RU2405998C1 - Universal valve - Google Patents
Universal valve Download PDFInfo
- Publication number
- RU2405998C1 RU2405998C1 RU2009133758/06A RU2009133758A RU2405998C1 RU 2405998 C1 RU2405998 C1 RU 2405998C1 RU 2009133758/06 A RU2009133758/06 A RU 2009133758/06A RU 2009133758 A RU2009133758 A RU 2009133758A RU 2405998 C1 RU2405998 C1 RU 2405998C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ball
- valve
- stop
- seat
- spring
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к запорно-регулирующим устройствам, например входящим в комплекс оборудования для добычи нефти, в котором подача жидкости осуществляется с помощью скважинного насоса по эксплуатационной трубе насосно-компрессорных труб (НКТ).The invention relates to shut-off and control devices, for example, included in the complex of equipment for oil production, in which the fluid is supplied using a borehole pump through a production pipe of tubing.
В таких комплексах напорный патрубок насоса оснащается обратным клапаном, который предохраняет систему от давления столба жидкости, находящейся в эксплуатационной трубе, при повторном запуске насоса после его остановки. Поскольку в процессе работы насос подвержен загрязнению парафиновыми и другими отложениями, применяется методика его периодической промывки специальными растворами, подаваемыми с поверхности по той же эксплуатационной трубе, но в обратном направлении, т.е. сверху вниз. Обычные обратные клапаны не пропускают жидкость в этом направлении. А промывочные клапаны не обеспечивают защиту насоса от давления столба жидкости при работе в рабочем и остановочном режимах.In such complexes, the pressure port of the pump is equipped with a check valve, which protects the system from the pressure of the liquid column in the production pipe when the pump is restarted after it is stopped. Since the pump is subject to contamination with paraffin and other deposits during operation, the method of periodic washing with special solutions supplied from the surface through the same production pipe, but in the opposite direction, is used, i.e. top down. Conventional check valves do not allow fluid to flow in this direction. And flushing valves do not provide protection for the pump from the pressure of the liquid column during operation in the operating and stop modes.
Известен клапан обратный, включающий корпус, седло, запорный элемент, выполненный в виде шара, установленный в ограничителе с отверстиями для протока жидкости. Ограничитель выполнен в виде клетки, закрепленной с помощью стопорного кольца, с возможностью увеличения проходного сечения между запорным элементом и ограничителем, при осевом перемещении запорного элемента. Ограничитель выполнен с конусными отверстиями и конусными расточками для протока жидкости. Угол раствора конусных отверстий и расточек может находиться в диапазоне 1-20 градусов. Седло закреплено с помощью гайки и втулки. Для защиты резьбы втулка снабжена уплотнительным кольцом (патент на полезную модель №76379, МПК Е21В 34/00, опубликовано 20.09.20080).Known check valve, comprising a housing, a saddle, a locking element made in the form of a ball mounted in the limiter with holes for the fluid flow. The limiter is made in the form of a cage, fixed with a retaining ring, with the possibility of increasing the flow area between the locking element and the limiter, with axial movement of the locking element. The limiter is made with conical holes and conical bores for the flow of fluid. The angle of the solution of the cone holes and the bore may be in the range of 1-20 degrees. The seat is secured with a nut and sleeve. To protect the thread, the sleeve is equipped with a sealing ring (utility model patent No. 76379, IPC ЕВВ 34/00, published on September 20, 2008).
