RU221732U1 - Клапан нагнетательный - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к нефтяной промышленности, в частности к оборудованию для эксплуатации нефтяной или газовой скважины, и может быть использована при закачке в пласт жидкости или пара. Клапан нагнетательный содержит полый корпус и крышку. В донной части корпуса выполнено сквозное отверстие, крышка установлена в кольцеобразное углубление в корпусе. На крышке выполнена внешняя кольцеобразная канавка с образованием разрушаемой перемычки между канавкой и внутренней поверхностью крышки при расчетном перепаде давления. На внешней боковой поверхности крышки выполнено углубление с установленным в него кольцеобразным уплотнительным элементом. Край кольцеобразного углубления выполнен закатанным на внешнюю поверхность крышки. Достигается технический результат – обеспечение герметичного соединения крышки и корпуса клапана нагнетательного при его эксплуатации в условиях температурных перепадов. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к нефтяной промышленности, в частности к оборудованию для эксплуатации нефтяной или газовой скважины, и может быть использована при закачке в пласт жидкости или пара.

Наиболее близким по технической сути является «КЛАПАН НАГНЕТАТЕЛЬНЫЙ», по патенту на полезную модель №217566, от 12.01.2023, опубликован 05.04.2023, МПК E21B34/10, содержащий полый корпус и крышку, при этом в донной части корпуса выполнено сквозное отверстие, крышка установлена в кольцеобразное углубление в корпусе, на крышке выполнена внешняя кольцеобразная канавка, соединение крышки и корпуса выполнено уплотненным посредством кольцеобразного уплотнительного элемента, установленного в углубление на внешней боковой поверхности крышки.

Для штатной работы клапана необходимо обеспечить герметичное, способное выдерживать значительные нагрузки, соединение крышки с корпусом. Надежность резьбового соединения определяется, в том числе, количеством витков резьбы. Повышения надежности резьбового соединения можно добиться увеличением количества витков, что, в свою очередь, предполагает увеличение габаритных размеров деталей устройства. Увеличение габаритов изделий, эксплуатируемых в ограниченном пространстве скважины, является нежелательным или невозможным. Использование сварки для соединения корпуса и крышки влечет за собой изменение физико-механических свойств материала в районе сварного шва. Изменение свойств соединения в зоне сопряжения деталей происходит вследствие фазовых переходов металла при его нагреве. Применение сварки, прежде всего из-за неравномерного распределения температуры, вызывает появление остаточных напряжений, которые могут привести к деформации и нерегламентированному разрушению элементов устройства. Эксплуатацию известного устройства осуществляют, в том числе, при высоких температурах, например, при паротепловой обработке скважин. Исходя из технологической целесообразности, крышка и корпус известного устройства могут быть выполнены из материалов, обладающих различными коэффициентами температурного расширения. Эксплуатация устройства в условиях значимых перепадов температур, не позволяет использовать такие варианты соединения деталей, выполненных из различных материалов, как, например, сварное или резьбовое. Так как контроль состояния известного устройства во время его эксплуатации невозможен, поскольку устройство находится в скважине, возникает необходимость повышения надежности устройства для обеспечения его штатной работы на протяжении всего эксплуатационного периода.

Задачей заявляемого технического решения является обеспечение герметичного соединения корпуса и крышки, сохраняющего целостность при всех режимах эксплуатации.

Поставленная задача решена за счет клапана нагнетательного, содержащего полый корпус и крышку, при этом в донной части корпуса выполнено сквозное отверстие, крышка установлена в кольцеобразное углубление в корпусе, на крышке выполнена внешняя кольцеобразная канавка с образованием разрушаемой перемычки между канавкой и внутренней поверхностью крышки при расчетном перепаде давления, на внешней боковой поверхности крышки выполнено углубление с установленным в него кольцеобразным уплотнительным элементом, при этом край кольцеобразного углубления выполнен закатанным на внешнюю поверхность крышки.

Суть технического решения иллюстрирована чертежом, где на фиг.1 – разрез клапана нагнетательного.

На фиг. 1 изображены: клапан 1 нагнетательный, полый корпус 2, крышка 3, кольцеобразная канавка 4, сквозное отверстие 5, перемычка 6, уплотнительный элемент 7, кольцеобразное углубление 8 на корпусе, кольцеобразное углубление 9 на боковой поверхности крышки, кольцеобразный выступ 10.

Клапан нагнетательный выполнен следующим образом.

