专利名称：等强度结构的钻井泵泵阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种钻井泵泵阀，它适用于石油、天然气及地质勘探等领域。
背景技术：
目前国内外广泛使用的石油钻井泵泵阀，其主要部件阀座、阀体为整体结构。阀体的中间是一个圆盘，圆盘的上下两端各延伸一根芯轴，圆盘上部的芯轴起导向作用，圆盘下部的芯轴与导向架焊接。阀体的上下两面承受最高可超过30MPa的流体压力，阀体圆盘的边缘锥面和阀座内锥面配合，起密封和承受泵阀关闭时的冲击作用。阀座也是整体锻造而成，阀座的内锥面和阀体锥面配合，承受冲击和起密封作用。由于这种泵阀在工作过程中，阀座和阀体的各部分所承受的工作载荷不同，阀座和阀体各部分的机械强度和性能也不同。当阀座和阀体采用整体锻造时，为了满足其各部分不同强度和性能的要求，必然带来加工工艺复杂、质量难以控制、制造成本高、泵阀使用寿命短等一系列问题。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供等强度结构的钻井泵泵阀，通常使用的泵阀的阀体，由本实用新型的阀盘和芯轴组合而成，阀盘和芯轴采用不同的材料，不同表面处理方法加工，使得由阀盘和芯轴组成的阀体各部分强度和性能满足不同工作载荷和加工工艺的要求，该泵阀结构合理，使用寿命增长，克服了现有技术的不足。
为了提高泵阀的质量和使用寿命，本实用新型根据等强度设计原理，采用了以下技术方案通常使用的阀体由本实用新型不同材料的阀盘和芯轴组合而成，导向架焊接在芯轴上；为了使阀座的使用寿命与阀盘匹配，在阀座与阀盘相接触的内锥面镶嵌一个耐冲击、耐磨损的衬套；为了减小泵阀关闭时，阀盘与阀座的两接触面的冲击力，经过计算分析，将阀盘与阀座的密封锥面与铅垂面的夹角设计成26°～33°之间的任意角度；为了增加阀胶圈唇口的强度和密封性能，将唇口的背部设计成圆锥台或外凸的曲面。
等强度结构的钻井泵泵阀，主要由阀座、阀盘、贯穿于阀盘的芯轴组成，所述阀盘的边缘锥面和阀座内锥面相配合，上部芯轴起导向作用，所述阀盘与上部芯轴之间有阀螺母和阀胶圈，下部芯轴与导向架连接，所述导向架可在阀座内孔中上下往复运动，其特征在于，在阀座与阀盘相接触的内锥面有一个衬套，所述阀盘与阀座的密封锥面与铅垂面的夹角为26°～33°，所述阀胶圈的唇口背部为圆锥台或外凸的曲面。
本实用新型采用阀体由阀盘和芯轴组合而成，阀盘和芯轴采用不同的材料，不同表面处理方法加工，使由阀盘和芯轴组合成的阀体各部分的强度和性能满足不同工作载荷和加工工艺的要求。
本实用新型阀座与阀盘相接触的内锥面是一个易损部位，在该内锥面镶嵌一个耐冲击、耐磨损的衬套，增加了阀座薄弱部分的强度，该衬套可用合金材料或其它耐磨材料制成。
由于常规的钻井泵泵阀的阀胶圈的唇口背部是内凹的曲面形状，这种设计使阀胶圈唇口部分的强度降低，耐磨性减弱。而本实用新型的阀胶圈唇口背部设计成外凸的曲面或圆锥台形状，增加了阀胶圈唇口部位的强度。
本实用新型专利与目前广泛使用的泵阀相比，由于采用等强度设计原理改进泵阀的结构，使其结构更科学、更合理、使用寿命更长。
图1是目前常规的钻井泵泵阀的结构图图2是本实用新型等强度结构的钻井泵泵阀的结构图图3是本实用新型阀座结构的局部放大示意图图4是本实用新型阀胶圈的结构示意图(唇口的背部为外凸的曲面形状)图5是本实用新型阀胶圈的结构示意图(唇口的背部为圆锥台形状)具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型。
