RU109201U1

RU109201U1 - CHECK VALVE

Info

Publication number: RU109201U1
Application number: RU2011118804/03U
Authority: RU
Inventors: Алексей Михайлович Володин; Владислав Алексеевич Сорокин; Андрей Александрович Клинов; Сергей Борисович Лободюк; Александр Викторович Деев; Алексей Николаевич Васин; Николай Павлович Петров; Олег Николаевич Андрианов
Original assignee: ОАО "Тяжпрессмаш"
Priority date: 2011-05-10
Filing date: 2011-05-10
Publication date: 2011-10-10

Abstract

Обратный клапан, содержащий корпус, установленные в нем фильтр в виде диска с отверстиями, седло, установленный в нем через уплотнительную манжету ограничитель запорного элемента, выполненный в виде втулки с осевым каналом и продольными пазами, в полости которой размещен запорный элемент предпочтительно в виде шара, отличающийся тем, что фильтр с отверстиями вдоль периметра объединен с седлом, отверстия в котором выполнены с возможностью сообщения отверстий фильтра с полостью седла, а указанные продольные пазы выполнены на расстоянии от донной части втулки, превышающем длину запорного элемента. A non-return valve, comprising a housing, a filter installed in it in the form of a disk with holes, a seat, a stop element stopper installed in it through a gasket, made in the form of a sleeve with an axial channel and longitudinal grooves, in the cavity of which a stop element is placed, preferably in the form of a ball, characterized in that the filter with openings along the perimeter is combined with a saddle, the openings of which are configured to communicate the openings of the filter with the seat cavity, and said longitudinal grooves are made at a distance of bottom of the sleeve exceeds the length of the locking element.

Description

Полезная модель относится к нефтяной промышленности, а именно к внутрискважинному эксплуатационному оборудованию, и может быть использована при добыче нефти, промывке и освоении скважин.The utility model relates to the oil industry, namely to downhole production equipment, and can be used in oil production, flushing and well development.

Клапан предназначен прежде всего для предотвращения обратного перетока рабочей среды - тампонажного или бурового раствора, обработанного химическими реагентами, минерализованной пластовой воды, нефти и газа при температуре до 100°С - из заколонного пространства во внутреннее пространство обсадной колонны.The valve is designed primarily to prevent the backflow of the working medium — cement or drilling mud treated with chemical reagents, mineralized formation water, oil and gas at temperatures up to 100 ° C — from the annular space into the inner space of the casing string.

Известен обратный клапан для обсадной колонны, содержащий корпус, установленные в нем фильтр, представляющий собой диск с отверстиями, седло с осевым каналом и размещенными в нем уплотнительной манжетой и запорным элементом в виде шара, и ограничитель осевого перемещения шара, выполненный в виде закрепленной в седле втулки с радиальными, продольно вытянутыми отверстиями. Во втулке размещен подпружиненный в осевом направлении шток, выполненный с возможностью взаимодействия его торцевой поверхности с шаром и прижатия его к манжете (RU 101489 U1, МПК (2006.01) Е21В 34/10, оп. 20.01.2011).A non-return valve for a casing string is known, comprising a housing, a filter installed therein, which is a disk with holes, a seat with an axial channel and a sealing collar and a locking element in the form of a ball, and a ball axial limiter made in the form of a fixed in the saddle bushings with radial, longitudinally elongated holes. An axially spring-loaded rod is placed in the sleeve, which is configured to interact with its end surface and the ball and press it against the cuff (RU 101489 U1, IPC (2006.01) Е21В 34/10, op. 20.01.2011).

Недостатком известной конструкции обратного клапана является недостаточный запирающий эффект, вследствие вероятности смещения запорного элемента от осевого положения и неплотного его прижатия к седлу, а также износа запорного элемента от воздействия потока рабочей среды. Кроме того, наличие пружины значительно замедляет и усложняет разбуривание клапана.A disadvantage of the known design of the non-return valve is the insufficient locking effect, due to the likelihood of the displacement of the locking element from the axial position and its loose pressing against the seat, as well as the wear of the locking element from the influence of the flow of the working medium. In addition, the presence of a spring significantly slows down and complicates the drilling of the valve.