Известен обратный клапан, содержащий запорный орган и седло с нагрузонесущим и уплотнительным участками. Нагрузонесущий участок седла выполнен из металла, а уплотнительный участок выполнен из резины в форме самоуплотняющейся манжеты с заостренным краем. Перед посадкой запорного органа в седло край манжеты прикасается к поверхности запорного органа раньше, чем остальные части седла. В результате острая кромка уплотнительного участка счищает с поверхности запорного органа механические частицы и плотно обхватывает его по периметру, создавая надежную герметизацию в зоне "седло-запорный орган" (патент РФ №2237212, МПК F16K 15/04, опубликовано 27.09.2004)Known check valve containing a locking member and a seat with load-bearing and sealing sections. The load-bearing section of the saddle is made of metal, and the sealing section is made of rubber in the form of a self-sealing cuff with a pointed edge. Before landing the locking member in the saddle, the edge of the cuff touches the surface of the locking member earlier than the rest of the saddle. As a result, the sharp edge of the sealing section cleans mechanical particles from the surface of the locking element and tightly wraps it around the perimeter, creating reliable sealing in the "saddle-locking organ" zone (RF patent No. 2237212, IPC F16K 15/04, published September 27, 2004)
Известен клапан обратный, содержащий корпус с входным отверстием, седлом и основной камерой, пружину, шарик, взаимодействующий с седлом, шарик установлен в основной камере корпуса с минимальным радиальным зазором с направляющими дорожками, образованными в корпусе в результате пересечения поверхностей основной камеры и дополнительных камер. Длина направляющих дорожек выполнена больше величины хода шарика для надежного перемещения шарика с обеспечением максимального раскрытия проходного сечения, т.е. кольцевой щели, образованной кромкой седла и поверхностью отодвинутого от седла шарика, при мгновенном увеличении давления (гидроударе) на входе. А суммарная эффективная площадь сечений дополнительных камер равна площади сечения входного отверстия, чтобы обеспечить низкое гидравлическое сопротивление клапана (патент РФ 2177575, МПК F16K 15/04, опубликовано 27.12.2001). Недостатками клапана являются: неудовлетворительный срок службы, нарушение герметичности устройства при работе с жидкостью, содержащей механические частицы, которые образуют при остановке насоса микрощели между уплотняемыми поверхностями, приводящие к опорожнению полости НКТ, а также пропуск жидкости только в одном направлении.Known check valve, comprising a housing with an inlet, a saddle and the main chamber, a spring, a ball interacting with the saddle, the ball is installed in the main chamber of the housing with a minimum radial clearance with guide tracks formed in the housing as a result of the intersection of the surfaces of the main chamber and additional cameras. The length of the guide tracks is greater than the ball stroke to reliably move the ball to ensure maximum opening of the bore, i.e. an annular gap formed by the edge of the saddle and the surface of the ball pushed away from the saddle, with an instant increase in pressure (water hammer) at the inlet. And the total effective cross-sectional area of the additional chambers is equal to the cross-sectional area of the inlet to provide low hydraulic resistance of the valve (RF patent 2177575, IPC F16K 15/04, published December 27, 2001). The disadvantages of the valve are: poor service life, violation of the tightness of the device when working with a liquid containing mechanical particles, which, when the pump stops, micro-cracks between the sealing surfaces, leading to the emptying of the tubing cavity, as well as the passage of fluid in only one direction.
Известен клапанный узел, содержащий клапанную коробку с входным и выходным каналами, направляющую втулку, установленную между клапанным седлом и крышкой, и шаровой запорный элемент, дополнительно содержащий груз, выполненный в виде тела вращения, в шаровом запорном элементе выполнена замкнутая полость в форме тела вращения, центр которой смещен относительно центра шарового запорного элемента, а груз размещен с возможностью перемещения в полости (патент РФ 2107859, МПК F16K 15/04, опубликовано 27.03.1998) Данное решение является достаточно сложным для реализации.Known valve assembly comprising a valve box with input and output channels, a guide sleeve mounted between the valve seat and the cover, and a ball locking element, additionally containing a load made in the form of a body of revolution, a closed cavity in the form of a body of revolution is made in the ball locking element, the center of which is offset from the center of the ball locking element, and the load is placed with the possibility of movement in the cavity (RF patent 2107859, IPC F16K 15/04, published 03/27/1998) This solution is quite complicated for I am implementing.
