输砂管闸阀的制作方法

1.本实用新型涉及油田设备技术领域，具体的是一种应用于压裂设备上的输砂管闸阀。


背景技术：

2.在石油领域，压裂是人为地使地层产生裂缝，改善油在地下的流动环境，使油井产量增加。油井生产到一定阶段后，产能和渗透率降低，为了增强排油能力，提高油井产量，人们发明了压裂工艺技术。压裂的方法分水力压裂和高能气体压裂两大类，水力压裂是靠地面高压泵车车组将流体高速注入井中，借助井底憋起的高压，使油层岩石破裂产生裂缝。为防止泵车停止工作后，压力下降，裂缝又自行合拢，在地层破裂后的注入液体中，混入比地层密度大数倍的砂子，同流体一并进入裂缝，并永久停留在裂缝中，支撑裂缝处于开启状态，使油流环境长期得以改善。
3.在大型压裂作业中，砂子的使用量甚至能达到千方级别的，通常在施工现场构建数百方体积的砂塔用于存储砂子，砂子从砂塔底部的出砂口释放后，经输砂管传递混砂车，在混砂车处与水混合后，通过泵车向井中注入。砂子由砂塔到混砂车的输送过程，依靠的是砂子自身的流动性和砂子的自重。输砂管通常采用直径20-40cm的圆柱形钢管，在输砂管上需要设置闸阀，以控制输砂管的开关。现有技术的输砂管闸阀通常是螺杆闸阀，螺杆闸阀通过法兰设置于砂塔底部的出砂口处，出砂口具有一定的高度，通常不低于两米，每次开关闸阀，需要操作人员登上操作平台，转动螺杆闸阀，操作不便，响应速度慢。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种结构简单、操作简单的输砂管闸阀，尤其适合在砂塔和混砂车之间的输砂管上应用。
5.本实用新型的技术方案是：
6.一种输砂管闸阀，包括输砂管和闸阀挡板，所述输砂管的管壁上开设有与闸阀挡板相配合的挡板插口，所述挡板插口所在的平面与输砂管轴线的夹角为α，45
°
≤α≤90
°
，所述闸阀挡板的下部外周与输砂管的内壁相配合，闸阀挡板上部的外周与输砂管的外壁相配合，闸阀挡板的一侧与挡板插口一端的输砂管的管壁铰接，闸阀挡板的另一侧设有手柄。
7.输砂管采用直径30cm左右的钢管，输砂管的一端连接于砂塔底部的出砂端，输砂管的另一端连接于混砂车，输砂管在砂塔底部到混砂车之间呈10-60
°
倾斜，利用砂子的流动性和自重流向混砂车。输砂管闸阀设置于输砂管的中部，距离地面高度约为1.5m左右。
8.挡板插口由输砂管的上侧面向输砂管的中部开设，挡板插口所在的平面与输砂管的轴线呈夹角设置，在输砂管内砂子的流动方向上，挡板插口的下端位于挡板插口上端的前侧，挡板插口所在的平面截得的输砂管的截面为一椭圆形截面。
9.闸阀挡板的上部和下部分别为两个不同尺寸的半椭圆形，闸阀挡板上部的尺寸大于闸阀挡板下部的尺寸，闸阀挡板下部所在的椭圆略小于挡板插口所在的平面截得的输砂
管的截面，使得闸阀挡板在扣合后，闸阀挡板的下部与输砂管的管壁之间留有一定的间隙，由于砂子具有一定的粒径，该间隙不影响闸阀挡板对砂子的阻挡作用，并允许椭圆形的闸阀挡板绕铰接点转动，在转动过程中，输砂管内壁不会阻挡闸阀挡板下部。闸阀挡板扣合后闸阀挡板上部外周与输砂管外壁所在的曲面重合，利用输砂管的管壁对闸阀挡板进行限位，从而使闸阀挡板在挡板插口中的受力更稳定，以承载砂子对闸阀挡板的压力。
10.本实用新型通过转动闸阀挡板来控制输砂管的开关，其操作相较于螺杆闸阀更加便捷，通过在倾斜的输砂管上选择设置输砂管闸阀的位置，使输砂管闸阀位于距地1.5m左右的高度，操作者在地面上即可对输砂管闸阀进行操作，不必再登上操作平台开关输砂管。闸阀挡板与输砂管轴线呈角度设置，使闸阀挡板的扣合过程是顺着砂子流动方向下压，闸阀挡板扣合过程中受到砂子的阻力更小，操作更加省力。
11.优选的，挡板插口所在的平面垂直于水平面，其扣合操作更容易施力。
12.所述闸阀挡板上部外周设有弧形的限位板。
13.限位板的作用在于限制闸阀挡板的下压深度，从而使输砂管的管壁可以对闸阀挡板上部的外周进行限位。
14.所述挡板插口处设有弹性挡砂板，弹性挡砂板与挡板插口远离输砂管出砂端的一侧固定相连。
15.具体的，弹性挡砂板为能盖住挡板插口的橡胶薄片。
16.优选的，所述弹性挡砂板上设有沿输砂管轴线方向切口，所述切口将弹性挡砂板靠近输砂管出砂端的一端分割成条。
