[实用新型]一种防止高压泥浆刺漏的吸入和排出液缸新型密封结构

说明书

本实用新型属于石油页岩气采出设备技术领域，公开了一种防止高压泥浆刺漏的吸入和排出液缸新型密封结构，包括液缸，液缸内设有流体通道，流体通道包括一T形段，在T形段内设有伸缩阀芯；T形段包括一个阶梯状的通道口，该通道口包括内段孔和外段孔；内段孔内设有阀压盖，外段孔内设有阀盖；阀压盖与内段孔之间设有密封圈，且液缸上设有溢流孔。本实用新型改善了由于工作振动造成的阀盖松动而导致密封圈位移和损坏，克服了平面密封对轴向压力变化的敏感性，提高了密封性能，防止了密封圈产生位移和变形；阀压盖外缘表面不易疲劳产生裂纹；使密封圈损坏后，高压泥浆可以通过溢流孔泄压，液缸、阀压盖不被高压泥浆刺坏。因此，值得推广。

技术领域

本实用新型属于石油页岩气采出设备技术领域，具体涉及一种防止高压泥浆刺漏的吸入和排出液缸新型密封结构。

背景技术

石油页岩气是一种非常规清洁能源，由于页岩气生成条件决定了其储存断面多以石灰岩层为主，石灰岩层的硬度和强度是积层岩的1.5～2倍，为了提高页岩气的单井产量，现钻井行业普遍釆用竖井加水平井的钻井工艺技术，由于对石灰岩层和水平井的钻井工艺技术，要求钻井泵必须具备高压力和大流量的设备使用性能。

为了满足高压力和大流量钻井技术要求，以美国为首的高压钻井泵制造企业将传统的F-1600钻井泵液力端进行改造升级为由吸入和排出液缸组合而成的HL型高压液力端，将钻井工作压力35MPa提高到52Mpa。在52MPa工作压力下，由吸入和排出液缸对阀压盖按照每分钟120次的频率施以往复式呼吸式运动。

传统的HL高压液力端结构存在以下主要缺陷：

1.阀盖密封圈容易损坏，使用寿命短，从目前掌握的情况，在38Mpa工作压力条件下一般平均使用时间在72小时左右，对于一些地质条件恶劣的，使用寿命只有2～4小时。

2.密封圈一旦损坏，高压泥浆会对阀压盖和液缸密封圈止口进行刺坏，泥浆才能从被刺坏的缺口处向溢流孔外流泄压。一旦液缸和阀压盖被高压泥浆刺坏，高压钻井泵就无法正常工作，不但严重影响钻井作业效率，而且还会大幅增加钻井成本。

造成传统HL高压液力端缺陷的主要原因包括：

1、液缸阀盖釆用1英寸粗牙锯齿型螺纹，在设备运行中容易因为强力震动导致螺纹松动，无法保证阀盖向阀压盖和密封圈施与恒定的轴向压力，无法保证对阀压盖和密封圈的压紧和压实，在高压泥浆的冲刺下被刺坏。

2、阀压盖在液缸阀腔内无沿园周方向定位，当密封圈变形或位移时，使阀压盖与液缸内腔表面产生每分钟120次的金属相互碰撞，导致液缸内腔密封止口处产生疲劳裂纹。

3、密封圈釆用平面密封，平面密封对轴向压力变化非常敏感，容易在阀盖因振动发生螺纹松动时产生位移和变形，导致密封圈容易损坏而使高压泥浆刺坏阀压盖和液缸密封止口。

4、溢流孔位置设置不合理，当密封圈损坏后高压泥浆只有将阀压盖和液缸密封止口刺坏后才能从被刺坏的缺口处流向溢流孔而实现泄压。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种防止高压泥浆刺漏的吸入和排出液缸新型密封结构，旨在改进液缸处安装密封圈的结构和溢流结构，在达到密封圈的承受极限时即开始溢流泄压，避免破坏液缸、阀压盖等内部结构，降低了设备的维护成本，延长了设备的使用寿命。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种防止高压泥浆刺漏的吸入和排出液缸新型密封结构，包括液缸，液缸内设有流体通道，流体通道包括一T形段，所述T形段包括a通道和b通道，b 通道内设有伸缩阀芯，且伸缩阀芯位于b通道与a通道的连通处；b通道包括一个阶梯状的通道口，该通道口至少包括内段孔和外段孔；内段孔内设有用于固定伸缩阀芯的阀压盖，外段孔内设有用于抵紧阀压盖的阀盖；所述的阀压盖与内段孔之间设有密封圈，且液缸上设有溢流孔，所述的溢流孔连通内段孔。