ВСАСЫВАЮЩИЙ КЛАПАН ШТАНГОВОГО СКВАЖИННОГО НАСОСА Российский патент 1994 года по МПК F16K15/02 

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к всасывающим клапанным узлам штанговых скважинных насосов.

Известен узел всасывающего клапана штангового скважинного насоса, состоящего из корпуса, седла, затвора в виде шарика и метки с выполненными в ней окнами.

Недостатком данной конструкции клапана является недостаточная площадь проходного отверстия седла клапана, что ведет к снижению коэффициента заполнения насоса.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является обратный клапан, содержащий корпус с упорной поверхностью и седлом, затвор с направляющим хвостовиком, имеющим на наружной цилиндрической направляющей поверхности выступы в виде лопастей, расположенных под углом к образующей цилиндрической поверхности, причем затвор установлен в корпусе с возможностью осевого перемещения и с возможностью контакта в крайних положениях упорной поверхностью корпуса и седла.

Недостатком обратного клапана является его недостаточная надежность работы, особенно при откачке высоковязких, высокогазированных нефтей и нефтей с большим содержанием мехпримесей.

Целью изобретения является повышение надежности работы клапана.

Поставленная цель достигается тем, что затвор при закрытом положении клапана, сопряжен с цилиндрической поверхностью седла и снабжен в зоне сопряжения эластичным и поджимным кольцами. Кроме этого, затвор снабжен сквозным осевым отверстием с разрушаемой заглушкой, установленной со стороны хвостовика и выступающей в полости корпуса.

На фиг. 1 изображен всасывающий клапан штангового скважинного насоса, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид по стрелке В на фиг. 2.

Всасывающий клапан состоит из корпуса 1 и седла 2 с осевым цилиндрическим отверстием для прохода жидкости, жестко установленного в корпусе с помощью переводника 3. В полости корпуса 1 установлен с возможностью осевого перемещения и контакта с упорной поверхностью корпуса 1 и седлом 2 затвор 5 с направляющим хвостовиком 4. На наружной цилиндрической поверхности хвостовика 4 выполнены выступы в виде лопастей, расположенные под углом к образующей цилиндрической поверхности. Затвор 5 при закрытом положении клапана, сопряжен с цилиндрической поверхностью отверстия седла 2 и снабжен в зоне сопряжения эластичным 6 и поджимным кольцом 7. По оси затвора 5 выполнено сквозное осевое отверстие 8 с разрушаемой заглушкой 9, установленной со стороны хвостовика 4 и выступающей в полости корпуса 1.

Клапан работает следующим образом.

Клапан жестко крепится к цилиндру насоса и опускается в скважину на колонне подъемных труб. Затем на штангах опускается плунжер с нагнетательным клапаном и насос пускается в работу. Крайнее верхнее положение затвора 5 (клапан открыт) и крайнее нижнее положение затвора 5 (клапан закрыт) ограничивается соответствующими упорными поверхностями корпуса 1 и седла 2. В момент закрытия клапана вначале затвор 5 входит в соприкосновение с внутренней поверхностью седла 2, происходит первоначальная герметизация зоны всасывания от зоны нагнетания. За счет перепада давления затвор 5 движется вниз до упора хвостовика 4 на упорную поверхность седла 2. При этом в момент движения затвора 5 вниз, эластичное кольцо 6 утоплено в канавке, образованной затвором 5 и поджимным кольцом 7, и не контактирует с седлом 2. По мере роста давления в зоне нагнетания и роста утечек затвор 5 поджимное кольцо 7 начинает давить на эластичное кольцо 6 и, распирая его, прижимает к седлу 2, чем предотвращаются утечки через клапан. Таким образом, эластичное кольцо входит в контакт с седлом 2 лишь в неподвижном состоянии затвора 5, чем предотвращается интенсивный износ эластичного кольца 6.

В момент всасывания при движении жидкости в корпусе 1, когда он проходит между выступами хвостовика 4, на хвостовике возникает вращательный момент.

В результате затвор 5 проворачивается на определенный угол. Таким образом, точка взаимного соприкосновения затвора 5 и седла 2 последовательно меняются. Это важно в тех случаях, когда скважинный насос работает в наклонных скважинах, т. е. происходит интенсивный износ только одной из сторон затвора 5. Путем же последовательного поворота затвора 5 на некоторый угол износ затвора 5 осуществляется равномерно по всей поверхности, чем обеспечивается более высокая надежность работы клапанного узла.

При необходимости смены насоса, после подъема на штангах плунжера с нагнетательным клапаном, в подъемные трубы сбрасывается груз с определенным наконечником. Под действием ударной нагрузки груза заглушка 9 разрушается, в результате внутритрубная полость получает гидравлическую связь со скважиной посредством осевого сквозного отверстия 8. Следовательно, последующий подъем цилиндра насоса осуществляется без излива внутритрубной жидкости на устье. (56) Патент США N 4474209, кл. 137-559, 1984.

Сущность изобретения: седло имеет осевое цилиндрическое отверстие для прохода жидкости. Направляющий хвостовик затвора имеет на наружной цилиндрической поверхности выступы в виде лопастей, расположенных под углом к образующей цилиндрической поверхности. Затвор установлен в полости корпуса с возможностью осевого перемещения и контакта с упорной поверхностью корпуса и седлом. Затвор при закрытом положении клапана сопряжен с цилиндрической поверхностью седла и снабжен в зоне сопряжения эластичным и подвижным кольцами. Затвор снабжен сквозным осевым отверстием с разрушаемой заглушкой, установленной со стороны хвостовика и выступающей в полость корпуса. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. ВСАСЫВАЮЩИЙ КЛАПАН ШТАНГОВОГО СКВАЖИННОГО НАСОСА, содержащий корпус с упорной поверхностью и седлом, имеющим осевое цилиндрическое отверстие для прохода жидкости, затвор с направляющим хвостовиком, имеющим на наружной цилиндрической поверхности выступы в виде лопастей, расположенных под углом к образующей цилиндрической поверхности, причем затвор установлен в полости корпуса с возможностью осевого перемещения и контакта с упорной поверхностью корпуса и седлом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, затвор при закрытом положении клапана сопряжен с цилиндрической поверхностью седла и снабжен в зоне сопряжения эластичным и поджимным кольцами. 2. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения принудительной разгерметизации клапана при выполнении демонтажных работ, затвор снабжен сквозным осевым отверстием с разрушаемой заглушкой, установленной со стороны хвостовика и выступающей в полости корпуса.