Наиболее близким аналогом заявляемого устройства, выбранным в качестве прототипа, является обратный клапан для обсадной колонны, содержащий корпус, установленные в нем фильтр, представляющий собой диск с отверстиями, седло, ограничитель шара с осевым каналом, выполненный в виде закрепленной в седле втулки с продольными пазами. Втулка закреплена в нижней части седла при помощи резьбы. Во внутренней полости втулки размещен капролоновый шар, взаимодействующий с уплотнительной резиновой манжетой, установленной в нижней части седла и поджатой втулкой (RU 84451 U1, МПК (2006.01) Е21В 34/10, оп. 10.07.2009 г.). Общими существенными признаками известного и заявляемого устройств являются корпус, установленные в нем фильтр в виде диска с отверстиями, седло, установленный в нем через уплотнение ограничитель запорного элемента, выполненный в виде втулки с центральным каналом и продольными пазами, в полости которой размещен запорный элемент предпочтительно в виде шара.The closest analogue of the claimed device, selected as a prototype, is a check valve for the casing string, comprising a housing, a filter installed in it, which is a disk with holes, a seat, a ball stop with an axial channel, made in the form of a sleeve fixed in the saddle with longitudinal grooves . The sleeve is secured to the bottom of the seat with thread. A caprolon ball is placed in the inner cavity of the sleeve, which interacts with a rubber sealing cuff installed in the lower part of the saddle and pressed in by the sleeve (RU 84451 U1, IPC (2006.01) Е21В 34/10, op. 10.07.2009). Common essential features of the known and claimed devices are a housing, a filter installed in it in the form of a disk with holes, a saddle, a stopper element installed in it through the seal, made in the form of a sleeve with a central channel and longitudinal grooves, in the cavity of which the closure element is preferably located in the form of a ball.

В известном клапане входящий прямой поток рабочей среды с большой силой сталкивается с запорным элементом, смещает его в нижнюю часть втулки и выходит через выполненные в низу втулки продольные пазы, продолжая воздействовать на запорный элемент с большой силой.In the known valve, the incoming direct flow of the working medium collides with the locking element with great force, displaces it into the lower part of the sleeve and exits through the longitudinal grooves made at the bottom of the sleeve, continuing to act on the locking element with great force.

Таким образом, недостатком известного клапана является большая степень воздействия рабочей среды на запорный элемент, что может привести к его износу, вследствие чего снижается запирающий эффект, не обеспечивается надежность работы клапана.Thus, a disadvantage of the known valve is the high degree of exposure of the working medium to the shut-off element, which can lead to its wear, as a result of which the locking effect is reduced, and the valve is not reliable.

В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования обратного клапана, в котором путем конструктивных изменений обеспечивается снижение воздействия рабочей среды на запорный элемент, что приводит к снижению износа запорного элемента, повышению запирающего эффекта, в результате чего повышаются надежность работы и ресурс клапана.The utility model is based on the task of improving the non-return valve, in which structural changes reduce the impact of the working medium on the shut-off element, which leads to a decrease in wear of the shut-off element and an increase in the locking effect, which increases the reliability and service life of the valve.

Поставленная задача решается тем, что в обратном клапане, содержащем корпус, установленные в нем фильтр в виде диска с отверстиями, седло, установленный в нем через уплотнительную манжету ограничитель запорного элемента, выполненный в виде втулки с осевым каналом и продольными пазами, в полости которой размещен запорный элемент предпочтительно в виде шара, в соответствии с полезной моделью новым является то, что фильтр с отверстиями вдоль периметра объединен с седлом, отверстия в котором выполнены с возможностью сообщения отверстий фильтра с полостью седла, а указанные продольные пазы выполнены на расстоянии от донной части втулки, превышающем длину запорного элемента.The problem is solved in that in the non-return valve containing the housing, a filter in the form of a disk with holes installed in it, a seat, a stop element stopper installed in it through the sealing sleeve, made in the form of a sleeve with an axial channel and longitudinal grooves, in the cavity of which is placed the locking element is preferably in the form of a ball, in accordance with a utility model, it is new that the filter with openings along the perimeter is combined with a seat, the openings of which are configured to communicate filter openings with a cavity of the saddle, and these longitudinal grooves are made at a distance from the bottom of the sleeve, exceeding the length of the locking element.

