一種防止高壓泥漿刺漏的吸入和排出液缸新型密封結構制造技術

本發明專利技術屬于石油頁巖氣采出設備技術領域，公開了一種防止高壓泥漿刺漏的吸入和排出液缸新型密封結構，包括液缸，液缸內設有流體通道，流體通道包括一T形段，在T形段的拐角處設有伸縮閥芯；T形段包括一個階梯狀的通道口，該通道口包括內段孔和外段孔；內段孔內設有閥壓蓋，外段孔內設有閥蓋；閥壓蓋與內段孔之間設有密封圈，且液缸上設有溢流孔。本發明專利技術改善了由于工作振動造成的閥蓋松動而導致密封圈位移和損壞，克服了平面密封對軸向壓力變化的敏感性，提高了密封性能，防止了密封圈產生位移和變形；閥壓蓋外緣表面不易疲勞產生裂紋；使密封圈損壞后，高壓泥漿可以通過溢流孔泄壓，液缸、閥壓蓋不被高壓泥漿刺壞。因此，值得推廣。

A new sealing structure for suction and discharge cylinder for preventing high pressure mud from bleeding

The invention belongs to the technical field of petroleum shale gas extraction equipment, and discloses a new sealing structure for the suction and discharge cylinder of high pressure mud, which comprises a liquid cylinder with a fluid passage. The fluid passage comprises a T-shaped section, and a telescopic valve core is arranged at the corner of the T-shaped section. The orifice comprises an inner section hole and an outer section hole, a valve pressure cover is arranged in the inner section hole and a valve cover is arranged in the outer section hole, a sealing ring is arranged between the valve pressure cover and the inner section hole, and an overflow hole is arranged on the liquid cylinder. The invention improves the displacement and damage of the sealing ring caused by the loosening of the valve cover caused by the working vibration, overcomes the sensitivity of the plane seal to the change of the axial pressure, improves the sealing performance, prevents the displacement and deformation of the sealing ring, prevents the surface of the valve pressure cover from fatigue cracking, and causes the high-pressure mud after the sealing ring is damaged. The slurry can be relieved by overflow holes, and the liquid cylinder and valve gland are not damaged by high-pressure mud. Therefore, it is worth promoting.