Известен промывочный клапан, содержащий соединенный посредством переводника с насосно-компрессорными трубами (НКТ) цилиндрический корпус с радиальными отверстиями, подвижную подпружиненную герметизирующую втулку, размещенную в корпусе с образованием поршневой пары, согласно изобретению при эксплуатации скважины с невставным штанговым насосом снабжен штоком с муфтой, установленным с возможностью свободного перемещения во внутренней части клапана и соединяющим плунжер невставного штангового насоса со штангами, связанными с канатной подвеской станка-качалки, при этом клапан снабжен также вторым переводником, связывающим его корпус с подъемным патрубком невставного штангового насоса, внутренняя поверхность герметизирующей втулки выполнена с участком конической формы, а муфта расположена на штоке с учетом глубины подвески невставного штангового насоса и растяжения от веса штанг на расстоянии от упомянутого участка конической формы, выбранном таким, чтобы при работе насоса упомянутая муфта не доходила до упомянутого участка и обеспечивающим опору муфты на этот участок при освобождении штока, связанного со штангами, от канатной подвески станка-качалки для перемещения герметизирующей втулки клапана до совмещения с радиальными отверстиями в корпусе клапана и открытия сообщения полости НКТ с затрубным пространством (патент РФ №2358091, МПК Е21В 34/06, опубликовано 10.06.2009).A flushing valve is known comprising a cylindrical body with radial holes connected by means of an adapter to tubing (tubing), a movable spring-loaded sealing sleeve placed in the body with the formation of a piston pair, according to the invention, when operating a well with an optional sucker rod pump, it is equipped with a rod with a sleeve mounted with the possibility of free movement in the inner part of the valve and connecting the plunger of the non-integral sucker rod pump with rods associated with the cable the suspension of the rocking machine, while the valve is also equipped with a second sub connecting its body with the lifting branch pipe of the non-standard sucker rod pump, the inner surface of the sealing sleeve is made with a section of conical shape, and the coupling is located on the stem, taking into account the depth of the suspension of the non-standard sucker rod pump and tensile weight rods at a distance from the said section of the conical shape, selected so that when the pump is running, the said coupling does not reach the said section and provides support for the coupling on this site astok when releasing the rod associated with the rods from the rope suspension of the rocking machine to move the valve sealing sleeve to align with the radial holes in the valve body and open the tubing cavity message with the annulus (RF patent No. 2358091, IPC ЕВВ 34/06, published on 10.06 .2009).
Недостатками данных клапанов являются: неудовлетворительный срок службы, нарушение герметичности устройства при работе с жидкостью, содержащей механические частицы, которые образуют при остановке насоса, микрощели между уплотняемыми поверхностями, приводящие к опорожнению полости НКТ.The disadvantages of these valves are: unsatisfactory service life, violation of the tightness of the device when working with a liquid containing mechanical particles that form when the pump is stopped, micro-gaps between the sealing surfaces, leading to the emptying of the tubing cavity.
Предлагаемое устройство обеспечивает защиту насоса от давления столба жидкости при работе в рабочем и остановочном режимах, а также периодический пропуск специального раствора в обратном направлении в режиме промывки. Переключение предлагаемого клапана с рабочего на промывочный режим производится за счет того, что промывочный раствор подается под давлением, гарантированно превышающим давление столба жидкости при обычном режиме работы насоса.The proposed device provides protection of the pump from the pressure of the liquid column during operation in the operating and stopping modes, as well as periodic passage of a special solution in the opposite direction in the washing mode. The proposed valve is switched from operating to flushing mode due to the fact that the flushing solution is supplied under a pressure that is guaranteed to exceed the pressure of the liquid column during normal operation of the pump.
Задача изобретения состоит в повышении эффективности работы насосной установки, в повышении надежности и срока эксплуатации скважинных насосов в скважинах.The objective of the invention is to increase the efficiency of the pumping unit, to increase the reliability and life of well pumps in wells.
