RU189441U1

RU189441U1 - Valve device of the pump module

Info

Publication number: RU189441U1
Application number: RU2018130636U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Валерьевич Хачатуров
Original assignee: Дмитрий Валерьевич Хачатуров
Priority date: 2018-08-23
Filing date: 2018-08-23
Publication date: 2019-05-22

Abstract

Полезная модель относится к области насосостроения, в частности к клапанам насосных установок, предназначенных для подъема жидкости с больших глубин.Сущность заявляемой полезной модели для первого варианта заключается в том, что запирающий элемент выполнен в виде шара с седлом, приводимого в движение посредством толкателя. Толкатель выполнен полым и содержит множество перепускных отверстий, пересекающих тело толкателя под углом к его центральной оси. В полости толкателя устроена область увеличенного гидравлического сопротивления, создающая необходимое гидравлическое давление для его поступательного движения.2 з.п. ф-лы, 1 фиг.The utility model relates to the field of pump engineering, in particular, to valves of pumping units designed for lifting fluid from large depths. The essence of the claimed utility model for the first embodiment is that the locking element is designed as a ball with a saddle driven by a pusher. The pusher is made hollow and contains a number of bypass holes that intersect the body of the pusher at an angle to its central axis. An area of increased hydraulic resistance is arranged in the cavity of the pusher, creating the necessary hydraulic pressure for its translational motion. F-ly, 1 FIG.

Description

Полезная модель относится к области насосостроения, в частности к клапанам насосных установок предназначенных для подъема жидкости с больших глубин.The invention relates to the field of pump engineering, in particular, to valves of pumping installations intended for lifting fluid from great depths.

Известные конструкции погружных насосных установок возвратно поступательного действия преимущественно оснащены набором запорной арматуры в виде обратных и всасывающих клапанов.Known designs of submersible pumping units of reciprocating action are mainly equipped with a set of valves in the form of check and suction valves.

На данный момент, благодаря простоте своей конструкции широко применяются гравитационные клапаны к недостаткам, которых можно отнести существенные потери жидкости и невозможность работы в скважинах с наклоном более 45%.At the moment, due to the simplicity of its design, gravity valves are widely used to disadvantages, which include significant fluid loss and the inability to work in wells with a slope of more than 45%.

Из уровня техники известны различные варианты выполнения клапанных узлов с запирающим элементом, в виде шара приводимым в движение посредством толкателя.In the prior art various embodiments of valve assemblies with a locking element, in the form of a ball driven by a pusher, are known.

В качестве ближайшего аналога выполнения заявляемого технического решения принято клапанное устройство глубинного штангового насоса, где в корпусе всасывающего клапана над его верхним ограничителем установлен толкатель клапана, выполненный с возможностью возвратно-поступательного движения в пределах рабочего хода клапана и взаимодействия с нижним окончанием плунжера с одной стороны, а с другой - всасывающим клапаном. Толкатель клапана выполнен в виде диска с проходными отверстиями, совпадающими с аналогичными отверстиями в верхнем ограничителе клапана. Толкатель снабжен направленным вниз центральным стержнем, расположенным в соответствующем отверстии верхнего ограничителя клапана (RU2258837 C1, 19.08.2002)As the closest analogue to the implementation of the proposed technical solution, a valve device of a submersible sucker-rod pump is taken, where a valve pusher is installed in the suction valve body above its upper limiter, which is capable of reciprocating within the valve stroke and interacting with the lower end of the plunger on one side, and on the other, a suction valve. The valve tappet is made in the form of a disc with through holes that coincide with similar holes in the upper valve retainer. The pusher is provided with a downwardly directed central rod located in the corresponding hole of the upper valve stop (RU2258837 C1, 08.19.2002)

К недостаткам описанного технического решения можно отнести вероятность заклинивания толкателя, недостаточную технологичность конструкции связанную с тем, что необходимо осуществлять центрирование поверхностей толкателя относительно корпуса клапана, также к недостаткам можно отнести невозможность эксплуатации данного устройства в скважинах с наклоном более 45%.The disadvantages of the described technical solution include the likelihood of jamming of the pusher, insufficient manufacturability of the design due to the fact that it is necessary to center the surfaces of the pusher relative to the valve body, also the disadvantages include the impossibility of operating this device in wells with a slope of more than 45%.

