Шариковый клапан глубинного насоса Советский патент 1983 года по МПК F04B53/10 F04B47/00 

(54) ШАРИКОВЫЙ КЛАПАН ГЛУБИННОГО НАСОСА

1

Изобретение относится к нефтедобыче, в частности к глубинным штацговым насосам для эксплуатации скважин.

По основному авт. ев-. № 601449 известен шариковый клапан глубинного насоса, выполненный в виде корпуса, седла, шарика и установленного в цилнндрической расточ-. ке корпуса направляющего устройства с упругими вертикальными ребрами, имеющими внутренние выступы для ограничения подъема шарика. В нижней части направляющего устройства установлено жестко связанное с ребрами упругое цили1гдрическое кольцооснование с прорезью, причем направляюнсее устройство установлено в цилиндричес кой расточке корпуса свобод} о с об1газованием верхнего торцового и радиального зазоров 1J.

Недостатком известной конструкции шарикового клапана является его низкая долговечность при работе в глубоких скважинах с высоким давлением и-значительным пескопроявлением, связанная с поломками направляющего устройства с упругими ребрами.

Это вызвано следующими причинами.

При работе клапана шарик ударяется об изогнутые ребра направляющего устройства, ограничивающего его вертикальное перемещение, а затем под действием потока 5 жидкости совершает вращательно-колебательиые движения как в вертикальном, так и горизонтальном направленнях. Под действием создаваемого при этом радиального усилия ребра устройства подвергаются де. Q формации, изгибаясь от оси клапана к периферии. При этом верхние концы ребер, устаповлеи1 ые в расточке корпуса клапана, изгибаются внутрь клапана и теряют свою фиксацию. Одновременно под действием перепада давления шарик оказывает 15 осевое усилие на изогнутые внутрь V-образные выступы. Под действием этого усилия ребра направляющего устройства вдавливаются в цилиндрический канал, находящийся над направляющим устройством, и шарик, прижимая их к углу, образованному цилиндрическим каналом клапана и расточкой корпуса клапана как бы срезает их.

При работе насоса в пескопроявляюци1л скважинах зерна песка, попадая в зазор

между верхними концами ребер направляющего устройства и расточкой корпуса клапана,, создают благоприятные условия для изгиба и вдавливания внутрь цилиндрического канала ребер направляющего устройства, тем самым ускоряя процесс выхода из строя шарикового клапана.

Цель изобретения - повыщение долговечности щарпкового клапана при работе в глубоких скважинах с высоким давлением и значительным пескопроявлением.

Цель достигается тем, что направляющее устройство снабжено фиксатором, выполненным В виде дополнительно установленного в его верхней части цилиндрического кольца с прорезью, жестко связанного с ребрами.

На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый шариковый клапан глубинного насоса, общий вид, разрез; на фиг. 2 - направляющее устройство.

Шариковый клапан содержит корпус 1, в цилиндрической расточке 2 которого установлено направляюц1ее устройство 3 с упругими вертикальными ребрами 4, жестко связанными между собой в нижней части упругим Цилиндрическим кольцом-основанием 5 с прорезью 6, а также щарик 7 и седло 8 клапана, прижатое к корпусу накоiie4HHKOM 9. В клапане имеются подклапанная 10 II надклапанная 11 полости. Направляю.шее-устройство 3 установлено в цилиндрической расточке 2 корпуса свободно с образованием верхнего торцового 12 и радиального 13 зазоров, а упругие вертикальные ребра 4 имеют выступы 14 для ограничения, подъема шарика. В свою очередь направляющее устройство .3 снабжено фиксатором 15, выполненным в виде дополнительно установ;ieinioro в его верхней части .цилиндрического кольца 16 с прорезью 17, жестко связанного с ребрами 4.

Шариковый клапан работает следующим образом.

При соответствующем ходе плунжера глубинного насоса клапан открывается, и жидкость перетекает из подклапанной полости К) в надклапанную полость II. При обратном ходе плунжера клапан закрывается.

В момент открытия клапана шарик 7 ударяется о внутренние выступы 14 упругих вертикальных ребер 4 направляющего устройства 3, а затем под действием потока жидкости начинает совершать вращательноколебательное движение в горизонтальном и вертикальном направлениях.

Наличие фиксатора 15, выполненного и виде дополнительно установленного в верхней части направляющего устройства 3 цилиндрического кольца 16, жестко связанного с ребрами 4, позволяет надежно фиксировать верхние концы ребер 4 направляющего устройства 3 в условиях работы при высоких давлениях жидкости и с жидкостью, содержащей песок.

Наличие прорези 17 на цилиндрическом кольце 16 совместно с прорезью 6 в упругом 1или 1дрическом кольце-основании 5 при соответствующей жесткостии податливости ребер 4 позволяют иаправляющему устройству 3 упруго деформироваться и аморти.зировать действие нагрузок со стороны шарика 7 и действие струи жидкости.

Использование изобретений позволяет увеличить срок службы скважинных насосов в целом за счет повышения долговечности шарикового клапана при работе в. условиях высоких давлений и значительного пескопроявления.

Формула изобретения

Шариковый клапап глубинного насоса по авт. св. № 601449, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности при работе в скважинах с высоким давлением и значительным пескопроявлением, направляющее устройство снабжено фиксатором, выполненным в виде дополнительно -установленного в его верхней части цилиндрического кольца с прорезью, жестко связанного с ребрами.

Источники информации, припятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 601449, кл. F 04 В 47/00, 1976.

гг

Ф1/г.2