Поставленная задача решается за счет того, что в клапане универсальном, содержащем расположенные в полом цилиндрическом корпусе запорный элемент в виде шарика, седло, пружину, в нижней части корпуса с помощью нажимной втулки неподвижно закреплен упор, имеющий в верхней части нажимной торец, шарик, взаимодействующий с седлом, установлен в клапанном блоке, поджатом резьбовой втулкой, имеющем возможность скольжения в сквозном отверстии резьбовой втулки и корпусе вдоль вертикальной оси, при этом упор и клапанный блок в исходном положении расположены с гарантированным зазором между нажимным торцом упора и шариком.The problem is solved due to the fact that in the universal valve containing a locking element in the form of a ball located in a hollow cylindrical body, a seat, a spring, an emphasis is fixed in the lower part of the body with a pressure sleeve, having a pressure end in the upper part, a ball interacting with a seat, installed in the valve block, preloaded by a threaded sleeve, which can slide in the through hole of the threaded sleeve and the housing along the vertical axis, while the stop and the valve block in the initial position put the clearance between the pressure end stop and the ball.
Дополнительно упор выполнен в виде полого ступенчатого стакана, в стенке меньшего диаметра которого выполнены радиальные равномерно расположенные сквозные отверстия, на наружной поверхности выполнена кольцевая опорная поверхность для упора пружины.Additionally, the emphasis is made in the form of a hollow stepped glass, in the wall of a smaller diameter of which there are made radial evenly located through holes, on the outer surface an annular supporting surface is made for the spring stop.
Кроме того, пружина выполнена, например, в виде пакета тарельчатых пружин.In addition, the spring is made, for example, in the form of a packet of Belleville springs.
Кроме того, пружина предварительно сжата усилием, которое определяется рабочим давлением.In addition, the spring is pre-compressed by the force, which is determined by the working pressure.
Дополнительно корпус клапанного блока выполнен в виде ступенчатой втулки, во внутреннем сквозном отверстии которого выполнена проточка для установки седла клапана, имеющего сквозное отверстие и закрепленного в корпусе с помощью буксы, а выше расположения седла во внутреннем сквозном отверстии корпуса выполнена проточка для расположения шарика.Additionally, the valve block body is made in the form of a stepped sleeve, in the inner through hole of which a groove is made for installing a valve seat having a through hole and fixed in the housing with the axle box, and above the seat location in the inner through hole of the housing there is a groove for locating the ball.
Кроме того, нажимной торец упора выполнен в виде сферической поверхности.In addition, the pressure end face of the stop is made in the form of a spherical surface.
Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
Фиг.1 представляет продольный разрез клапана универсального в остановочном режиме.Figure 1 is a longitudinal section of a universal valve in stop mode.
Фиг.2 - вид А, исходное положение шарика в седле клапана универсального, гарантированный зазор К между нажимным торцем и нижней точки шарика.Figure 2 - view A, the initial position of the ball in the seat of the universal valve, the guaranteed clearance K between the pressure end and the lower point of the ball.
Фиг.3 - продольный разрез клапана универсального в рабочем режиме.Figure 3 is a longitudinal section of a universal valve in operating mode.
Фиг.4 - продольный разрез клапана универсального в промывочном режиме.Figure 4 is a longitudinal section of a universal valve in flushing mode.
