具有液壓密封和遠程操作壓裂管組的可編程液壓閘閥制造技術

本發明專利技術提供一種用于控制流體流動的閘閥系統，包括具有流體能夠流經其中的膛的閥主體。該系統可包括液壓密封組合件，以用于形成相對閥的閘的緊密密封?？删幊踢壿嬁刂破?PLC)還可控制閘和液壓密封組合件的操作，以及可遠程自動控制frac管組以進行遠程操作。

Programmable hydraulic gate valve with hydraulic seal and remote operation frac pipe set

A gate valve system for controlling fluid flow includes a valve body having a bore in which fluid can flow therethrough. The system may include a hydraulic seal assembly for forming a tight seal for the gate of the relative valve. Programmable logic controller (PLC) can also control the operation of the gate and hydraulic seal assembly, as well as remote control of the frac tube group for remote operation.

【技術實現步驟摘要】
相關申請的交叉引用不適用。關于聯邦資助研發聲明不適用。致密光盤引用附錄不適用。
以下描述涉及流體控制閥。例如，流體控制閥可包括液壓致動密封組件，以用于防止碎屑、化學品和沙子進入液壓壓裂設備(hydraulicfracturingequipment)和閥的內部主體空腔。閘和密封組件可由可編程邏輯控制器遠程自動致動。
技術介紹
工業管道依靠許多類型的閥，但是到目前為止最流行的是閘閥，其用于期望防止或允許流體以高流量系數(Cv)流經管道的應用中。閘閥在預期最小流量限制時是特別有用的。閘閥通過具有平面構件、閘(其在閥的空腔中移動)進行操作。閘能夠在閘閥中平移，使得閘中的開口與閘閥的流動通道(即，閘閥允許流體經過它從一側流動到另一側的開啟位置)對齊。但是，如果閘平移到某個位置以使得閘中的開口與流動通道、即閉合位置充分未對齊和未配準，則經過閘的流量被阻塞，使得流體不會從閘閥的一側傳遞到另一側。使閘在閥中平移的一種常見方式是通過手動旋轉手輪。手輪通常附連到閘閥系統中的螺紋區，使得當輪轉動時，它使附連到閘的桿移動，以在閥主體殼體中線性平移。當閘到達閘閥中的其運動區域的一端時，它處于開啟位置；當它到達另一端時，它處于閉合位置。使閘在閥中平移的另一種方式是通過使用液壓致動裝置。通過液壓致動裝置，液壓壓力能夠用來開啟和閉合閘閥。在需要大量力以開啟或閉合閥時，例如當閘處于閥的一側與另一側之間的較高壓力差之下時，這是特別有用的。液壓和電動或其他電致動裝置提供在轉動手輪所需的力較大的情況下操作閥的方式。這些類型的致動裝置在要求自動化的情況下是合乎需要的。閘閥、例如frac管組中使用的壓裂(或frac)閥和其他關聯高壓閥必須在高壓下或者以高壓來操作。另外，frac閥有時因壓住frac閥的開啟和閉合閘的高壓而要求高轉矩以迫使閘開啟和閉合。frac管組閥在壓裂過程期間通過經過閘與閥孔徑之間的連接泄漏的碎屑經常填充有碎屑，從而使閥閘變為無法完全開啟或閉合，造成危險或者不安全環境。雖然frac管組閥和配件在參數之內和之外緊密控制，但是必須存在寬松或者不嚴格容差，以便使frac閥閘移動進和出閥主體空腔。相應地，由于這類寬松容差，閘在處于開啟位置或閉合位置的同時無法正確和充分地密封或者安置于一側或兩側上。相反，容差和包裝或密封可寬松地配合閘面，但是可能過于寬松，并且因而易于準許化學品或碎屑在壓裂過程期間進入閥主體空腔。這引起操作問題，其包括不能完全閉合閘、不能完全開啟閘，或者通過腐蝕、沖洗座等損壞閘的密封表面。此外，frac管組通常在高壓條件下操作。操作員通常使用手動和液壓致動機構的組合來控制閘的開啟和閉合。另外，操作員可基于每個閥中的閘的位置來控制frac管組的各單獨frac閥中的其他組件的致動。例如，操作員通常可需要參閱frac閥中的閘的位置，以便控制frac閥中使用的密封組件的操作。
技術實現思路