Клапан 1 содержит полый корпус 2 и крышку 3. Корпус 2 выполнен в виде цельной неразъемной детали. В донной части корпуса 2 выполнено сквозное отверстие 5. Крышка 3 выполнена в виде цельной неразъемной детали. На внешней поверхности крышки 3 выполнена кольцеобразная канавка 4. Канавка 4 выполнена с образованием перемычки 6 между канавкой 4 и внутренней поверхностью крышки 3. Толщина перемычки 6 определяет значение пороговой разницы между давлением в затрубном пространстве и давлением внутри добывающей колонны при которой клапан 1 сообщает затрубное пространство с полостью добывающей колонны. Канавка 4 может быть выполнена любым известным из уровня техники способом, например, резцом на токарном станке или при помощи концевой фрезы на фрезерном станке. На внешней боковой поверхности крышки 3 выполнено углубление 9. В углубление 9 установлен кольцеобразный уплотнительный элемент 7. Элемент 7 выполнен из упругого полимерного материала, например, резины. Уплотнительный элемент 7 предназначен для обеспечения герметичности соединения крышки 3 с корпусом 2. Корпус 2 содержит внутреннее кольцеобразное углубление 8, предназначенное для позиционирования крышки 3 и ее фиксации относительно корпуса 2. После установки крышки 3 в углубление 8 осуществляют ее фиксацию относительно корпуса 2 путем закатки края углубления 8 на внешнюю поверхность крышки 3. В процессе закатки формируют кольцеобразный выступ 10, направленный к центральной оси устройства, прижимающий крышку 3 к корпусу 2. Закатку осуществляют любым известным из уровня техники способом, например, при помощи оправки с установленным в неё подшипником. Фиксация крышки 3 относительно корпуса 2 путем закатки края углубления 8 на внешнюю поверхность крышки 3 обеспечивает высокую надежность и герметичность соединения, позволяющего выдерживать давление до 12Мпа.

Клапан нагнетательный работает следующим образом.

Клапан 1 работает, как правило, в составе массива устройств, установленных на внешней поверхности добывающей колонны, например, совместно с автономным регулятором притока. Клапан 1 устанавливают на боковую поверхность трубы и с колонной обсадных труб спускают в скважину. При необходимости внутрь добывающей колонны подают нагнетаемую среду. При достижении пороговой разницы между давлением в затрубном пространстве и давлением внутри добывающей колонны перемычка 6 не выдерживает нагрузки и крышка 3 разрушается. Центральная часть крышки 3 отделяется и полость добывающей колонны сообщается с затрубным пространством.

Выполнение на внешней поверхности крышки 3 кольцеобразной канавки 4, позволяет осуществлять контролируемое разрушение крышки 3 при достижения пороговой разницы давлений. Контролируемое разрушение крышки 3 позволяет осуществлять сообщение внутренней полости добывающей колонны и затрубного пространства при достижении в них заданной разности давлений. Изменение глубины канавки 4 и, как следствие, толщины перемычки 6, позволяет регулировать уровень перепада давлений, при котором происходит активация клапана 1. Эксплуатация клапана 1 в условиях значительных перепадов температур, например, при паротепловой обработке скважины, предполагает взаимные относительные перемещения деталей устройства, выполненных из материалов, обладающих различными коэффициентами температурного расширения. Фиксация крышки 3 относительно корпуса 2 путем закатки края углубления 8 на внешнюю поверхность крышки 3 позволяет осуществлять надежное герметичное соединение между деталями, выполненными, в том числе, из различных материалов. Фиксация путем закатки позволяет, с учетом характеристик материала, изготавливать крышку 3 минимально допустимой толщины, с обеспечением надежного соединения при всех режимах эксплуатации. Фиксация крышки 3 путем закатки позволяет соединению выдерживать высокое давление рабочей среды, что уменьшает вероятность преждевременного выхода из строя клапана 1. Уменьшение вероятности преждевременного выхода из строя устройства на протяжении всего эксплуатационного периода повышает надежность клапана 1 для технологической промывки скважин.

Техническим результатом заявленного технического решения является обеспечение герметичного соединения крышки и корпуса клапана нагнетательного при его эксплуатации в условиях значительных температурных перепадов, за счет клапана нагнетательного, содержащего полый корпус и крышку, при этом в донной части корпуса выполнено сквозное отверстие, крышка установлена в кольцеобразное углубление в корпусе, на крышке выполнена внешняя кольцеобразная канавка с образованием разрушаемой перемычки между канавкой и внутренней поверхностью крышки при расчетном перепаде давления, на внешней боковой поверхности крышки выполнено углубление с установленным в него кольцеобразным уплотнительным элементом, при этом край кольцеобразного углубления выполнен закатанным на внешнюю поверхность крышки.

Claims (1)

1. Клапан нагнетательный, содержащий полый корпус и крышку, при этом в донной части корпуса выполнено сквозное отверстие, крышка установлена в кольцеобразное углубление в корпусе, на крышке выполнена внешняя кольцеобразная канавка с образованием разрушаемой перемычки между канавкой и внутренней поверхностью крышки при расчетном перепаде давления, на внешней боковой поверхности крышки выполнено углубление с установленным в него кольцеобразным уплотнительным элементом, отличающийся тем, что край кольцеобразного углубления выполнен закатанным на внешнюю поверхность крышки.