RU2686128C1

RU2686128C1 - Check valve

Info

Publication number: RU2686128C1
Application number: RU2018134573A
Authority: RU
Inventors: Иван Соломонович Пятов; Евгений Ервандович Григорян; Владимир Николаевич Ивановский; Лариса Владимировна Воробьева
Original assignee: Иван Соломонович Пятов
Priority date: 2018-10-02
Filing date: 2018-10-02
Publication date: 2019-04-24

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: invention relates to check valve design and can be used with electric-centrifugal or sucker-rod deep-well pumps. Non-return valve comprises body and ball and seat arranged therein. According to the invention, the valve comprises an injection grid with holes, above the pressure grid there is a filter made of wire-permeable material moving along the valve axis and pressed to the grid by a spring mechanism. Filter on the side of the grid has the shape of a truncated cone.EFFECT: technical result is improvement of reliability of the valve operation.5 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяному машиностроению, в частности к конструкции обратного клапана, который может быть использован с электроцентробежными или штанговыми глубинными насосами, предназначенными преимущественно для перекачивания жидкостей с высоким содержанием механических примесей.The invention relates to petroleum engineering, in particular to the design of the check valve, which can be used with electric centrifugal or sucker rod pumps, designed primarily for pumping liquids with a high content of mechanical impurities.

Известны клапаны обратные по патентам на полезную модель RU55018 E21B34/06, RU56940 E21B34/06, RU70544 E21B34/06, RU76380 E21B34/06, RU83799 E21B34/06, RU100579 F16K15/00.Known check valves for utility model patents are RU55018 E21B34 / 06, RU56940 E21B34 / 06, RU70544 E21B34 / 06, RU76380 E21B34 / 06, RU83799 E21B34 / 06, RU100579 F16K15 / 00.

Основной недостаток этих устройств заключается в том, что в процессе работы при закрытии клапана механические примеси, содержащиеся в пластовой жидкости, могут мешать герметичному закрытию запорного элемента, препятствуя плотному его прижатию к седлу. В результате обратный поток жидкости раскручивает вал электроцентробежного насоса в обратном направлении (турбинное вращение), что может привести к поломке.The main disadvantage of these devices is that in the course of operation when closing the valve, mechanical impurities contained in the reservoir fluid can interfere with the hermetic closure of the locking element, preventing it from being tightly pressed against the saddle. As a result, the reverse flow of liquid spins the shaft of the electric centrifugal pump in the opposite direction (turbine rotation), which can lead to breakage.

Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому решению является обратный клапан, содержащий корпус и размещенные в нем шар и седло шара. Клапан дополнительно снабжен защитным элементом из проволочно-проницаемого материала, содержащим седло и пружинный механизм, при помощи которого происходит перемещение защитного элемента и его посадка в седло (по патенту RU176713, МПК E21B 34/08, F16K 15/04, опубл. 25.01.18).The closest in technical essence to the claimed solution is a check valve comprising a body and a ball and a ball seat located therein. The valve is additionally equipped with a protective element of wire-permeable material containing a saddle and a spring mechanism by which the protective element is moved and seated in the saddle (according to patent RU176713, IPC E21B 34/08, F16K 15/04, publ. 01/25/18 ).

Недостатком данного клапана является форма защитного элемента из проволочно-проницаемого материала. При таком исполнении под ним будут накапливаться наиболее крупные механические примеси, которые будут оседать в зону контакта шара и седла при остановке насоса и закрытии клапана, что приведет к потере герметичности клапана. The disadvantage of this valve is the shape of the protective element of wire-permeable material. With this design, the largest mechanical impurities will accumulate under it, which will settle into the contact zone of the ball and seat when the pump is stopped and the valve is closed, which will lead to a loss of tightness of the valve.

Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемого устройства, заключается в повышении надежности работы клапана благодаря значительному снижению количества механических примесей, оседающих в зону клапанной пары.The technical result achieved when using the proposed device is to improve the reliability of the valve due to a significant reduction in the number of mechanical impurities deposited in the area of the valve pair.

Указанный технический результат достигается тем, что обратный клапан содержит корпус и размещенные в нем шар и седло и отличается тем, что содержит нагнетательную решетку с отверстиями, над которой установлен с возможностью перемещения вдоль оси клапана фильтр из проволочно-проницаемого материала, прижимающийся к решетке пружинным механизмом, при этом фильтр со стороны решетки имеет форму усеченного конуса. This technical result is achieved by the fact that the check valve includes a housing and a ball and a seat placed therein, and differs in that it contains an injection grid with holes, over which a filter made of wire-permeable material is mounted so that it can move along the valve axis, pressed against the grid by a spring mechanism while the filter from the side of the lattice has the shape of a truncated cone.

