动阀杆上下运动；

阀盖，穿设所述阀杆的第一端并通过螺栓与阀体固定连接；

阀板，长方体结构，连接设置在阀腔内的两个阀座之间；所述阀板第一端与阀杆第二端固定连接，随阀杆一起上下运动；阀板第二端还设有与管道相同孔径的阀板通径孔；

闸阀防砂装置，设置在阀腔内，包含两块完全相同的导板和两块完全相同的油脂挡板，通过导板和油脂挡板包围阀板，防止压裂砂进入阀腔。

2.如权利要求1所述的明杆防砂闸阀，其特征在于，所述阀板上升时可以接触阀盖端面，阀板下降时可以接触阀腔底部；当阀板与阀腔底部接触时，阀板通径孔顶部低于管道低部，闸阀处于全关闭状态；当阀板上升抵住阀盖端面时，阀板通径孔与管道同中心轴，闸阀处于全开状态。

3.如权利要求2所述的明杆防砂闸阀，其特征在于，所述两个相同的导板为长方体结构，并设有导板通径孔，所述导板通径孔与管道同中心轴；所述导板通径孔可以穿设阀座第一端，但不能穿设阀座圆环台阶；第一导板穿设第一阀座第一端，抵住第一阀座圆环台阶，设置在第一阀座和阀板之间；第二导板穿设第二阀座第一端，抵住第二阀座圆环台阶，设置在第二阀座和阀板之间；通过两个导板将阀腔垂直的分成三个部分；两个导板的下端面均接触阀腔底部，上端面均没有接触阀盖。

4.如权利要求3所述的明杆防砂闸阀，其特征在于，导板的厚度匹配阀座圆环台阶端面与阀板之间的距离，导板抵住所述圆环台阶端面并与阀板外壁贴合，压裂液中的压裂砂不能自导板和阀板之间进入阀腔。

5.如权利要求4所述的明杆防砂闸阀，其特征在于，所述两个相同的油脂挡板相对的设置在两个导板之间，且与导板上下端面平齐；所述阀板位于两个油脂挡板和两个导板包围的空间内，并可在此空间内上下运动。

6.如权利要求4所述的明杆防砂闸阀，其特征在于，所述油脂挡板轴向设有凸起，油脂挡板的水平横截面为Ω形状；油脂挡板中部凸起部分不与阀板外壁接触；油脂挡板平面部分与阀板外壁贴合，通过油脂挡板进一步防止压裂砂进入阀腔，并减少密封脂的流失。

7.如权利要求1所述的明杆防砂闸阀，其特征在于，还包含注脂孔和单流阀；所述注脂孔穿设所述阀盖与阀腔连通；单流阀与注脂孔连接，通过注脂孔向阀腔注入密封脂。

8.一种明杆防砂单流阀的防砂方法，采用如权利要求1～7所述的任一明杆防砂闸阀实现，其特征在于，包含步骤：

S1、旋转手轮，阀杆带动阀板上升，当闸阀半开启时，停止旋转手轮；

S2、将单流阀外接注脂泵，向阀腔注脂，注脂泵压力表显示的压力值上升时，表示密封脂充满阀腔，停止注脂；

S3、闸阀工作时，旋转手轮，阀杆套推动阀杆和阀板在两块导板和两块油脂挡板包围的空间内上下运动；当阀板与阀腔底部接触时，闸阀处于全关闭状态；当阀板上升抵住阀盖端面时，闸阀处于全开状态；闸阀打开时，压裂液自管道进口端通过阀板通径孔流入管道出口端，由于导板贴合阀板，使压裂砂不能自导板和阀板之间进入阀腔。

9.如权利要求8所述的明杆防砂单流阀的防砂方法，其特征在于，步骤S3中还包括，通过两块油脂挡板与两块导板形成包围空间，阀板在此包围空间内运动，进一步阻止压裂砂进入阀腔。