Между совокупностью существенных признаков заявляемой полезной модели и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.Between the totality of the essential features of the claimed utility model and the achieved technical result, there is the following causal relationship.

Конструктивные изменения, а именно:Constructive changes, namely:

- объединение фильтра, имеющего отверстия вдоль периметра, с седлом;- combining a filter having openings along the perimeter with a saddle;

- выполнение в седле отверстий таким образом, что они сообщают отверстия фильтра с полостью седла;- making holes in the saddle so that they communicate the filter openings with the seat cavity;

- выполнение продольных пазов втулки на расстоянии от ее донной части, превышающем длину запорного элемента;- the implementation of the longitudinal grooves of the sleeve at a distance from its bottom, exceeding the length of the locking element;

в совокупности с известными признаками заявляемой полезной модели обеспечивают, во-первых, изменение направления потока рабочей среды в обход осевого канала фильтра и за счет этого снижение энергии потока и, соответственно, степени воздействия на запорный элемент, а во-вторых, при прижатии запорного элемента потоком рабочей среды к донной части втулки выход этой среды из втулки через продольные пазы перед запорным элементом, что также снижает степень воздействия на запорный элемент. В результате достигается снижение износа запорного элемента, повышение запирающего эффекта, и как следствие, повышение надежности работы и ресурса клапана.Together with the known features of the claimed utility model, they provide, firstly, a change in the direction of the working medium flow bypassing the axial channel of the filter and thereby reducing the flow energy and, accordingly, the degree of influence on the locking element, and secondly, when pressing the locking element the flow of the working medium to the bottom of the sleeve, the output of this medium from the sleeve through the longitudinal grooves in front of the locking element, which also reduces the degree of impact on the locking element. The result is a reduction in wear of the locking element, an increase in the locking effect, and as a result, an increase in the reliability and life of the valve.

Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен продольный разрез клапана при прямом прохождении рабочей среды; на фиг.2 - продольный разрез клапана при обратном прохождении рабочей среды.The essence of the claimed utility model is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a longitudinal section of a valve with direct passage of a working medium; figure 2 is a longitudinal section of the valve during the return passage of the working medium.

Обратный клапан (фиг.1, 2) содержит корпус 1, в котором выполнены передняя внутренняя и задняя наружная присоединительные резьбы, служащие для встраивания клапана в колонну труб. В корпусе 1 закреплено с помощью резьбового соединения седло 2 с осевым каналом. Герметичность соединения седла 2 с корпусом 1 обеспечивается уплотнительным кольцом 3. С седлом 2 объединен фильтр 4, имеющий вид диска с продольными отверстиями 5, выполненными вдоль периметра. В седле 2 выполнены поперечные отверстия 6, сообщающие отверстия 5 фильтра с осевым каналом седла 2. В седле 2 установлена уплотнительная манжета 7, выполненная из упругого материала, например из резины. Манжету 7 поджимает к седлу 2 втулка 8 с осевым каналом и продольными пазами 9, закрепленная в седле 2 с помощью резьбового соединения. Седло 2 и втулка 8 скреплены стопорным винтом 10 от возможного развинчивания. Во внутренней полости втулки 8 размещен запорный элемент 11 предпочтительно в виде шара, например капролонового. Продольные пазы 9 в стенке втулки 8 выполнены таким образом, что при прижатии запорного элемента 11 к манжете 7 обратным потоком рабочей среды указанные пазы 9 расположены в нижней части запорного элемента 11, а при прижатии запорного элемента 11 прямым потоком рабочей среды к донной части втулки 8 пазы 9 расположены выше запорного элемента 11.The non-return valve (Fig.1, 2) contains a housing 1, in which the front internal and rear external connecting threads are made, which are used to integrate the valve into the pipe string. In the housing 1, a saddle 2 is fixed with a threaded connection to the axial channel. The tightness of the connection of the saddle 2 with the housing 1 is provided by a sealing ring 3. A filter 4 is combined with the saddle 2, having the form of a disk with longitudinal holes 5 made along the perimeter. In the saddle 2 there are transverse openings 6 communicating the holes 5 of the filter with the axial channel of the seat 2. In the saddle 2 there is a sealing sleeve 7 made of an elastic material, for example, rubber. The sleeve 7 is pressed against the saddle 2 by a sleeve 8 with an axial channel and longitudinal grooves 9, fixed in the saddle 2 by means of a threaded connection. The seat 2 and sleeve 8 are fastened with a locking screw 10 to prevent loosening. In the inner cavity of the sleeve 8 is placed a locking element 11, preferably in the form of a ball, for example caprolon. The longitudinal grooves 9 in the wall of the sleeve 8 are made so that when the locking element 11 is pressed against the cuff 7 by the reverse flow of the working medium, these grooves 9 are located in the lower part of the locking element 11, and when the locking element 11 is pressed by the direct flow of the working medium to the bottom of the sleeve 8 grooves 9 are located above the locking element 11.