在一個方面，閘閥系統(gatevalvesystem)包括：閥主體(valvebody)，具有配置成允許流體經過閥主體的膛(bore)；閘(gate)，設置在空腔中，并且包括配置成允許流體通過的通路；閘致動機構(gateactuationmechanism)，配置成致動閘，以用于充分(substantially)準許或阻止流體流動；密封組合件(sealassembly)，與閘相鄰，配置成被致動以用于壓縮在閘上；以及可編程控制器，配置成控制閘致動機構和密封組合件的致動。在另一方面，閘閥系統包括：閥主體，包括配置成允許流體經過閥主體的膛；閘，設置在空腔中，并且包括配置成允許流體通過的通路；閘致動機構，配置成致動閘，以用于充分準許或阻止流體流動；密封組合件，與閘相鄰，配置成被致動以用于壓縮在閘上；以及開關機構，用于檢測閘致動機構和閘的位置。在又一方面，使用具有閘和密封組合件的閘閥的方法包括使用液壓致動器將閘致動到全開位置，使用第一開關來檢測閘的全開位置，并且響應全開位置的檢測而將密封組合件致動到密封位置。附圖說明通過結合附圖進行閱讀，將會更好地了解以上概述以及以下詳細描述。為了便于說明，附圖中示出本公開的某些實施例。但是，應當理解，本專利技術并不局限于所示的準確布置和工具。結合到本說明書中并且構成其部分的附圖示出按照本專利技術的系統和設備的實現，并且連同本描述一起用來說明按照本專利技術的優點和原理。圖1是示出具有液壓致動器、主閥和機械指示開關的閘閥組合件的示例的簡圖。圖2是示出包括液壓密封、閥座、閥閘和指示桿的閘閥組合件的示例的截面圖的簡圖。圖3是示出包括到液壓密封空腔和單獨液壓密封機構的液壓供應端口的閥主體區的示例的簡圖。圖4是示出包括到液壓密封機構的液壓供應端口的閥主體的示例的截面圖的簡圖。圖5是示出液壓供應的示例的簡圖以及用于操作包括液壓密封機構和可編程邏輯控制器的閘閥的控制圖。圖6是示出用于液壓壓裂操作的現有技術frac管組的示例的簡圖。圖7是示出包括液壓密封機構和可編程邏輯控制器、用于液壓壓裂操作的遠程操作frac管組的示例的簡圖。具體實施方式在詳細說明本專利技術的至少一個實施例之前，要理解，本專利技術并不局限于它在以下描述中提出或者在附圖中示出的構造的細節以及組件的布置的應用。提供附圖和書面描述，以指導本領域的技術人員進行和使用對其尋求專利保護的本專利技術。本專利技術適用于其他實施例并且能夠按照各種方式來實施和執行。本領域的技術人員將會理解，為了清楚起見和便于了解，并非示出一商業實施例的所有特征。本領域的技術人員還將會理解，結合本專利技術的方面的實際商業實施例的開發將要求許多實現特定判定來取得開發人員的商業實施例的最終目標。雖然這些工作會是復雜和費時的，但是這些工作是獲益于本公開的領域的技術人員例行任務。另外，要理解，本文所采用的用語和術語是為了便于描述，而不應當被視作限制。例如，單數術語、例如“一”、“一個”的使用不是意在限制項的數量。另外，非限制性地諸如“頂部”、“底部”、“左”、“右”、“上”、“下”、“向下”、“向上”、“側”之類的關系術語的使用為了清楚起見而具體參照附圖用于本描述中，而不是意在限制本專利技術或者所附權利要求書的范圍。此外，應當理解，本專利技術的特征的任一個可單獨地或者與其他特征結合使用。通過閱讀附圖和詳細描述，本領域的技術人員將會清楚地知道本專利技術的其他系統、方法、特征和優點。預計所有這類其他系統、方法、特征和優點都包含在本描述之內，包含在本專利技術的范圍之內，并且受到所附權利要求書保護?，F在將詳細參照按照附圖所示的本專利技術的實現。為了便于闡述，本文所述的實施例引用術語“流體”，其表示氣體、液體以及具有固體集料的液體溶液以及能夠適當預計流動的任何材料。參照作為非限制性示例并且按照本專利技術的實施例的圖1，示出閘閥系統100。閘閥系統100包括閥主體110，其在閥主體110的相對端具有一對凸緣210、220。凸緣210、220設計成在凸緣表面215、225上接納凸緣密封(未示出)、非限制性地例如金屬墊片，以便使閘閥系統100連接到具有凸緣的其他組件。雖然這個實施例示出凸緣類型連接，但是提供連接的其他方式是本領域已知的，并且能夠設計為適合于閥主體110和相關設備。閥主體110還具有頂閥面115和底閥面125，以便根據需要附連附加組件，以形成閘閥系統100。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種閘閥系統，包括：閥主體，包括配置成允許流體經過所述閥主體的膛；閘，設置在所述空腔中，并且包括配置成允許流體通過的通路；閘致動機構，配置成致動所述閘，以充分準許或阻止流體流動；密封組合件，與所述閘相鄰，配置成被致動以用于相對所述閘進行壓縮；以及可編程控制器，配置成控制所述閘致動機構以及所述密封組合件的致動。

