[发明专利]一种往复泵阀盖及其配套阀箱

说明书

本发明公开了一种往复泵阀盖及其配套阀箱，属于石油工程设备技术领域，目的在于解决现有设备阀盖固定不可靠、阀箱使用寿命低的问题。其包括阀箱和阀盖，阀箱内设置有阀箱内腔，阀箱内腔上方设置有阀箱锥孔，阀箱上表面开设有若干阀箱螺孔，阀盖包括阀盖锥体和阀盖凸台，阀盖锥体上开设有阀盖密封槽，阀盖密封槽内安装有密封圈，阀盖锥体底面设置有阀盖倒角，阀盖凸台上设有若干阀盖通孔，阀盖通孔沿阀盖凸台周向分布，设置有双头螺柱，双头螺柱的一端与阀箱螺孔螺纹连接，双头螺柱的另一端套设于阀盖通孔内，双头螺柱上位于阀盖通孔上方还套设有螺母，双头螺柱与螺母螺纹连接。本发明适用于一种往复泵阀盖及其配套阀箱。

技术领域

本发明属于石油工程设备技术领域，具体涉及一种往复泵阀盖及其配套阀箱。

背景技术

石油工程设备领域使用最多的往复泵主要是泥浆泵(也称钻井泵)和柱塞泵(也称压裂泵)两种，这两种往复泵都有一个共同的特点：

1、都是利用阀箱将高压泥浆注入地下，阀箱内中主要易损件是阀体和阀座，为了更换阀体和阀座，必须要将阀箱设置有一个活动的“门”，在需要更换阀体和阀座时，把门打开，在工作时把“门”关闭，这个“门”就是阀盖。因此阀盖的第一个功能就是控制阀箱的开和关，满足阀体和阀座等易损件便于更换。

2、由于阀箱内的泥浆压力非常高，光靠“门”还密封不住高压的泥浆，还必须用密封圈来进行密封，密封圈要靠阀盖来压紧。因此阀盖的第二个功能是压紧密封圈，确保高压泥浆不泄漏。

3、由于阀盖处于交变载荷的情况下工作，在压力高时，必须要承受非常高的压力。如果阀盖预加力不够，阀盖易松动，阀盖松动后的轻微后果的是密封圈压不紧，泥浆会泄漏，严重的后果会损坏液缸的螺纹甚至产生“刺缸”现象，损坏液缸。

目前阀盖存在的需求是：

1、根据前面所述，目前阀盖靠绝大多数采用一个阀盖的大螺纹旋紧，为了满足高压的需要，往往阀盖要施加的扭矩是5000-10000N·m，这样大的工具一般都是价格昂贵的专用扳手，而且重量很重，操作很不方便。很多现场都没有配置这种大型的扭力扳手，用普通的大锤冲击往往压不紧阀盖，造成阀盖高压下使用松动现象，因而如何压紧不松动便成了一个亟待解决的问题。

2、由于阀盖是经常拆卸，要求拆卸更加方便快捷。

同时，由于工作时柱塞泵的泵压是非常高的，阀箱是易损件，现在泥浆泵的泥浆压力也越来越高，也出现了泥浆泵的阀箱在高压(泥浆泵的额定高压是51.7MPa)下工作时，阀箱的寿命非常短。根据专家计算，同一材料的高压泥浆泵的阀箱在不同的压力下工作的寿命相差非常大，某同一材质的阀箱，在低压力工作时，高压阀箱具有无限的寿命，基本上没有疲劳破坏的危险；在高压工作时，疲劳寿命降低非常快，疲劳寿命便只有100多小时，有的甚至只有几十个小时便损坏了。为了提高往复泵效率，降低往复泵的使用成本和维护成本，提高阀箱的疲劳寿命便成了当务之急。随着往复泵压力的提高，阀箱的寿命一直是科技人员研究的重点之一。这之前研究提高阀箱的疲劳寿命主攻方向是如下两个方面：

1、提高阀箱的材料性能和热处理质量，达到提高材料的屈服强度、抗拉强度、延伸率、断面收缩率、抗冲击韧性值等机械性能。这些措施，特别是提高材料性能的成本非常高，比如有专家计算过，材料抗拉强度提高20％，成本大幅度提高后，满足高泵压工作的泥浆泵阀箱，疲劳寿命只能提高40％。

2、另一个方向是对阀箱内腔采用强化处理，比如进行喷丸、滚压处理等工艺措施，提高表面强度，延长阀箱的疲劳寿命。

因此，如何克服现有设备阀盖固定不可靠、阀箱使用寿命低的问题，具有重要研究意义。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种往复泵阀盖及其配套阀箱，解决现有设备阀盖固定不可靠、阀箱使用寿命低的问题。

本发明采用的技术方案如下：