RU171799U1

RU171799U1 - CHECK VALVE MODULE

Info

Publication number: RU171799U1
Application number: RU2017110337U
Authority: RU
Inventors: Андрей Юрьевич Саблин; Владимир Баянович Шрамек; Дмитрий Федорович Матвеев; Иван Георгиевич Смирнов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Русская электротехническая компания" ("РУСЭЛКОМ")
Priority date: 2017-03-28
Filing date: 2017-03-28
Publication date: 2017-06-16

Abstract

Полезная модель относится к нефтедобывающему оборудованию и может быть использована при бурении или капитальном ремонте нефтяных и газовых скважин, добыче нефтесодержащей жидкости с помощью погружного насоса, в системах поддержания пластового давления. Модуль состоит из клетки 1, в центральном многоступенчатом отверстии 2 которой установлен затвор, выполненный в виде шара 3 с седлом 4, и возвратной конической пружины 5, установленной между клеткой 1 и шаром 3. Один конец пружины 5 с меньшим диаметром установлен в центрирующем выступе 6, выполненном на дне клетки 1, а другой конец пружины 5 с большим диаметром установлен с опорой на шар 3.Седло 4 закреплено обоймой, выполненной в виде резьбовой втулки 8 с отверстием 9 для протока жидкости. В клетке 1 выполнены продольные отверстия 10 для прохода жидкости и отверстие 11 с буртиком 12 для ограничения перемещения шара. Технический результат - повышение надежности работы модуля. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.The utility model relates to oil-producing equipment and can be used for drilling or overhaul of oil and gas wells, oil-containing fluid production using a submersible pump, in reservoir pressure maintenance systems. The module consists of a cell 1, in the central multistage hole 2 of which a shutter is installed, made in the form of a ball 3 with a seat 4, and a return conical spring 5 installed between the cell 1 and the ball 3. One end of the spring 5 with a smaller diameter is installed in the centering protrusion 6 made at the bottom of the cage 1, and the other end of the spring 5 with a large diameter is supported by a ball 3. The saddle 4 is fixed by a clip made in the form of a threaded sleeve 8 with a hole 9 for the fluid flow. In the cell 1, there are longitudinal holes 10 for the passage of fluid and a hole 11 with a shoulder 12 to limit the movement of the ball. The technical result is an increase in the reliability of the module. 1 s.p. f-ly, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к нефтедобывающему оборудованию и может быть использована при бурении или капитальном ремонте нефтяных и газовых скважин, добыче нефтесодержащей жидкости с помощью погружного насоса, в системах поддержания пластового давления.The utility model relates to oil-producing equipment and can be used for drilling or overhaul of oil and gas wells, oil-containing fluid production using a submersible pump, in reservoir pressure maintenance systems.

Известен модуль клапана обратного бурового (патент №99814, Е21В 34/06, дата публикации 27.11.2010), содержащий клетку, в которой размещены затвор в виде шара с седлом, возвратная пружина, установленная между клеткой и шаром, а седло установлено в клетке и закреплено цилиндрической обоймой с отверстием для прохода жидкости.A known module of the check valve (patent No. 99814, ЕВВ 34/06, publication date 11/27/2010), containing a cage in which the shutter is located in the form of a ball with a saddle, a return spring installed between the cage and the ball, and the saddle is installed in the cage and fixed with a cylindrical ferrule with a hole for the passage of fluid.

Недостатками известного модуля клапана обратного бурового является низкая надежность работы ввиду износа витков возвратной пружины по наружному диаметру о поверхность отверстия клетки при перемещении запорного элемента, в следствии этого происходит снижение работоспособности возвратной пружины, что приводит к уменьшению наработки модуля на отказ.The disadvantages of the known module of the reverse drilling valve is the low reliability due to wear of the turns of the return spring along the outer diameter on the surface of the hole of the cage when moving the shut-off element, as a result of which the working capacity of the return spring is reduced, which leads to a decrease in the MTBF.

Известен модуль клапана обратного бурового (патент РФ №109203, Е21В 34/06, дата публикации 10.10.2011), взятый в качестве прототипа, содержащий клетку с отверстиями для прохода жидкости, в которой размещены затвор в виде шара с седлом, возвратная пружина, установленная между клеткой и шаром, седло закреплено в клетке с помощью обоймы с отверстием для прохода жидкости. В клетке выполнено отверстие для ограничения перемещения шара и отверстие для выхода механических примесей, при этом диаметр отверстия для ограничения перемещения шара выполнен меньше, чем диаметр отверстия для установки седла, но больше, чем диаметр отверстия для установки возвратной пружины.Known module of the check valve (RF patent No. 109203, EV 34/06, publication date 10/10/2011), taken as a prototype, containing a cage with holes for the passage of fluid, in which the valve is located in the form of a ball with a saddle, a return spring installed between the cage and the ball, the saddle is fixed in the cage with a clip with a hole for the passage of fluid. A hole is made in the cage to limit the movement of the ball and a hole for the exit of mechanical impurities, while the diameter of the hole to limit the movement of the ball is made smaller than the diameter of the hole for mounting the saddle, but larger than the diameter of the hole for installing the return spring.

