一种堆焊强化凡尔体的制作方法

本实用新型属于油气开采设备加工制造领域，具体涉及一种堆焊强化凡尔体。

背景技术：

凡尔体作为一种单向阀，是油气压裂柱塞泵的核心部件，由于凡尔体所处工况恶劣，长期承受高压交变载荷和高速流体冲刷，使得凡尔体使用时间较短。目前的凡尔体在70mp及以上压力下使用时的寿命为12-30小时，凡尔体寿命短的主要原因是凡尔体支撑锥面与凡尔座锥面频繁撞击、磨损，导致凡尔体支撑锥面出现金属剥落、磨损凹坑等，最终因密封失效而无法继续使用。一旦凡尔体密封失效就需要立即停机，否则可能导致阀箱和凡尔座的损坏，这不仅造成严重的后果，还影响了增产压裂作业的进度和效率，增加了作业成本。同时由于压裂作业规模越来越大，连续作业时间也越来越长，对易损件的使用寿命提出了更高的要求。前期通过更换材料，将凡尔体使用寿命提升至21-45小时左右，但因材料价格昂贵，最终没能大规模应用，因此当前迫切需要一种技术，既能保证成本不会有太大提高，又能显著提升凡尔体使用寿命。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种堆焊强化凡尔体，该设备的使用可以克服现有技术的不足，显著提升凡尔体支撑锥面部位的强度和耐磨性，延缓凡尔体在高压交变载荷和高速流体冲刷下的磨损和冲蚀，有效防止金属剥落和磨损凹坑，凡尔体寿命提升至30-60小时。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种堆焊强化凡尔体，所述强化凡尔体包括抓取器、弹簧座、阀板、凡尔胶皮安装沟槽、支撑锥面、堆焊层和导向支腿；所述堆焊强化凡尔体为一体成型的回转体结构，堆焊强化凡尔体顶部设置有抓取器，抓取器下部连接有弹簧座，弹簧座下部连接有阀板，阀板下部设置有凡尔胶皮安装沟槽，凡尔胶皮安装沟槽下部设置有支撑锥面；所述支撑锥面下表面设置有堆焊层，凡尔体底部设置有导向支腿。

优选的，所述堆焊层为碳化钨合金，总堆焊厚度小于等于4毫米。

优选的，所述堆焊层经过精加工后至少保留的厚度为2.5毫米。

优选的，所述凡尔体表面整体镀有耐腐蚀合金层。

优选的，所述耐腐蚀合金层为镍磷合金层。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型通过一种凡尔体堆焊强化处理工艺，在凡尔体支撑锥面部位熔覆了一层高强度耐磨合金，有效延缓了凡尔体支撑锥面的金属剥落和磨损凹坑的发生；

2.通过本实用新型，凡尔体使用寿命提升至30-60小时，总成本仅提高5%左右，有效降低了作业成本。

通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型堆焊强化凡尔体剖视图；

图2为本实用新型堆焊强化凡尔体使用状态图；

图中：1、抓取器，2、弹簧座，3、阀板，4、凡尔胶皮安装沟槽，5、支撑锥面，6、堆焊层，7、导向支腿,8、凡尔座，9、凡尔胶皮，10、凡尔弹簧。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

请参阅图1及图2，本实用新型提供一种技术方案：一种堆焊强化凡尔体，堆焊强化凡尔体包括抓取器1、弹簧座2、阀板3、凡尔胶皮安装沟槽4、支撑锥面5、堆焊层6和导向支腿7；堆焊强化凡尔体为一体成型的回转体结构，堆焊强化凡尔体顶部设置有抓取器1，抓取器下部连接有弹簧座2，弹簧座下部连接有阀板3，阀板下部设置有凡尔胶皮安装沟槽4，凡尔胶皮安装沟槽下部设置有支撑锥面5；支撑锥面下部设置有堆焊层6，凡尔体底部设置有导向支腿7。堆焊层为碳化钨合金，总堆焊厚度小于等于4毫米。堆焊层经过精加工后至少保留的厚度为2.5毫米。凡尔体表面整体镀有耐腐蚀合金层。耐腐蚀合金层为镍磷合金层。