Клапан универсальный содержит полый цилиндрический корпус 1 с верхней внутренней и нижней наружной присоединительными резьбами, которые служат для встраивания клапана в колонну насосно-компрессорных труб. В нижней части полого цилиндрического корпуса 1 с помощью нажимной втулки 2 неподвижно закреплен упор 3 в виде полого ступенчатого стакана, в стенке меньшего диаметра которого выполнены радиальные равномерно расположенные сквозные отверстия 4, а на наружной поверхности имеется кольцевая опорная поверхность для упора пружины 5, выполненной, например, в виде пакета тарельчатых пружин, при этом пружина предварительно сжата усилием, которое определяется рабочим давлением, т.е. давлением столба жидкости в вертикальном трубопроводе. Упор 3 имеет в верхней части нажимной торец 6, который может быть выполнен, например, в виде сферической поверхности.The universal valve contains a hollow cylindrical body 1 with upper inner and lower outer connecting threads that serve to integrate the valve into the tubing string. In the lower part of the hollow cylindrical body 1, with the help of the push sleeve 2, an emphasis 3 is fixedly fixed in the form of a hollow stepped cup, in the wall of a smaller diameter of which there are made radial evenly located through
В корпусе 1 установлен клапанный блок 7, поджатый резьбовой втулкой 8 со сквозным отверстием диаметром d, имеющий возможность скольжения в сквозном отверстии резьбовой втулки 8 и корпусе 1 вдоль вертикальной оси, состоящий из корпуса 9 в виде ступенчатой втулки, во внутреннем сквозном отверстии которого выполнена проточка для установки седла клапана 10, имеющего сквозное отверстие и закрепленного в корпусе 9 с помощью буксы 11, выше расположения седла 10 во внутреннем сквозном отверстии корпуса выполнена проточка для расположения запорного элемента в виде шарика 12, ограничивающая его вертикальное перемещение. В корпусе 9 выполнены радиальные сквозные равномерно расположенные отверстия 13, выполненные таким образом, что при расположении шарика 12 в крайнем верхнем положении соединяют полость Б, расположенную выше клапанного блока 7 и полость В, расположенную внутри упора 3. Нижний торец буксы 11 предназначен для упора пружины 5. Упор 3 и клапанный блок 7 в исходном положении расположены с гарантированным зазором К между нажимным торцом 6 упора и шариком 12.In the housing 1, a valve block 7 is installed, preloaded by the threaded sleeve 8 with a through hole with a diameter d, which can slide in the through hole of the threaded sleeve 8 and the housing 1 along the vertical axis, consisting of the housing 9 in the form of a stepped sleeve, in the inner through hole of which a groove is made for installing the valve seat 10, having a through hole and fixed in the housing 9 using the axle box 11, above the location of the seat 10 in the inner through hole of the housing, a groove is made for the location of the locking electric ment in the form of a ball 12, which limits its vertical movement. In the housing 9 there are made radial through evenly located
Клапан универсальный работает в трех режимах эксплуатации - рабочем, остановочном и промывочном.The universal valve operates in three operating modes - working, stopping and flushing.
В рабочем режиме пружина предварительно сжата усилием, которое определяется рабочим давлением, т.е. давлением столба жидкости в вертикальном трубопроводе, жидкость под рабочим давлением подается от насоса снизу в полость В упора 3, проходит через радиальные равномерно расположенные сквозные отверстия 4 упора 3, затем через сквозное отверстие седла клапана 10 шарик 12 поднимается в крайнее верхнее положение, соединяет полость Б, расположенную выше клапанного блока 7 и полость В, расположенную внутри упора 3, жидкость проходит через радиальные сквозные равномерно расположенные отверстия 13 далее в трубопроводную трассу.In operating mode, the spring is precompressed by the force, which is determined by the working pressure, i.e. the pressure of the liquid column in a vertical pipeline, the liquid under the working pressure is supplied from the pump from below to the cavity B of the stop 3, passes through the radial evenly located through