17.当输砂管闸阀开放时，挡板插口处开放，砂子在输砂管内流动，会有粒径较小的砂子由挡板插口处溢出，造成尘土飞扬。挡板插口与输砂管轴线的呈角度设置本身可以减少砂子溢出的概率，通过设置弹性挡砂板，可进一步减少砂子溢出。闸阀挡板在插入挡板插口时，需要将弹性挡砂板靠近输砂管出砂端的一端抬起以便于闸阀挡板的插入，或者加大闸阀挡板的下压力度，使弹性挡砂板变形随闸阀挡板一同插入挡板插口中。通过将弹性挡砂板分割成条，可以不必抬起弹性挡砂板，条状的弹性挡砂板可以更容易的随闸阀挡板一同插入挡板插口中。
18.在本实用新型另一种可选的方案中，可以将弹性挡砂板替换成淋水装置，通过卡箍支架，在挡板插口的上侧设置喷头，喷头通过水管和水泵与水源相连。
19.通过向挡板插口处喷水，减少尘土飞扬。
20.所述挡板插口远离输砂管管壁与闸阀挡板铰接点的一端设有限位销座，限位销座上设有限位销孔和限位销。
21.限位销可以将闸阀挡板的手柄限位，从而保持输砂管闸阀的关闭状态。
22.所述把手的端部设有绳孔。绳孔的作用在于通过绳索连接动力机构，辅助闸阀挡板的扣合动作，使其更加省力。
23.本实用新型具有的优点和积极效果是：由于采用上述技术方案，可以便捷的实现输砂管的开放和关闭，操作简便，省时省力，环境污染小。
附图说明
24.图1是本实用新型输砂管的位置示意图；
25.图2是挡板插口示意图；
26.图3是本实用新型闸阀挡板扣合后的结构示意图；
27.图4是本实用新型的爆炸状态示意图。
28.图中：
29.1、输砂管
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2、闸阀挡板
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3、砂塔
30.4、混砂车
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11、挡板插口
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12、弹性挡砂板
31.13、限位销
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21、闸阀挡板上部
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22、闸阀挡板下部
32.23、手柄
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24、限位板
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231、绳孔
具体实施方式
33.如图1-4所示，本实用新型：
34.一种输砂管闸阀，包括输砂管1和闸阀挡板2，所述输砂管的管壁上开设有与闸阀挡板相配合的挡板插口11，所述挡板插口11所在的平面与输砂管1轴线的夹角为α，α＝80
°
，所述闸阀挡板下部22外周与输砂管1的内壁相配合，闸阀挡板上部21的外周与输砂管1的外壁相配合，闸阀挡板的一侧与挡板插口一端的输砂管1的管壁铰接，闸阀挡板2的另一侧设有手柄23。
35.输砂管采用直径30cm钢管，输砂管1的一端连接于砂塔3底部的出砂端，输砂管1的另一端连接于混砂车4，输砂管在砂塔底部到混砂车之间呈10
°
倾斜，利用砂子的流动性和自重流向混砂车4。输砂管闸阀设置于输砂管1的中部，距离地面高度约为1.5m左右。
36.所述闸阀挡板上部外周设有弧形的限位板24。
37.所述挡板插口处设有弹性挡砂板12，弹性挡砂板与挡板插口远离输砂管出砂端的一侧固定相连。
38.具体的，弹性挡砂板12为能盖住挡板插口的橡胶薄片。
39.优选的，所述弹性挡砂板上设有沿输砂管轴线方向切口，所述切口将弹性挡砂板靠近输砂管出砂端的一端分割成条。
40.所述挡板插口远离输砂管管壁与闸阀挡板铰接点的一端设有限位销座，限位销座上设有限位销孔和限位销13。
41.所述把手的端部设有绳孔231。
42.以上对本实用新型的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。