Также из уровня техники известен клапан с запорным элементом в виде золотника с направляющим штоком, установленным внутри цилиндрического прямоточного корпуса, известная конструкция клапана позволяет снизить потери скважинной жидкости и обеспечивает возможность эксплуатации насосных установок в наклонных скважинах.Also from the prior art known valve with a locking element in the form of a spool with a guide rod installed inside the cylindrical straight-flow housing, the known valve design reduces the loss of well fluid and allows operation of pumping installations in inclined wells.

Так из патентов на полезные модели известен клапан для нефтяных насосов, содержащий прямоточный корпус, в котором размещены запорный орган со штоком, механическое уплотнение, седло, выполненное в виде втулки с коническим уплотнительным пояском, при этом запорный орган выполнен в виде цилиндрической пробки, снабженной конической уплотнительной поверхностью, сопрягаемой в закрытом положении клапана с уплотнительным пояском седла. Пробка соединена со штоком посредством резьбы, а в корпусе со стороны выхода установлена направляющая для свободного конца штока. Механическое уплотнение выполнено в виде установленного на пробке после конической уплотнительной поверхности набора эластично подпружиненных, эксцентрично попарно смещенных относительно друг друга на 180° уплотнительных колец. Каждая пара смещена относительно предыдущей пары. На свободном торце пробки установлена защитная шайба, закрывающая механическое уплотнение от воздействия абразивных составляющих пластовой жидкости, а на шток запорного органа нанесены винтовые канавки, обеспечивающие его вращение вокруг продольной оси потоком набегающей жидкости. Седло зафиксировано в корпусе резьбовой втулкой. На пробке между конической уплотнительной поверхностью и механическим уплотнением установлено эластичное уплотнительное (RU 69186 U1, 10.12.2007)So from patents for utility models, a valve for oil pumps is known, containing a flow-through housing in which a locking member with a stem is placed, a mechanical seal, a saddle made in the form of a sleeve with a conical sealing belt, and the locking member is made in the form of a cylindrical plug equipped with a conical sealing surface mating in the closed position of the valve with a sealing seat belt. The plug is connected to the stem through a thread, and a guide for the free end of the stem is installed in the housing on the outlet side. The mechanical seal is made in the form of a set of resiliently spring-loaded, eccentrically pairwise offset sealing rings mounted in pairs after the conical sealing surface. Each pair is offset from the previous pair. A protective washer is installed on the free end of the plug, closing the mechanical seal against the effects of abrasive components of the formation fluid, and screw grooves are applied to the stem of the locking member, ensuring its rotation around the longitudinal axis with a flow of incoming liquid. The seat is fixed in the housing with a threaded sleeve. An elastic sealing is installed on the cork between the conical sealing surface and the mechanical seal (RU 69186 U1, 10.12.2007)

К недостаткам описанного технического решения можно отнести многодетальность конструкции, что снижает технологичность ее изготовления. Также применение подпружиненных уплотнительных колец приводить к заклиниванию клапана и повышению потерь скважинной жидкости.The disadvantages of the described technical solutions include the large details of the design, which reduces the manufacturability of its manufacture. Also, the use of spring-loaded sealing rings lead to valve seizure and increase the loss of well fluid.

Также известен клапан, который содержит прямоточный корпус с седлом и запирающий элемент в виде золотника с направляющим штоком. Золотник снабжен набором уплотнительных колец, подпружиненных изнутри эластичными кольцами круглого сечения, и заканчивается буртом с конической и плоской поверхностями. В корпусе выполнена перегородка с пропускными отверстиями и центральным отверстием для направляющего штока. На направляющем штоке выполнены продольные пазы, а на его свободном конце нарезана резьба для привинчивания утяжелителя (RU 111229 U1, 10.12.2011).Also known valve, which contains a flow housing with a saddle and a locking element in the form of a spool with a guide rod. The spool is equipped with a set of sealing rings, spring-loaded from the inside by elastic rings of circular cross-section, and ends with a collar with a conical and flat surfaces. The body is made partition with openings and a central hole for the guide rod. On the guide rod longitudinal grooves are made, and at its free end a thread is cut for screwing the weighting agent (RU 111229 U1, 10.12.2011).