При остановке двигателя насоса (остановочный режим) шарик 12 под действием собственного веса опускается, закрывает отверстие седла клапана 10 и клапан работает как обратный клапан, предохраняя систему от давления столба жидкости в трубопроводной трассе. При этом полости Б и В разобщены, между нажимным торцом 6 и нижней точки шарика 12 сохраняется гарантированный зазор К.When the pump motor stops (stop mode), the ball 12 falls under its own weight, closes the hole of the valve seat 10 and the valve acts as a non-return valve, protecting the system from the pressure of the liquid column in the pipeline route. In this case, the cavities B and C are disconnected, a guaranteed clearance K is maintained between the
При промывочном режиме жидкость подается в полость Б под давлением, гарантированно превышающим рабочее давление. При этом клапанный блок 7 сдвигается вниз, преодолевая усилие пружины, на величину зазора К, и шарик 4 входит в контакт с нажимным торцом 6 упора 3, клапанный блок 7 продолжает движение вниз, и седло клапана 10 отрывается от шарика 12, образуя зазор для прохода жидкости, которая через радиальные сквозные равномерно расположенные отверстия 13, радиальные равномерно расположенные сквозные отверстия 4 упора 3 и полость В упора 3 проходит вниз в сторону напорного патрубка насоса.During the flushing mode, the fluid is supplied into the cavity B under pressure guaranteed to exceed the working pressure. In this case, the valve block 7 moves downward, overcoming the spring force, by the amount of the gap K, and the
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009133758/06A RU2405998C1 (en) | 2009-09-08 | 2009-09-08 | Universal valve |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009133758/06A RU2405998C1 (en) | 2009-09-08 | 2009-09-08 | Universal valve |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2405998C1 true RU2405998C1 (en) | 2010-12-10 |
Family
ID=46306514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009133758/06A RU2405998C1 (en) | 2009-09-08 | 2009-09-08 | Universal valve |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2405998C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2528474C1 (en) * | 2013-05-30 | 2014-09-20 | Владимир Александрович Чигряй | Universal valve |
| RU2641146C2 (en) * | 2016-06-30 | 2018-01-16 | Закрытое акционерное общество "НГТ" | Return valve |
-
2009
- 2009-09-08 RU RU2009133758/06A patent/RU2405998C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2528474C1 (en) * | 2013-05-30 | 2014-09-20 | Владимир Александрович Чигряй | Universal valve |
| RU2641146C2 (en) * | 2016-06-30 | 2018-01-16 | Закрытое акционерное общество "НГТ" | Return valve |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2516708C2 (en) | Subsurface safety valve | |
| RU2391592C1 (en) | Check valve | |
| CN102704857A (en) | Underground supercharging and accelerating system | |
| CN101975042B (en) | Fully functional anti-spouting oil drain device | |
| RU2405998C1 (en) | Universal valve | |
| RU104618U1 (en) | REVERSE THREE-POSITION VALVE | |
| RU2416754C1 (en) | Universal valve | |
| RU2465438C1 (en) | Borehole gate | |
| CN111963133A (en) | Throttling-free self-service deblocking type double-sealing single-clamp staged fracturing string and fracturing method thereof | |
| RU2388901C1 (en) | Well operation device | |
| RU2241853C1 (en) | Deep-well sucker-rod pump self-adjusting controllable suction valve | |
| CN201851082U (en) | Fully-functional anti-spray oil drain device | |
| CN209483580U (en) | Oil well pump | |
| RU2739410C1 (en) | Reverse valve | |
| RU2325508C2 (en) | Circulating valve | |
| RU2224087C2 (en) | Gate-type well valve | |
| RU186752U1 (en) | YAS HYDRAULIC | |
| RU2528474C1 (en) | Universal valve | |
| RU2496041C1 (en) | Sliding shutter | |
| RU178337U1 (en) | CHECK VALVE FOR PREVENTING SLUDGE SLAMMING | |
| RU2407876C1 (en) | Overflow valve of downhole motor | |
| RU160015U1 (en) | MOTOR OUTBOARD TRANSFER ADAPTER | |
| CN201351597Y (en) | Filling valve of pressure transmitting oil well pump | |
| CN111894559A (en) | Inner channel decompression restrictor | |
| CN210623062U (en) | Oil inlet device of choking oil pump |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110909 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20121010 |
|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20150713 |
|
| QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20150713 Effective date: 20160408 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180909 |