参看图1。
图1是目前常规的钻井泵泵阀的结构图，由图1可见，该泵阀主要由阀座1、阀体2、阀螺母3、阀胶圈4、导向架5组成，阀座1和阀体2为整体结构，阀体2的中间是一个圆盘，圆盘的上下两端各延伸一根芯轴，圆盘上部的芯轴起导向作用，圆盘下部的芯轴与导向架5焊接，起连接作用。阀体2的上下两面将承受最高可超过30MPa的流体压力，阀体2的边缘锥面将和阀座1内锥面配合，起密封和承受泵阀关闭时的冲击作用。阀座1也是整体锻造而成，阀座的内锥面和阀体锥面配合，承受冲击和起密封作用。导向架5可在阀座1的内孔中上下往复运动。由于阀座1和阀体2的各部分所承受的工作载荷不同，阀座1和阀体2各部分的机械强度和性能也不同，阀座1和阀体2采用整体锻造时，为了满足其各部分不同强度和性能的要求，带来加工工艺复杂、质量难以控制、制造成本高等一系列问题。同时该泵阀的阀胶圈4的唇口背部设计成一个内凹的曲面形状，这种设计使阀胶圈唇口部分的强度降低，耐磨性减弱。
参看图2、图3、图4、图5。
图2是等强度结构钻井泵泵阀的结构图，在图2中，本实用新型钻井泵阀主要由阀座1、阀盘6、贯穿于阀盘的芯轴7组成，所述阀盘6的边缘锥面和阀座1内锥面相配合，芯轴7上部起导向作用，所述阀盘与上部芯轴之间有阀螺母3和阀胶圈4，下部芯轴与导向架5连接，所述导向架可在阀座内孔作上下往复运动，其特征在于，在阀座与阀盘相接触的内锥面有一个衬套8，所述阀盘与阀座的密封锥面与铅垂面的夹角为26°～33°，所述阀胶圈的唇口9的背部10为圆锥台或外凸的曲面。
图3是本实用新型阀座1结构的局部放大示意图，在图3中，在阀座1与阀盘6相接触的内锥面有一个衬套8，阀座1与阀盘6的密封锥面与铅垂面的夹角为26°～33°。
图4、图5是本实用新型阀胶圈的结构示意图。图4中阀胶圈的唇口9的背部10为外凸的曲面形状，图5中阀胶圈的唇口9的背部10为圆锥台形状。
权利要求1 等强度结构的钻井泵泵阀，主要由阀座(1)、阀盘(6)、贯穿于阀盘的芯轴(7)组成，所述阀盘(6)的边缘锥面和阀座(1)内锥面相配合，所述阀盘与上部芯轴之间有阀螺母(3)和阀胶圈(4)，下部芯轴与导向架(5)连接，所述导向架可在阀座内孔作上下往复运动，其特征在于，在阀座与阀盘相接触的内锥面有一个衬套(8)。
2 如权利要求1所述的钻井泵泵阀，其特征在于，所述阀盘(6)与阀座(1)的密封锥面与铅垂面的夹角为26°～33°。
3 如权利要求1所述的钻井泵泵阀，其特征在于，所述阀胶圈(4)的唇口(9)的背部(10)为圆锥台或外凸的曲面。
专利摘要本实用新型涉及等强度结构的钻井泵泵阀，主要由阀座、阀盘、贯穿于阀盘的芯轴组成，所述阀盘的边缘锥面和阀座内锥面相配合，上部芯轴起导向作用，所述阀盘与上部芯轴之间有阀螺母和阀胶圈，下部芯轴与导向架连接，所述导向架可在阀座内孔作上下往复运动，其特征在于，在阀座与阀盘相接触的内锥面有一个衬套，所述阀盘与阀座的密封锥面与铅垂面的夹角为26°～33°，所述阀胶圈的唇口背部为圆锥台或外凸的曲面。本实用新型由于采用等强度设计原理，其结构更科学、更合理、使用寿命更长，克服了现有技术的不足。
文档编号F04B53/10GK2898364SQ20062003417
公开日2007年5月9日 申请日期2006年5月12日 优先权日2006年5月12日
发明者夏元白 申请人:西南石油大学