К недостаткам описанного технического решения можно отнести повышенный износ поверхностей трения, в частности в зоне расположения подпружиненных уплотнительных колец, что приводит к заклиниванию клапана, а также к выходу из строя лабиринтного уплотнения под воздействие коррозии. The disadvantages of the described technical solutions include increased wear of friction surfaces, in particular in the area of the spring-loaded sealing rings, which leads to valve seizure, as well as failure of the labyrinth seal under the influence of corrosion.

Принимаем указанное техническое решение за ближайший аналог для второго варианта выполнения заявляемого технического решения.We accept the specified technical solution for the closest analogue for the second embodiment of the proposed technical solution.

Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель заключается в создании клапанного узла насосной установки, упрощенной конструкции, обеспечивающего надежность и продолжительность работы насосной установки с минимальными потерями скважинной жидкости.The technical challenge to which the claimed utility model is aimed is to create a valve assembly of a pumping unit, of simplified construction, ensuring reliability and durability of the pumping unit with minimal loss of well fluid.

Технический результат, достигнутый от реализации заявляемой полезной модели заключается в улучшении эксплуатационных характеристик клапанного узла, снижении износа запирающего элемента и направляющего штока, снижение динамического удара при закрывании клапана за счет специального выполнения направляющего штока и уменьшения его ходаThe technical result achieved from the implementation of the claimed utility model is to improve the performance of the valve assembly, reducing wear of the locking element and the guide rod, reducing the dynamic impact when closing the valve due to the special implementation of the guide rod and reduce its stroke

Сущность заявляемой полезной модели заключается в том, что в клапанном устройстве насосного модуля, содержащего цилиндрический корпус, в котором размещены запирающий элемент с соответствующим ему местом посадки- седлом, выполняющий возвратно-поступательное движение, запирающий элемент выполнен в виде шара с седлом, приводимого в движение посредством толкателя. Толкатель выполнен полым и содержит множество перепускных отверстий, пересекающих тело толкателя под углом к его центральной оси. В полости толкателя устроена область увеличенного гидравлического сопротивления, создающая необходимое гидравлическое давление для его поступательного движения.The essence of the claimed utility model lies in the fact that in the valve device of the pump module containing a cylindrical body in which a locking element is placed with a seat suitable for it, performing a reciprocating movement, the locking element is designed as a ball with a saddle set in motion through the pusher. The pusher is made hollow and contains a number of bypass holes that intersect the body of the pusher at an angle to its central axis. An area of increased hydraulic resistance is arranged in the cavity of the pusher, creating the necessary hydraulic pressure for its translational motion.

Согласно заявляемому варианту выполнения запирающий элемент клапанного узла выполнен из материала с твердостью большей, чем твердость материала толкателя.According to the claimed embodiment, the locking element of the valve assembly is made of a material with a hardness greater than that of the pusher material.

Согласно заявляемому варианту реализации технического решения толкатель выполнен либо покрыт инертным, коррозионностойким материалом с антифрикционными свойствами.According to the claimed embodiment of the technical solution, the pusher is made or coated with an inert, corrosion-resistant material with anti-friction properties.

Описанное техническое решение не ограничивается существенными признаками раскрытыми в формуле настоящей заявки и охватывает различные варианты реализации. В частности возможен вариант реализации клапанного узла, при котором запирающий элемент клапана будет выполнен в виде цельного штока с переменным радиальным сечением, с обеспечением возвратно-поступательного движения под воздействием набегающего потока скважинной жидкости.The described technical solution is not limited to the essential features disclosed in the formula of the present application and covers various implementation options. In particular, an embodiment of a valve assembly is possible, in which the valve locking element will be made in the form of a single rod with a variable radial cross section, ensuring reciprocating movement under the influence of the incident flow of the well fluid.

