[发明专利]一种采用Y型弹簧定位器的压裂泵阀箱

说明书

本发明公开了一种采用Y型弹簧定位器的压裂泵阀箱，涉及压裂泵装置技术领域，为了解决现有压裂泵阀箱结构强度不足、流体冲蚀严重和工作寿命低的技术问题，包括阀箱本体，阀箱本体内部开设有吸入腔、排出腔、柱腔和安装腔，排出腔内设置有排出阀，柱腔内设置有柱塞，安装腔内固定有缸盖，吸入腔下端设置有吸入阀，吸入阀连接有吸入管，吸入阀包括吸入阀座，吸入阀座上设置有吸入阀体，吸入阀体上端设置有吸入阀弹簧，吸入阀弹簧上端设置有定位器本体，定位器本体的下端设置有圆形凸台，定位器本体的上端形成定位槽，定位器本体的左右两侧外壁均包括上段和下段，吸入腔上端内壁设置有限位结构，限位结构的下端开设有斜面。

技术领域

本发明涉及压裂泵装置技术领域，更具体的是涉及一种采用Y型弹簧定位器的压裂泵阀箱。

背景技术

压裂泵阀箱是压裂泵的关键部件，压裂泵阀箱主要包括吸入阀、吸入腔、柱塞、排出腔、排出阀和阀箱本体，压裂泵动力端带动柱塞往复直线运动，并在液力端内通过吸入阀、排出阀的交替开闭运动实现将压裂液吸入排出吸入的循环工作，使得压裂泵最终能够将压力液以高压液能的方式注入井下进行压裂作业。压裂泵阀箱能否可靠、稳定地工作，与吸入阀是否良好地工作有着直接的关系，如果吸入阀工作不稳定、耐用性差，会直接导致液力端对压裂液的吸入以及排出异常，导致流量、压力较大的波动，甚至会因为较严重的走空泵(吸入液不足)，使得整个压裂泵阀箱振动加剧，影响到设备的安全和压裂作业施工。吸入阀的弹簧定位器需要进行专门的预紧定位，以保证弹簧能够在规定的工作位置处提供合适的弹簧回复力，让吸入阀正常开闭循环工作，同时吸入阀的弹簧定位器在压裂泵阀箱中占据着关键的地位，它正好处在水平孔(水平安装孔、柱塞通孔)和垂直孔(吸入阀工作孔、排出阀工作孔、流体过流流道孔)的十字交汇部位，弹簧定位器处采用何种吸入阀内腔结构设计，会很大程度影响到压裂泵阀箱的结构强度、流体力学冲蚀效果、以及维修便捷性，对弹簧定位器以及阀箱吸入阀内腔结构进行强度优化增强和流体效果改善往往是压裂泵阀箱制造企业的关键技术创新方向。

现在市面上常规的吸入阀弹簧定位器有圆筒型、T型、E型三种结构；但是针对上述三种结构在装配到阀箱吸入阀内腔都存在一定缺陷：

①圆筒型：圆筒型吸入阀弹簧定位器自身结构的强度和刚性是足够大的，可以提供足够的工作稳定性，但是该结构特点也决定了阀箱本体上水平安装通孔的孔径D较大(需要大于柱塞直径φ 20mm以上)，因为D值较大，一定程度上会削弱阀箱本体的结构强度；而且因为圆筒型吸入阀弹簧定位器自身的体积也较大，按照流体力学分析，在过流截面上会产生更多的流体阻尼，形成导致不利于流体运动的絮流，也会使得流体对阀箱本体内腔的表面冲蚀有所增加，而且絮流还会影响到阀体的开闭稳定性，削弱阀体、阀座的耐用性。

②T型和E型：T型和E型吸入阀弹簧定位器是旋转90°后装配于阀箱本体上加工的一个凹槽中(T型也一样)，并且有一个防旋转限位偏心槽来防止工作中定位器旋转失位脱离出凹槽，但正是阀箱本体上与它们配合的凹槽处因为结构特点，会有较大的应力集中部位(比如直接触平面的相交棱边、凹槽根部的切屑刀痕、防转偏心槽的下端出头部位等)，而且也难以用打磨和喷丸的方式更好的消除这些应力集中的部位，所以在实际工作中还是有一定的几率诱发在凹槽位置产生的疲劳裂纹破坏，虽然阀箱的主要疲劳裂纹源还是在水平孔和垂直孔的相贯线部位，但是E型、T型定位器配合凹槽的应力集中部位、对阀箱工作寿命的不利影响还是有攻克的技术必要，特别是在当前伴随着页岩气、致密油开发力度的加大，高压力、大排量恶劣压裂作业工况需要阀箱具有更高的强度、更好的性能。

为此，亟待一种解决上述问题的新型压裂泵阀箱。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决现有压裂泵阀箱结构强度不足、流体冲蚀严重和工作寿命低的技术问题，本发明提供一种采用Y型弹簧定位器的压裂泵阀箱。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：