【技術特征摘要】
2015.10.07 US 14/877,2131.一種閘閥系統，包括：閥主體，包括配置成允許流體經過所述閥主體的膛；閘，設置在所述空腔中，并且包括配置成允許流體通過的通路；閘致動機構，配置成致動所述閘，以充分準許或阻止流體流動；密封組合件，與所述閘相鄰，配置成被致動以用于相對所述閘進行壓縮；以及可編程控制器，配置成控制所述閘致動機構以及所述密封組合件的致動。2.如權利要求1所述的閘閥系統，還包括在所述閥主體中形成的用于包含所述密封組合件的加工膛或袋。3.如權利要求1所述的閘閥系統，還包括設置在所述閥主體的外表面上的液壓供應端口，以用于向所述密封組合件供應液壓流體。4.如權利要求1所述的閘閥系統，其中，所述可編程控制器配置成指示用于確定所述密封組合件的位置的、所述閘閥的膛中的壓力量。5.如權利要求1所述的閘閥系統，其中，所述可編程控制器配置成指示用于確定所述閘閥的位置的、到所述閘致動機構的液壓供應量。6.如權利要求1所述的閘閥系統，還包括閥帽，其可拆卸地耦合到所述閥主體面，并且包括連接端，其中所述閥帽的內側包括適合與所述閘的一端配合的彎曲表面。7.如權利要求6所述的閘閥系統，還包括第二閥帽，其可拆卸地耦合到所述閥主體的第二面，其中所述第二閥帽的內側包括適合與所述閘的另一端配合的彎曲表面。8.如權利要求7所述的閘閥系統，其中，所述第一閥帽的內側和所述第二閥帽的內側的每個都是弓形凹頂。9.如權利要求7所述的閘閥系統，還包括檢測機構，其在操作上定位并且通過所述第二閥帽中的孔可拆卸地連接到所述閘，由此所述檢測機構指示所述閘在所述閥主體中的位置。10.如權利要求9所述的閘閥系統，其中，所述檢測機構和所述閘致動機構的附連與所述第一閥帽和所述第二閥帽在操作上是可互換的。11.如權利要求1所述的閘閥系統，還包括用于指示所述閘在所述閥主體中的位置的檢測機構。12.如權利要求11所述的閘閥系統，其中，所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：埃爾納尼·G·德歐卡姆珀，巴拉日·霍瓦特，
申請(專利權)人：ZP因特萊茨有限責任公司，
類型：發明
國別省市：美國;US