【技術實現步驟摘要】
一種防止高壓泥漿刺漏的吸入和排出液缸新型密封結構
本專利技術屬于石油頁巖氣采出設備
，具體涉及一種防止高壓泥漿刺漏的吸入和排出液缸新型密封結構。
技術介紹
石油頁巖氣是一種非常規清潔能源，由于頁巖氣生成條件決定了其儲存斷面多以石灰巖層為主，石灰巖層的硬度和強度是積層巖的1.5～2倍，為了提高頁巖氣的單井產量，現鉆井行業普遍釆用豎井加水平井的鉆井工藝技術，由于對石灰巖層和水平井的鉆井工藝技術，要求鉆井泵必須具備高壓力和大流量的設備使用性能。為了滿足高壓力和大流量鉆井技術要求，以美國為首的高壓鉆井泵制造企業將傳統的F-1600鉆井泵液力端進行改造升級為由吸入和排出液缸組合而成的HL型高壓液力端，將鉆井工作壓力35MPa提高到52Mpa。在52MPa工作壓力下，由吸入和排出液缸對閥壓蓋按照每分鐘120次的頻率施以往復式呼吸式運動。傳統的HL高壓液力端結構存在以下主要缺陷：1.閥蓋密封圈容易損壞，使用壽命短，從目前掌握的情況，在38Mpa工作壓力條件下一般平均使用時間在72小時左右，對于一些地質條件惡劣的，使用壽命只有2～4小時。2.密封圈一旦損壞，高壓泥漿會對閥壓蓋和液缸密封圈止口進行刺壞，泥漿才能從被刺壞的缺口處向溢流孔外流泄壓。一旦液缸和閥壓蓋被高壓泥漿刺壞，高壓鉆井泵就無法正常工作，不但嚴重影響鉆井作業效率，而且還會大幅增加鉆井成本。造成傳統HL高壓液力端缺陷的主要原因包括：1、液缸閥蓋釆用1英寸粗牙鋸齒型螺紋，在設備運行中容易因為強力震動導致螺紋松動，無法保證閥蓋向閥壓蓋和密封圈施與恒定的軸向壓力，無法保證對閥壓蓋和密封圈的壓緊和壓實，在高壓泥漿的沖刺下被刺壞。2、閥壓蓋在液缸閥腔內無沿園周方向定位，當密封圈變形或位移時，使閥壓蓋與液缸內腔表面產生每分鐘120次的金屬相互碰撞，導致液缸內腔密封止口處產生疲勞裂紋。3、密封圈釆用平面密封，平面密封對軸向壓力變化非常敏感，容易在閥蓋因振動發生螺紋松動時產生位移和變形，導致密封圈容易損壞而使高壓泥漿刺壞閥壓蓋和液缸密封止口。4、溢流孔位置設置不合理，當密封圈損壞后高壓泥漿只有將閥壓蓋和液缸密封止口刺壞后才能從被刺壞的缺口處流向溢流孔而實現泄壓。
技術實現思路
本專利技術目的在于提供一種防止高壓泥漿刺漏的吸入和排出液缸新型密封結構，旨在改進液缸處安裝密封圈的結構和溢流結構，在達到密封圈的承受極限時即開始溢流泄壓，避免破壞液缸、閥壓蓋等內部結構，降低了設備的維護成本，延長了設備的使用壽命。本專利技術所采用的技術方案為：一種防止高壓泥漿刺漏的吸入和排出液缸新型密封結構，包括液缸，液缸內設有流體通道，流體通道包括一T形段，所述T形段包括a通道和b通道，b通道內設有伸縮閥芯，且伸縮閥芯位于b通道與a通道的連通處；b通道包括一個階梯狀的通道口，該通道口至少包括內段孔和外段孔；內段孔內設有用于固定伸縮閥芯的閥壓蓋，外段孔內設有用于抵緊閥壓蓋的閥蓋；所述的閥壓蓋與內段孔之間設有密封圈，且液缸上設有溢流孔，所述的溢流孔連通內段孔。進一步的，所述內段孔的孔徑逐漸縮小，連接外段孔一端的孔徑大于另一端的孔徑。作為一種優選的方案，所述的內段孔為圓錐形孔，閥壓蓋位于內段孔內的部分為圓錐形，溢流孔從液缸的側壁直接連通到內段孔的孔壁。作為另一種優選的方案，所述的內段孔包括前段孔和后段孔，所述前段孔的孔徑小于后段孔的孔徑，且前段孔與后段孔的連接過渡面為斜面；所述的閥壓蓋位于后段孔內，閥壓蓋前端的形狀與該斜面形狀對應匹配，所述的密封圈位于該斜面處且被閥壓蓋壓緊。進一步的，作為優選的方案，閥壓蓋上設有1.5×20mm的環狀溝槽，該環狀溝槽連通溢流孔。進一步的，作為優選的方案，為了實現在密封圈被破壞后，流體通過溢流孔排出泄壓，所述的閥壓蓋的側壁面與內段孔的孔壁之間留有間隙。再進一步，所述的溢流孔為直孔，溢流孔垂直于液缸的側壁面。將溢流孔設置在內段孔處的好處是：實現溢流泄壓的條件為密封圈被破壞，可保持閥壓蓋、閥蓋和液缸的完好，減少損壞，維護時只需要及時更換密封圈即可，降低了使用成本和維護成本。進一步的，為了使閥壓蓋的軸向性更好，所述的內段孔和外段孔的連接過渡面為直角臺階面，所述的閥壓蓋的后端設有與該臺階面配合的環狀結構。進一步的，作為優選的方案，所述的密封圈采用PU聚氨脂橡膠制成或者NBR丁腈橡膠制成。進一步的，為了方便安裝和取出閥壓蓋，所述的閥壓蓋上設有提拉件。所述的提拉件一般為帶有桿件的把手，通過提拉件能夠將閥壓蓋安裝進入內段孔和從內段孔中取出。為方便整體配合，閥蓋為圓筒狀，提拉件位于閥蓋中空的內部。再進一步，作為優選的方案，所述的閥壓蓋上設有軸孔，所述的提拉件連接在軸孔內。進一步的，作為優選的方案，外段孔內設置鋸齒形螺紋，所述的閥蓋通過螺紋連接固定在外段孔內，通常情況下該鋸齒形螺紋的尺寸為1/2英寸。本專利技術的有益效果為：1.傳統的HL高壓泥漿泵液力端密封結構在工作壓力38Mpa時，密封圈的平均使用壽命在72小時以內，由于頻繁的更換密封圏和修復被刺壞的液缸密封止口和閥壓蓋，嚴重影響了鉆井隊的鉆井效率，鉆井作業率低于60％，鉆一口6500米的頁巖氣井高壓鉆井泵的維護修理費就會高達3萬元以上。本專利技術提供的新型密封結構的高壓泵液力端，密封圈單次使用壽命達到了620小時以上，是傳統密封結果壽命的8倍以上，鉆井作業率也達到了85％以上，在一次鉆井深度21900英尺過程中高壓鉆井泵液力端的維護修理費為零。2.在液缸閥蓋壓處采用1/2英寸鋸齒型螺紋，改善了由于工作振動造成的閥蓋松動而導致密封圈位移和損壞。3.在內段孔處采用錐面密封或斜面密封代替平面密封，克服了平面密封對軸向壓力變化的敏感性，既提高了密封性能，也防止了密封圈產生位移和變形，提高了密封圈的使用壽命。4.本專利技術在在內段孔和外段孔的連接過渡面增加了一個臺階狀的止口與閥壓蓋相應尺寸進行園周方向的定位，避免閥壓蓋外園表面與液缸止口表面金屬的相互碰撞而發生的液缸密封止口疲勞裂紋。5.本專利技術改變了液缸傳統結構溢流孔的位置，使密封圈一旦損壞，高壓泥漿可以通過閥壓蓋上的環狀溝槽將高壓泥漿排向溢流孔進行泄壓，有效地保護了液缸密封止口和閥壓蓋不被高壓泥漿刺壞。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅表示出了本專利技術的部分實施例，因此不應看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它相關的附圖。圖1是本專利技術的結構剖視圖。圖2是液缸的部分結構剖視圖。圖3是外段孔處的螺紋結構示意圖。圖中：1-液缸；101-內段孔；102-外段孔；2-閥壓蓋；3-閥蓋；4-密封圈；5-溢流孔。具體實施方式下面結合附圖及具體實施例對本專利技術做進一步闡釋。實施例1：如圖1、圖2所示，本實施例公開了一種防止高壓泥漿刺漏的吸入和排出液缸新型密封結構，包括液缸1，液缸內設有流體通道，流體通道包括一T形段，所述T形段包括a通道和b通道，b通道內設有伸縮閥芯，且伸縮閥芯位于b通道與a通道的連通處；b通道包括一個階梯狀的通道口，該通道口至少包括內段孔101和外段孔102；內段孔內設有用于固定伸縮閥芯的閥壓蓋2，外段孔內設有用于抵緊閥壓蓋的閥蓋3；所述的閥壓蓋與內段孔之間設有密本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種防止高壓泥漿刺漏的吸入和排出液缸新型密封結構，其特征在于：包括液缸(1)，液缸內設有流體通道，流體通道包括一T形段，所述T形段包括a通道和b通道，b通道內設有伸縮閥芯，且伸縮閥芯位于b通道與a通道的連通處；b通道包括一個階梯狀的通道口，該通道口至少包括內段孔(101)和外段孔(102)；內段孔內設有用于固定伸縮閥芯的閥壓蓋(2)，外段孔內設有用于抵緊閥壓蓋的閥蓋(3)；所述的閥壓蓋與內段孔之間設有密封圈(4)，且液缸上設有溢流孔(5)，所述的溢流孔連通內段孔。

