应用于泥浆泵的凡尔阀结构的制作方法

1.本发明属于泥浆泵附件技术领域，尤其涉及一种应用于泥浆泵的凡尔阀结构。


背景技术：

2.泥浆泵应用于油田钻井作业中，主要是在钻探过程中向钻孔里输送泥浆或水等冲洗液，泥浆泵主要功能是吸入端自吸入低压流体并将其转换为高压流体从排出端排出的装置。凡尔阀是泥浆泵的重要组成部分，由于传统的凡尔阀(包括凡尔胶皮、凡尔体和凡尔座)长期承受泥浆、砂砾等高压流体介质的冲刷、磨损，对凡尔阀整体的冲击韧性、耐磨性带来极大的考验，导致凡尔阀成为泥浆泵的易损零部件，同时凡尔阀的使用寿命将直接影响泥浆泵的寿命。另外，凡尔阀与泥浆泵泵头的锥度密封是通过锥度表面配合来实现硬密封的功能，目前传统凡尔阀损坏的主要原因如下：
3.凡尔体和凡尔座被高压力流体介质冲刷、磨损坏失效；凡尔胶皮缓冲、磨损密封失效导致凡尔体锥面直接撞击凡尔座锥面导致损坏；凡尔座硬度层不够深，易产生磨损失效；凡尔座本体材料性能不稳定导致的寿命缩短。这此因素严重影响了钻井作业的顺利进行，改善凡尔阀的使用寿命已经成为各大油服公司提高生产效率、创造高效益的巨大挑战。


