[实用新型]一种具有耐冲刷阀座的针形节流阀

说明书

本实用新型涉及一种具有耐冲刷阀座的针形节流阀，包括阀体、阀座、阀杆、手轮、阀盖，阀体设置有进液口和出液口，阀体内部安装有阀杆，阀杆的上端与手轮连接，阀体的底端内部安装有阀座；阀杆与阀盖内壁之间安装有密封件，阀盖与阀体内壁之间设置有密封圈，阀座内部设置有内衬；阀座的上端外壁设置有第一环形凹槽，第一环形凹槽内安装有凸形圈；内衬的下端与阀座内孔下端之间设置有第二环形槽，第二环形槽内安装有O形圈。本实用新型能够有效提高针形节流阀的使用寿命；阀座不易被冲蚀，保证下游设备安全，同时提高流量计算的准确性；降低成本、结构简单、加工简便。

技术领域

本发明涉及页岩油、页岩气钻采过程中压裂后返排放喷领域，具体涉及具有耐冲刷阀座的针形节流阀。

背景技术

目前，公知的页岩油、页岩气钻采压裂领域针形节流阀用于井口压裂后放喷时调节井口压力、控制放喷流量。压裂放喷时井口压力高，酸性压裂液夹杂大量压裂砂从井口返排出，容易对手动针形节流阀阀座内孔锥面造成冲蚀。相关国际行业标准API 6A《井口装置和采油树设备规范》、API 16C《节流和压井设备》均未提出针式节流阀阀座必须实现耐冲蚀。在钻采压裂领域针形节流阀通常工况复杂、高压力、高腐蚀、且节流介质夹杂大量压裂砂，常规钻井、采油、采气工况的针形节流阀阀座锥面采用堆焊或喷焊硬质合金，在压裂工况下阀座密封锥面很快被冲蚀，不能够满足在压裂工况下长期使用。如针形节流阀阀座内孔锥面被节流介质冲蚀，造成针形节流阀导致无法调节节流截面。极容易对下游设备造成损坏，存在一定程度的安全隐患。如果针形节流阀阀座采用整体YG8合金，很难对YG8合金进行机械切削加工，且整体YG8合金成本相对比较高昂。

实用新型内容

本发明的目的在于：提供一种新式耐冲刷阀座的针形节流阀，该针式节流阀在压裂放喷过程中调节井口压力、控制放喷流量，保证针形节流阀阀座内孔锥面不被流体介质冲蚀，提高针形节流阀阀座使用寿命，有效保护下游设备，确保流量计算的准确性。同时该新式阀座结构简单、加工难度低、安装简单、显著降低成本。本发明的具体技术方案如下：

一种具有耐冲刷阀座的针形节流阀，包括阀体1、阀座2、阀杆3、手轮4、阀盖5，

所述的阀体1设置有进液口101和出液口102，阀体1内部安装有阀杆3，阀杆3的上端与手轮4连接，所述的阀体1的底端内部安装有阀座2；所述的阀杆3与阀盖5内壁之间安装有密封件6，所述的阀盖5与阀体内壁之间设置有密封圈8，

所述的阀座2内部设置有内衬7，阀座2与内衬7采用倒装式过盈热镶固定连接；

所述的阀座2的上端外壁设置有第一环形凹槽201，所述的第一环形凹槽201内安装有凸形圈202；

所述的内衬7的下端与阀座2内孔下端之间设置有第二环形槽203，所述的第二环形槽203内安装有O形圈204。

针形节流阀阀座采用分体式结构，阀座内孔与阀座内衬外圆各设计2道台阶。阀座2与内衬7采用倒装式过盈热镶，并设置有“O”形圈，阀座在装入阀体的过程中阀座内衬不会脱落。阀座2内孔与阀座的内衬7外圆采用过盈热镶实现密封，阀座外圆“O”形密封圈与阀体实现密封，阀座在阀体内腔拧紧后下端面“O”形密封圈与阀体定位平面实现二次密封，保证了流量计算的准确性。2道定位台阶设计在使用中杜绝阀座内衬上窜。

阀座2采用合金钢或马氏体不锈钢材质，控制硬度在HBW197～235范围内，金属材质加工性能好，且材质耐酸耐腐蚀，完全能够满足酸性压裂工况的介质环境中长期使用。

内衬7采用YG8模制合金，YG8具有良好的耐磨、耐腐蚀、抗冲刷性能，在耐磨、耐腐蚀、抗冲刷运用中性能稳定。

通过采用分体式阀座解决了无需在YG8合金上进行机械切削加工，直接采用烧结成型的YG8模制合金与阀座进行过盈热镶，节流介质在通过阀座锥面处不容易对YG8材质的合金造成冲蚀，提高了手动针形节流阀的使用寿命的基础上大幅降低成本。