Недостатками известного модуля клапана обратного бурового являются:The disadvantages of the known module of the check valve are:

- низкая надежность работы в виду того, что при перемещении запорного элемента и опирающейся на него пружины создается трение витков пружины о поверхность отверстия, в котором установлена пружина, при этом витки пружины изнашиваются по наружному диаметру, что ослабляет пружину, а в условиях значительной вибрации при работающем двигателе может привести к поломке пружины и отказу модуля клапана;- low reliability due to the fact that when moving the locking element and the spring resting on it, friction of the spring turns on the surface of the hole in which the spring is installed, while the spring turns wear out on the outer diameter, which weakens the spring, and in conditions of significant vibration a running engine can cause the spring to break and the valve module to fail;

- выполнение выходных отверстий в клетке радиальными, расположенными под прямым углом к оси модуля приводит к резкому изменению направления потока при прохождении жидкости в модуле от входных отверстий к выходным, возникновению турбулентного течения жидкости, сопровождающегося интенсивным перемешиванием жидкости с пульсациями скоростей и давлений, что приводит к возникновению дополнительной вибрации устройства, снижению эксплуатационной надежности модуля клапана;- the execution of the outlet holes in the cell radial, located at right angles to the axis of the module leads to a sharp change in the direction of flow during the passage of fluid in the module from the inlet to the outlet, the emergence of a turbulent flow of fluid, accompanied by intensive mixing of the fluid with pulsations of velocity and pressure, which leads to the occurrence of additional vibration of the device, reducing the operational reliability of the valve module;

- увеличенный продольный габарит модуля в виду использования в конструкции клапана винтовой цилиндрической пружины, которая имеет значительную длину для оптимальной работы модуля клапана, что повышает массогабаритные характеристики модуля.- increased longitudinal dimension of the module due to the use of a coil spring in the valve structure, which has a considerable length for optimal operation of the valve module, which increases the overall dimensions of the module.

Задача полезной модели - создание модуля клапана обратного бурового повышенной эксплуатационной надежности.The objective of the utility model is the creation of a module of the check valve for increased drilling operational reliability.

Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, состоит в повышении надежности работы модуля клапана обратного бурового за счет исключения абразивного износа возвратной пружины о стенки отверстия, в котором она установлена.The technical result obtained by solving the problem is to increase the reliability of the module of the check valve by eliminating the abrasion of the return spring on the wall of the hole in which it is installed.

Технический результат достигается тем, что в модуле клапана обратного бурового, содержащем клетку, с отверстиями для прохода жидкости, в которой размещены затвор в виде шара с седлом, возвратная пружина, установленная между клеткой и шаром, седло закреплено в клетке с помощью обоймы с отверстием для прохода жидкости, в клетке выполнено отверстие для ограничения перемещения шара, согласно полезной модели возвратная пружина выполнена конической, при этом конец пружины с меньшим диаметром установлен в выступе клетки, а конец пружины с большим диаметром установлен на шаре.The technical result is achieved by the fact that in the module of the check valve for drilling, containing the cage, with holes for the passage of fluid in which the shutter is located in the form of a ball with a saddle, a return spring installed between the cage and the ball, the saddle is fixed in the cage using a clip with an opening for the passage of fluid, a hole is made in the cage to limit the movement of the ball, according to a utility model, the return spring is conical, while the end of the spring with a smaller diameter is installed in the protrusion of the cell, and the end of the spring is larger they are mounted on a ball with a diameter.

Размещение конца конической пружины с меньшим диаметром в выступе клетки, а конца пружины с большим диаметром на шаре позволяет обеспечить центрирование пружины, а также обеспечивает прохождение бурового раствора по касательной к виткам пружины, что снижает абразивный износ возвратной пружины, повышает надежность работы модуля и его ресурс работы.Placing the end of a conical spring with a smaller diameter in the protrusion of the cage, and the end of the spring with a large diameter on the ball allows for centering of the spring, and also ensures that the drilling fluid passes tangentially to the coil of the spring, which reduces abrasive wear of the return spring, increases the reliability of the module and its service life work.

Технический результат достигается также тем, что отверстия в клетке модуля для прохода жидкости выполнены продольными, что позволяет уменьшить турбулентность потока жидкости, обеспечивает плавное течение потока жидкости при прохождении через модуль, что снижает вибрацию устройства, повышает надежность работы модуля клапана бурового.The technical result is also achieved by the fact that the openings in the cage of the module for the passage of fluid are made longitudinal, which reduces the turbulence of the fluid flow, provides a smooth flow of fluid flow when passing through the module, which reduces the vibration of the device, increases the reliability of the drilling valve module.

Кроме того, выполнение в модуле возвратной пружины конической позволяет уменьшить продольный габарит модуля, так как при сжатии конической пружины витки большего диаметра охватывают витки меньшего диаметра, что уменьшает высоту конической пружины в сжатом состоянии.In addition, the implementation of a conical return spring in the module allows to reduce the longitudinal dimension of the module, since when the conical spring is compressed, coils of a larger diameter cover coils of a smaller diameter, which reduces the height of the conical spring in a compressed state.