工作时将该堆焊强化凡尔体装入凡尔座8内，并在凡尔胶皮安装沟槽4上安装凡尔胶皮9，将凡尔弹簧10套接在弹簧座2上。

抓取器1是便于手动抓取凡尔体，能够保证凡尔体轻松地从阀箱内部取出；弹簧座2用来固定凡尔弹簧，可有效固定凡尔弹簧，防止弹簧脱落；凡尔胶皮安装沟槽用来安装凡尔胶皮；支撑锥面5，在凡尔体闭合过程中，支撑锥面与凡尔座锥面接触撞击，起到支撑的作用；导向支腿，导向支腿安装在凡尔座内孔中，对凡尔体的运动起到导向作用，保证凡尔体沿竖直轴向往复直线运动；

加工例：

锻坯加工：对正火后的锻坯进行加工，在凡尔体支撑锥面部位加工预留熔覆尺寸2.5mm；

抛丸处理：在凡尔体支撑锥面预留熔覆部位进行抛丸处理；

清洗：对凡尔体进行整体清洗，去除表面油污和杂质后烘干；

焊前预热：对凡尔体进行整体预热，焊前预热温度应控制在160-200℃，预热时间为2-3小时；

堆焊：沿预留熔覆部位堆焊多层高强度耐磨硬质合金焊层，堆焊时进行保温处理，焊材为碳化钨，焊层厚度应小于或等于4mm，焊接时凡尔体温度应不低于150℃；

焊后保温：焊接完成后对凡尔体进行保温，保温温度为160-200℃，保温时间为4-5小时；

机械加工：将凡尔体加工至产品最终尺寸；

表面镀层：整体镀镍磷合金层。

实施例1：

锻坯加工：对正火后的锻坯进行加工，在凡尔体支撑锥面部位加工预留熔覆尺寸2.5mm；抛丸处理：在凡尔体支撑锥面预留熔覆部位进行抛丸处理；清洗：对凡尔体进行整体清洗，去除表面油污和杂质后烘干；焊前预热：对凡尔体进行整体预热，焊前预热温度应控制在160℃，预热时间为3小时；堆焊：沿预留熔覆部位堆焊多层碳化钨，焊层厚度应小于或等于4mm，焊接时凡尔体温度应不低于150℃；焊后保温：焊接完成后对凡尔体进行保温，焊后保温温度为160℃，保温时间为5小时；机械加工：将凡尔体加工至产品最终尺寸；表面镀层：整体镀镍磷合金层。

实施例2：

锻坯加工：对退火后的锻坯进行加工，在凡尔体支撑锥面部位加工预留熔覆尺寸2.5mm；抛丸处理：在凡尔体支撑锥面预留熔覆部位进行抛丸处理；清洗：对凡尔体进行整体清洗，去除表面油污和杂质后烘干；焊前预热：对凡尔体进行整体预热，焊前预热温度应控制在180℃，预热时间为2.5小时；堆焊：沿预留熔覆部位堆焊多层碳化钨，焊层厚度应小于或等于4mm，焊接时凡尔体温度应不低于150℃；焊后保温：焊接完成后对凡尔体进行保温，焊后保温温度为180℃，保温时间为4.5小时；机械加工：将凡尔体加工至产品最终尺寸；表面镀层：整体镀镍磷合金层。

实施例3：

锻坯加工：对退火后的锻坯进行加工，在凡尔体支撑锥面部位加工预留熔覆尺寸2.5mm；抛丸处理：在凡尔体支撑锥面预留熔覆部位进行抛丸处理；清洗：对凡尔体进行整体清洗，去除表面油污和杂质后烘干；焊前预热：对凡尔体进行整体预热，焊前预热温度应控制在200℃，预热时间为2小时；堆焊：沿预留熔覆部位堆焊多层碳化钨，焊层厚度应小于或等于4mm，焊接时凡尔体温度应不低于150℃；焊后保温：焊接完成后对凡尔体进行保温，焊后保温温度为200℃，保温时间为4小时；机械加工：将凡尔体加工至产品最终尺寸；表面镀层：整体镀镍磷合金层。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。