技术实现要素：

4.本发明所提供的一种应用于泥浆泵的凡尔阀结构，旨在解决传统凡尔阀结构在油田钻井作业中使用寿命低下、效率不高的技术问题。
5.为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
6.一种应用于泥浆泵的凡尔阀结构，包括凡尔座、缓冲垫、半球阀体和扶正器，所述凡尔座能够与泥浆泵泵头的吸入端和排出端内壁密封配合，所述缓冲垫设置于凡尔座的内腔底部、且能够与半球阀体的底部球面密封配合，所述半球阀体设置于扶正器内、且其底部为半球状，所述扶正器与缓冲垫围拢的内腔高度大于半球阀体的高度，所述扶正器用于对半球阀体在垂直方向上导向，所述扶正器的侧壁上设有供介质通过的引流槽；所述扶正器的顶部设有处于半球阀体上方的球体压帽，用于对半球阀体的行程顶部进行限位。
7.优选的，所述半球阀体自下至上依次为半球体段、圆柱段和倒锥体段，所述半球体段的底部为直径小于凡尔座通孔的平面，所述倒锥体段的上端大径小于圆柱段的直径，所述倒锥体段的下端与圆柱段圆弧过渡；所述倒锥体段套装阀体胶垫，所述阀体胶垫与球体压帽的内腔相匹配，所述阀体胶垫的上端面突出于倒锥体段的上端面、用于与球体压帽的内腔顶部抵接。
8.优选的，所述扶正器为底部敞口的筒体，所述扶正器的底部嵌装于凡尔座的内孔；所述扶正器的侧壁上设有多个供介质通过的引流槽，所述引流槽的上部为贯穿扶正器侧壁的矩形孔、下部为朝向内部下方倾斜的导向槽；所述球体压帽的中部能够与半球阀体的倒锥体段顶部抵接，所述球体压帽的中心四周径向设有多个排气孔。
9.优选的，所述缓冲垫包括凡尔胶垫和垫片，所述垫片设置于凡尔胶垫的顶面上，所
述凡尔座的内孔设有两个台阶面，所述凡尔胶垫设置于凡尔座的内孔下部台阶面上；所述凡尔座的内孔为上大下小的台阶孔，所述扶正器设置于凡尔座内孔的上部台阶面上。
10.优选的，所述凡尔胶垫的内孔下部为能够与半球阀体底部半球体段球面线接触的锥孔，所述垫片的内外径与凡尔胶垫的顶部内外径一致。
11.优选的，所述扶正器的下端与凡尔座的内孔上部螺纹连接。
12.优选的，所述球体压帽的外壁与泥浆泵泵头的吸入端和排出端螺纹连接。
13.优选的，所述凡尔座的外壁中间设有台阶，所述台阶的下部及上部外圆上均设有密封槽，用于分别与第一密封圈及第二密封圈配合。
14.采用上述技术方案所产生的有益效果在于：与现有技术相比，本发明通过在凡尔座的内腔安装缓冲垫，可使半球阀体下落在缓冲垫上实现柔性密封，借助扶正器对半球阀体起到导向作用，利用扶正器及缓冲垫将半球阀体的上下行程进行限位。使用时，半球阀体被高压介质顶起，介质能够通过凡尔座及缓冲垫的内孔并沿着扶正器上的引流槽流出；半球阀体在重力作用下落到缓冲垫上，缓冲垫对半球阀体起到支撑和密封作用，缓冲垫能够起到柔性密封作用，同时还能够减缓对半球阀体的冲击力，延长其使用寿命，进而提高了生产效率。利用本发明能够解决传统凡尔阀结构存在使用寿命低下、效率不高的问题。
附图说明
15.图1是本发明实施例提供的一种应用于泥浆泵的凡尔阀结构的结构示意图；
16.图2是图1中半球阀体的结构示意图；
17.图3是图2中半球阀体的剖面图；
18.图4是图1中扶正器的外形图；
19.图5是图3中扶正器的半剖图；
20.图6是图1中凡尔胶垫的结构示意图；
21.图7是图1中凡尔座的结构示意图；
22.图中：1-凡尔座，2-第一密封圈，3-凡尔胶垫，4-垫片，5-第二密封圈，6-半球阀体，61-半球体段，62-圆柱段，63-倒锥体段；7-阀体胶皮，8-球体压帽，9-扶正器,91-矩形孔，92-导向槽；10-引流槽，11-排气孔,12-环形槽，13-密封槽。
具体实施方式
23.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
24.如图1所示，本发明提供的一种应用于泥浆泵的凡尔阀结构，包括凡尔座1、缓冲垫、半球阀体6和扶正器9，所述凡尔座1能够与泥浆泵泵头的吸入端和排出端内壁密封配合，所述缓冲垫设置于凡尔座1的内腔底部、且能够与半球阀体6的底部球面密封配合，所述半球阀体6设置于扶正器9内、且其底部为半球状，所述扶正器9与缓冲垫围拢的内腔高度大于半球阀体6的高度，所述扶正器9用于对半球阀体6在垂直方向上导向，所述扶正器9的侧壁上设有供介质通过的引流槽10；所述扶正器9的顶部为处于半球阀体上方的球体压帽8，用于对半球阀体6的行程进行上限位。半球阀体在凡尔座内缓冲垫与扶正器围拢的腔体内
上浮下落实现凡尔阀的启闭。半球阀体在高压介质作用下浮起，介质能够从扶正器上的引流槽顺畅流出；半球阀体在重力作用下落到缓冲垫上，缓冲垫对半球阀体起到缓冲、支撑和密封作用，缓冲垫能够起到柔性密封作用，同时还能够减缓对半球阀体的冲击力，延长其使用寿命。
25.在本发明的一个具体实施例中，如图2、3所示，所述半球阀体6为阶梯状的轴类零件，自下至上依次分为半球体段61、圆柱段62和倒锥体段63，所述半球体段61的底部为直径小于凡尔座1通孔的平面，所述倒锥体段63的上端大径小于圆柱段62的直径，所述倒锥体段63的下端与圆柱段62圆弧过渡；所述倒锥体段63外套装与之相匹配的阀体胶垫7，所述阀体胶垫7的外形与球体压帽8的内腔相匹配，所述阀体胶垫7的上端面突出于倒锥体段63的上端面、用于与球体压帽8的内腔顶部抵接。当半球阀体在重力作用下下坠至底部时，可对缓冲垫挤压实现凡尔阀结构的闭合；当半球阀体浮起最高位时，半球阀体顶部与阀体胶垫接触，能够对半球阀体起到缓冲及反弹作用，减小对半球阀体的冲击力，进一步延长凡尔阀的使用寿命。
26.作为一种优选结构，如图4、5所示，所述扶正器9为底部敞口的筒体，所述扶正器9的侧壁上设有多个供介质通过的引流槽10，所述引流槽10的上部为贯穿扶正器9侧壁的矩形孔91、下部为朝向内部下方倾斜的导向槽92；所述球体压帽8的中部能够与半球阀体6的倒锥体段63顶部抵接，所述球体压帽8的中心四周径向设有多个排气孔11，以便半球阀体在向上运动过程中及时将扶正器内腔的气体排出，确保半球阀体向上运动通畅；同时排气孔还起到渗漏液的作用，可使滞留在球体压帽内腔的积液及时排出，避免积液过多阻碍半球阀体向上运动。
27.在本发明的一个具体实施例中，如图1、6、7所示，所述缓冲垫包括凡尔胶垫3和垫片4，所述垫片4设置于凡尔胶垫3的顶面上，所述凡尔座1的内孔设有两个台阶面，所述凡尔胶垫3设置于凡尔座1的内孔下部台阶面上；所述凡尔座1的内孔为上大下小的台阶孔，所述扶正器9设置于凡尔座1内孔的上部台阶面上。具体设计时，如图6所示，凡尔胶垫3的内外壁均为锥体面、底部开口外部为喇叭状端面，凡尔座1的下部台阶面上设有环形槽12，用于与凡尔胶垫3的喇叭状端面相匹配。同时，设置于凡尔胶垫与扶正器之间的垫片为环形平垫，对凡尔胶垫起到定位作用。
28.具体安装时，所述凡尔胶垫3的内孔下部为能够与半球阀体6底部半球体段61球面线接触的锥孔，所述垫片4的内外径与凡尔胶垫3的顶部内外径一致。采用该结构可使半球阀体与凡尔胶垫形成线接触，能够确保凡尔阀关闭状态时的密封性。
29.具体制作时，如图1所示，所述扶正器9的下端与凡尔座1的内孔上部螺纹连接；所述扶正器8与泥浆泵泵头的吸入端和排出端螺纹连接。采用螺纹连接装配更方便快捷。
30.为了确保凡尔座在泥浆泵泵头的吸入端和排出端内安装的密封性，如图7所示，所述凡尔座1的外壁中间设有台阶，所述台阶的下部及上部外圆上均设有密封槽13，用于分别与第一密封圈2及第二密封圈5配合。同时，台阶下部外圆为上大下小的锥面。采用该结构能够确保凡尔座与吸入端及排出端的内壁密封配合。
31.综上所述，本发明中的半球阀体作为主要工作面，能够增加凡尔阀的耐腐蚀性及耐冲击性，高压流体介质通过顶升半球阀体打开凡尔阀，流体介质流过凡尔座及凡尔胶垫的内孔，从扶正器侧面的引流槽流出，可减缓对凡尔座及凡尔胶垫的冲刷，避免了凡尔阀受
凡尔座硬度层不够深，易产生磨损失效，或者受凡尔座的材料性能不稳定导致气寿命缩短的影响；同时，半球阀体下落与凡尔胶垫接触形成柔性密封，进一步提高了凡尔阀的使用寿命。利用本发明能够改善凡尔阀的使用寿命，确保钻井作业的顺利进行，提高了生产效率及经济效益。
32.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。