Обратный клапан работает следующим образом.The check valve operates as follows.

При прямой промывке (фиг.1) поток рабочей среды проходит сквозь расположенные вдоль периметра фильтра 4 отверстия 5, очищаясь от посторонних предметов и механических примесей, затем сквозь поперечные отверстия 6 и осевой канал седла 2. Изменение направления потока снижает его энергию и силу воздействия на запорный элемент 11, который смещается под давлением потока в осевом направлении в донную часть втулки 8. При этом поток рабочей среды сквозь освободившийся канал выходит в продольные пазы 9 втулки 8, практически не оказывая воздействия и не размывая запорный элемент 11, находящийся в глухом кармане с застойной зоной, образованном донной частью втулки 8 и ее стенками без пазов.When direct washing (Fig. 1), the flow of the working medium passes through openings 5 located along the perimeter of the filter 4, being cleaned of foreign objects and mechanical impurities, then through the transverse openings 6 and the axial channel of the seat 2. Changing the direction of the flow reduces its energy and force the locking element 11, which is displaced under the pressure of the flow in the axial direction to the bottom of the sleeve 8. In this case, the flow of the working medium through the freed channel goes into the longitudinal grooves 9 of the sleeve 8, practically without affecting and not azmyvaya locking element 11 in a remote area with congestive pocket formed by the bottom part of the sleeve 8 and its walls without the slots.

При обратном перетоке (фиг.2) рабочая среда сквозь осевой канал и продольные пазы 9 втулки 8 плотно и надежно придавливает запорный элемент 11 к манжете 7, предотвращая обратный переток рабочей среды из заколонного пространства во внутриколонное.When the backflow (Fig. 2), the working medium through the axial channel and the longitudinal grooves 9 of the sleeve 8 tightly and reliably presses the locking element 11 to the cuff 7, preventing the backflow of the working medium from the annular space into the annular.

Таким образом, конструкция заявленного клапана обеспечивает надежный запирающий эффект при любом расположении клапана, его надежность и высокий ресурс работы. Кроме того, в нем отсутствуют стальные пружины, что значительно ускоряет и упрощает разбуривание клапана.Thus, the design of the claimed valve provides a reliable locking effect at any location of the valve, its reliability and high service life. In addition, it lacks steel springs, which greatly speeds up and simplifies the drilling of the valve.

Claims

A non-return valve, comprising a housing, a filter installed in it in the form of a disk with holes, a seat, a stop element stopper installed in it through a gasket, made in the form of a sleeve with an axial channel and longitudinal grooves, in the cavity of which a stop element is placed, preferably in the form of a ball, characterized in that the filter with openings along the perimeter is combined with a saddle, the openings of which are configured to communicate the openings of the filter with the seat cavity, and said longitudinal grooves are made at a distance of bottom of the sleeve exceeds the length of the locking element.