Сущность заявляемого технического решения поясняется, но ограничивается следующими графическими материалами:The essence of the proposed technical solution is explained, but limited to the following graphic materials:

На чертеже изображено клапанное устройство в разрезе.The drawing shows a valve device in section.

Согласно указанным вариантам реализации полезной модели клапанное устройство может быть использован в конструкции плунжерного насоса электропогружной насосной установки с приводом от линейного электродвигателя.According to the above embodiments of the utility model, the valve device can be used in the design of a plunger pump of an electrophoreses pumping unit driven by a linear electric motor.

Согласно предпочтительному варианту реализации клапанное устройство содержит цилиндрический корпус 1, с соединительными резьбовыми элементами 2 по торцам в котором размещены запирающий элемент 3 в виде шара с седлом 4, приводимого в движение посредством толкателя 5. Указанный толкатель, выполнен полым и содержит множество перепускных отверстий 6, пересекающих тело толкателя под углом к его центральной оси, при этом в полости 7 толкателя устроена область увеличенного гидравлического сопротивления, создающая необходимое гидравлическое давление для его поступательного движения и перемещения запирающего элемента.According to a preferred embodiment, the valve device comprises a cylindrical body 1, with connecting threaded elements 2 at the ends in which a locking element 3 is placed in the form of a ball with a saddle 4, driven by a pusher 5. The said pusher is hollow and contains a plurality of bypass holes 6, crossing the body of the pusher at an angle to its central axis, while in the cavity 7 of the pusher an area of increased hydraulic resistance is arranged, creating the necessary hydraulic and for its translational movement and movement of the locking element.

Запирающий элемент 3 клапанного узла выполнен из материала с твердостью большей, чем твердость материала толкателя 5. При этом толкатель выполнен либо покрыт инертным, коррозионностойким материалом с антифрикционными свойствами, что обеспечивает надежность и безотказность в работе.The locking element 3 valve assembly is made of a material with a hardness greater than the hardness of the material of the pusher 5. In this case, the pusher is made or coated with an inert, corrosion-resistant material with antifriction properties, which ensures reliability and dependability in operation.

Также возможен вариант реализации клапанного устройства, при котором запирающий элементом 3 может быть выполнен в виде цельнометаллического штока, выполняющего осевое возвратно поступательное перемещение под воздействием потока жидкости.It is also possible embodiment of the valve device in which the locking element 3 can be made in the form of a metal rod, performing axial reciprocating movement under the influence of fluid flow.

Реализация заявляемой полезной модели способствует достижение указанного технического результата, обеспечивая упрощение конструкции, повышение технологичности. Реализация запирающего элемента с толкателем позволяет снизить площадь контактных поверхностей, уменьшить ход запирающего элемента и обеспечить ориентирование потока скважинной жидкости в направлении дренажных отверстий клапана.The implementation of the proposed utility model contributes to the achievement of the technical result, providing a simplified design, improving manufacturability. The implementation of the locking element with the pusher reduces the area of the contact surfaces, reduces the stroke of the locking element and ensures the orientation of the well fluid flow in the direction of the drainage holes of the valve.

Claims

1. Valve device of the pump module, comprising a cylindrical body in which a locking element with a seat associated with it, a saddle, is placed, performing a reciprocating movement, characterized in that the locking element is designed as a ball, driven by a hollow pusher with many bypass openings intersecting the body of the pusher at an angle to its central axis, while in the cavity of the pusher an area of increased hydraulic resistance is arranged, creating the necessary hydra Influential pressure for its forward movement.

2. Valve device of the pump module under item 1, characterized in that the locking element is made of a material with a hardness greater than the hardness of the material of the pusher.

3. Valve device of the pump module under item 1, characterized in that the pusher is made or coated with inert, corrosion-resistant material with anti-friction properties.