Сравнение заявленного решения с прототипом и другими техническими решениями в данной области техники показывает, что изложенная совокупность признаков не известна из существующего уровня техники, на основании чего можно сделать вывод о его соответствии критерию полезной модели «новизна».Comparison of the claimed solutions with the prototype and other technical solutions in the art shows that the set of features described is not known from the existing level of technology, based on which we can conclude that it meets the criterion of the useful model of "novelty".

Соответствие заявленной полезной модели критерию «промышленная применимость» показано на примере конкретного выполнения модуля клапана обратного бурового.The compliance of the claimed utility model with the criterion of "industrial applicability" is shown on the example of a specific implementation of the check valve module.

На фиг. 1 приведен общий вид модуля клапана обратного бурового, на фиг. 2 - вид модуля в рабочем положении.In FIG. 1 is a perspective view of a reverse drilling valve module; FIG. 2 - view of the module in the working position.

Модуль клапана обратного бурового состоит из клетки 1, в центральном многоступенчатом отверстии 2 которой установлен затвор, выполненный в виде шара 3 с седлом 4, и возвратная коническая пружина 5, установленная между клеткой 1 и шаром 3 (фиг. 1). Один конец пружины 5 с меньшим диаметром установлен в центрирующем выступе 6, выполненном на дне клетки 1, а другой конец пружины 5 с большим диаметром установлен с опорой на шар 3.The reverse drilling valve module consists of a cage 1, in the central multistage hole 2 of which a shutter is installed, made in the form of a ball 3 with a seat 4, and a return conical spring 5 installed between the cage 1 and the ball 3 (Fig. 1). One end of the spring 5 with a smaller diameter is installed in the centering protrusion 6, made on the bottom of the cage 1, and the other end of the spring 5 with a larger diameter is mounted based on the ball 3.

Седло 4 установлено в отверстии 7 большего диаметра и закреплено обоймой, выполненной, в виде резьбовой втулки 8 с отверстием 9 для протока жидкости. В клетке 1 выполнены продольные отверстия 10 для прохода жидкости и отверстие 11 с буртиком 12 для ограничения перемещения шара, расположенные ниже седла 4.The saddle 4 is installed in the hole 7 of a larger diameter and secured by a clip made in the form of a threaded sleeve 8 with a hole 9 for the fluid flow. In the cell 1, there are longitudinal holes 10 for the passage of fluid and a hole 11 with a shoulder 12 for restricting the movement of the ball, located below the saddle 4.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Рабочая жидкость, направление движения которой показано стрелками на фиг. 2, проходя через отверстие 9 резьбовой втулки 8, смещает шар 3 от седла 4 внутрь клетки 1, сжимая пружину 5 и прижимая шар 3 к буртику 12 отверстия 11. При этом открываются продольные отверстия 10 клетки 1, через которые поток жидкости выходит из модуля, плавно обтекая при этом шар 3 и витки конической пружины 5.The working fluid, the direction of movement of which is shown by the arrows in FIG. 2, passing through the hole 9 of the threaded sleeve 8, shifts the ball 3 from the saddle 4 into the cell 1, compressing the spring 5 and pressing the ball 3 to the shoulder 12 of the hole 11. In this case, the longitudinal holes 10 of the cell 1 are opened, through which the fluid flow exits the module, while smoothly flowing around the ball 3 and the turns of the conical spring 5.

При прекращении подачи жидкости на вход модуля возвратная пружина 5 разжимается и прижимает шар 3 к седлу 4, надежно перекрывая входное отверстие 9 резьбовой втулки 8, тем самым предотвращая засорение забойного двигателя шламом (выбуренной породой), а также предотвращая возможные выбросы газа, нефти и растворов из скважины через бурильные и насосно-компрессорные трубы.When the liquid supply to the inlet of the module is stopped, the return spring 5 is unclenched and presses the ball 3 against the seat 4, reliably blocking the inlet 9 of the threaded sleeve 8, thereby preventing clogging of the downhole motor with sludge (cuttings), as well as preventing possible emissions of gas, oil and solutions from the well through drill and tubing.

Использование модуля клапана обратного бурового предложенной конструкции позволяет повысить эксплуатационную надежность работы модуля, увеличить срок службы.Using the valve module of the reverse drilling proposed design can improve the operational reliability of the module, increase the service life.

Claims

1. The module of the check valve for drilling, containing a cage with holes for the passage of fluid, in which the shutter is located in the form of a ball with a seat, a return spring installed between the cage and the ball, the saddle is fixed in the cage using a clip with a hole for the passage of fluid in the cage an opening for restricting the movement of the ball, characterized in that the return spring is made conical, while the end of the spring with a smaller diameter is installed in the protrusion of the cage, and the end of the spring with a larger diameter is mounted on the ball.

2. The module according to claim 1, characterized in that the holes in the cell for the passage of fluid are made longitudinal.