【技術特征摘要】
1.一種防止高壓泥漿刺漏的吸入和排出液缸新型密封結構，其特征在于：包括液缸(1)，液缸內設有流體通道，流體通道包括一T形段，所述T形段包括a通道和b通道，b通道內設有伸縮閥芯，且伸縮閥芯位于b通道與a通道的連通處；b通道包括一個階梯狀的通道口，該通道口至少包括內段孔(101)和外段孔(102)；內段孔內設有用于固定伸縮閥芯的閥壓蓋(2)，外段孔內設有用于抵緊閥壓蓋的閥蓋(3)；所述的閥壓蓋與內段孔之間設有密封圈(4)，且液缸上設有溢流孔(5)，所述的溢流孔連通內段孔。2.根據權利要求1所述的一種防止高壓泥漿刺漏的吸入和排出液缸新型密封結構，其特征在于：所述內段孔的孔徑逐漸縮小，連接外段孔一端的孔徑大于另一端的孔徑。3.根據權利要求1所述的一種防止高壓泥漿刺漏的吸入和排出液缸新型密封結構，其特征在于：所述的內段孔為圓錐形孔，閥壓蓋位于內段孔內的部分為圓錐形，溢流孔從液缸的側壁直接連通到內段孔的孔壁。4.根據權利要求1所述的一種防止高壓泥漿刺漏的吸入和排出液缸新型密封結構，其特征在于：所述的內段孔包括前段孔和后段孔，所述前段孔的孔徑小于后段孔的孔徑，且前段孔與后段孔的連接過渡...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐世林，
申請(專利權)人：徐世林，
類型：發明
國別省市：四川,51