КЛАПАН ОБРАТНЫЙ Российский патент 2005 года по МПК F16K15/02 F16K15/06 

Изобретение относится к области горного дела, в частности к нефтегазодобывающей промышленности для предохранения УЭЦН (установок электроцентробежных насосов) в скважине, в гидросистемах высокого давления, транспортирующих нефть, газ, агрессивные среды, воду, пар.

Известны клапаны обратные [1], [2].

Недостатками известных клапанов обратных является ненадежность в процессе эксплуатации, особенно при высоких давлениях (МПа 25 и выше).

Известен клапан обратный, содержащий корпус, запорный элемент в виде сферической пробки из эластичного материала и армированного стержнем, причем в корпусе выполнена камера, ограниченная с одной стороны перегородкой с каналами для протока жидкости и с центральным отверстием для установки и перемещения сферической пробки, с противоположной стороны - седлом с отверстием, диаметр которого меньше диаметра пробки на величину деформации.

Недостатками известного клапана является невозможность регулировки осевого перемещения в камере корпуса сферической пробки.

Техническая задача изобретения состоит в увеличении надежности и гарантийного срока эксплуатации, особенно в системах высокого давления (МПа 25 и выше), в возможности регулировки осевого перемещения в камере корпуса клапана обратного сферической пробки.

Решение технической задачи достигается тем, что обратный клапан, содержащий корпус, запорный элемент в виде сферической пробки из эластичного материала и армированного стержнем, причем в корпусе выполнена камера, ограниченная с одной стороны перегородкой с каналами для протока жидкости и с центральным отверстием для установки и перемещения сферической пробки, с противоположной стороны - седлом с отверстием, диаметр которого меньше диаметра пробки на величину деформации, отличающийся тем, что сферическая пробка снабжена вкрученным в армированный стержень винтом для регулировки ее осевого перемещения в камере корпуса.

На фиг.1 изображен клапан обратный в нефтяной скважине в открытом положении.

На фиг.2 изображен клапан обратный в закрытом положении.

На фиг.3 - сечение А-А на фиг.1.

Клапан обратный содержит корпус 1, перегородку 2, выполненную в корпусе, каналы для протока жидкости 3, центральное отверстие 4, запорный элемент в виде сферической пробки 5, камеру 6, седло 7, отверстие 8, диаметр которого меньше диаметра пробки на величину деформации пробки, соединительную муфту 9, диаметр сферической пробки 10, площадку под ключ 11, армированный стержень 12, винт 13 для регулировки осевого перемещения пробки в камере, насосно-компрессорную трубу 14, уплотнительные манжеты 15, ось клапана (камеры) 16.

В статическом положении элементы клапана обратного взаимодействуют следующим образом.

Запорный элемент, выполненный в виде сферической пробки 5, совместно с армированным стержнем 12 через отверстие 8, диаметр которого меньше диаметра сферической пробки 10 на величину деформации эластичного материала, из которого изготовлена пробка 5, под определенный усилием через камеру 6 устанавливается в центральное отверстие 4, выполненное в перегородке 2.

В процессе установки под определенным усилием диаметр сферической пробки 10 деформируется и после окончания установки и снятия усилий в камере 6 сферическая пробка принимает первоначальные размеры и форму, что исключает возможность самопроизвольного выпадения пробки из камеры 6 корпуса 1.

Винтом 13 через армированный в запорном элементе, выполненном в виде сферической пробки 5, стержень 12, производится регулировка перемещения пробки 5 в направлении оси 16 корпуса 1 в камере 6 и тем самым обеспечивается надежное перекрытие клапана обратного по поверхности седла 7 в скважине.

Клапан обратный через соединительную муфту 9 и насосно-компрессорную трубу 14 устанавливается в подвеску с электроцентробежным насосом.

При установке клапана обратного используются площадки под ключ 11.

Наличие уплотнительных манжет 15 обеспечивает надежность герметизации резьбовых соединений.

В динамическом положении в скважине при запуске электроцентробежного насоса под воздействием потока перекачиваемой среды клапан обратный открывается, перекачиваемая среда через отверстие 8, каналы для протока жидкости 3, огибая сферическую пробку 5 и далее по лифту подвески насосно-компрессорных труб, поднимается на устье скважины и поступает в нефтесбор (фиг.1, фиг.3).

При плановой или аварийной остановке электроцентробежного насоса обратным давлением столба жидкости в лифте насосно-компрессорных труб клапан обратный посредством взаимодействия запорного элемента, выполненного в виде сферической пробки 5, по поверхности седла 7 надежно перекрывает отверстие 8 и тем самым исключает раскручивание насосного агрегата в обратном направлении, предохраняя его от разрушения.

Наличие винта 13 не позволяет сорвать сферическую пробку 5 с армированного стрежня 12 под действием давления столба жидкости в лифте насосно-компрессорных труб и продавить пробку через отверстие 8, так как диаметр пробки 10 больше диаметра отверстия 8 на величину деформации сферической пробки (фиг.2), а в процессе ремонтно-восстановительных операций вкрученный в армированный стержень 12 винт 13 обеспечивает регулировку осевого перемещения в камере 6 корпуса 1 сферической пробки 5 для перекрытия отверстия 8 по поверхности седла 7.

Предложенное новое техническое решение клапана обратного отличается от известных технических решений новизной.

По уровню технического решения предложенный клапан обратный прост в изготовлении, надежен в эксплуатации, ремонтопригоден, конкурентоспособен и его использование в промышленности обеспечит положительный технико-экономический эффект.

Источники информации

[1] Спутник буровика. Справочник. К.В.Иогансен. Москва : НЕДРА, 1990 г., стр.84, рис.5, 23, стр.160, рис 7.9.

[2] Спутник буровика. Справочник. К.В.Иогансен. Москва : НЕДРА, 1981 г., стр.90, рис.34, рис.35.

Изобретение относится к области горного дела, в частности к нефтегазоперерабатывающей, нефтегазодобывающей промышленности, и предназначено для предохранения установок центробежных насосов в скважине, в гидросистемах высокого давления, транспортирующих нефть, газ, агрессивные срезы, воду, пар. Клапан обратный содержит корпус, запорный элемент в виде сферической пробки из эластичного материала и армированного стержнем. В корпусе выполнена камера. Эта камера ограничена с одной стороны перегородкой с каналами для потока жидкости и с центральным отверстием для установки и перемещения сферической пробки, а с противоположной стороны - седлом с отверстием. Диаметр этого отверстия меньше диаметра пробки на величину деформации. Сферическая пробка снабжена вкрученным в армированный стержень винтом для регулировки ее осевого перемещения в камере корпуса. Изобретение направлено на увеличение надежности и гарантийного срока эксплуатации особенно в системах высокого давления (МПа 25 и выше), на уменьшение элементной базы конструкции клапана, в удобстве его обслуживания и ремонтопригодности. 3 ил.

Клапан обратный, содержащий корпус, запорный элемент в виде сферической пробки из эластичного материала, армированного стержнем, причем в корпусе выполнена камера, ограниченная с одной стороны перегородкой с каналами для потока жидкости и с центральным отверстием для установки и перемещения сферической пробки, а с противоположной стороны - седлом с отверстием, диаметр которого меньше диаметра пробки на величину деформации, отличающийся тем, что сферическая пробка снабжена вкрученным в армированный стержень винтом для регулировки ее осевого перемещения в камере корпуса.