Кроме того, седло может быть выполнено в виде отдельной детали, закрепленной в корпусе.In addition, the saddle can be made as a separate part, fixed in the housing.

Кроме того, фильтр может иметь форму усеченного конуса со стороны выхода из клапана.In addition, the filter may have the shape of a truncated cone on the outlet side of the valve.

Кроме того, на выходе клапана может быть установлен гидродинамический насадок, в котором возможно выполнение минимум одного радиального отверстия произвольной формы. In addition, a hydrodynamic nozzle can be installed at the valve outlet, in which at least one radial orifice of arbitrary shape can be made.

Предлагаемое решение поясняется следующими чертежами, на которых изображены:The proposed solution is illustrated by the following drawings, which depict:

Фиг. 1 – клапан обратный, продольный разрез;FIG. 1 - check valve, longitudinal section;

Фиг. 2 – клапан обратный с седлом в виде отдельной детали, продольный разрез; FIG. 2 - check valve with a saddle as a separate part, a longitudinal section;

Фиг. 3 – клапан обратный с гидродинамическим насадком, продольный разрез.FIG. 3 - check valve with hydrodynamic packing, longitudinal section.

Обратный клапан (фиг. 1) содержит корпус 1, внутри которого размещены шар 2, седло 3, нагнетательная решетка 4 с отверстиями 5. Над нагнетательной решеткой 4 установлен фильтр 6 из проволочно-проницаемого материала, прижимающийся к решетке 4 пружинным механизмом, состоящим из пружины 7 и болта 8.The check valve (Fig. 1) contains a housing 1, inside which is placed a ball 2, a saddle 3, an injection grill 4 with openings 5. A filter 6 of wire-permeable material is mounted above the discharge grill 4, pressed against the grille 4 by a spring mechanism consisting of a spring 7 and bolt 8.

У обратного клапана, показанного на фиг. 2, седло 3 выполнено в виде отдельной детали, закрепленной в корпусе 1.The check valve shown in FIG. 2, the saddle 3 is made as a separate part, fixed in the housing 1.

Обратный клапан, показанный на фиг. 3, дополнительно содержит гидродинамический насадок 9, устанавливаемый на выходе клапана и находящийся внутри насосно-компрессорной трубы (НКТ) 10. В гидродинамическом насадке 9 могут быть выполнены отверстия 11 произвольной формы.The check valve shown in FIG. 3, additionally contains a hydrodynamic nozzle 9, installed at the outlet of the valve and located inside the tubing 10. The hydrodynamic nozzle 9 can be made openings 11 of arbitrary shape.

Обратный клапан работает следующим образом. Обратный клапан устанавливается сверху на выходе насоса. Сверху клапан крепится к НКТ 10. Как правило, между насосом и клапаном также устанавливаются одна или несколько НКТ. После включения насоса под шаром 2 создается давление, он поднимается из седла 3, обеспечивая прохождение жидкости. Поток жидкости проходит через отверстия 5 нагнетательной решетки 4 и воздействует на фильтр 6, поднимая его вверх и образуя кольцевой зазор между нагнетательной решеткой 4 и фильтром 6. После остановки насоса шар 2 опускается в седло 3 и препятствует обратному потоку жидкости. Фильтр 6 под действием пружины 7 опускается на нагнетательную решетку 4 и препятствует осаждению механических примесей в зону клапанной пары. В результате обеспечивается плотная посадка шара 2 в седло 3, предотвращая турбинное вращение насоса.The check valve operates as follows. A check valve is installed on top of the pump outlet. Top valve is attached to the tubing 10. As a rule, between the pump and the valve also installed one or more tubing. After turning on the pump under the ball 2 creates pressure, it rises from the saddle 3, ensuring the passage of fluid. The fluid flow passes through the openings 5 of the injection grid 4 and acts on the filter 6, lifting it up and forming an annular gap between the discharge grid 4 and the filter 6. After the pump stops, the ball 2 descends into the saddle 3 and prevents the backflow of fluid. The filter 6 under the action of the spring 7 is lowered onto the discharge grid 4 and prevents the deposition of mechanical impurities in the area of the valve pair. The result is a tight fit of the ball 2 in the saddle 3, preventing turbine rotation of the pump.

Выполнение седла 3 в виде отдельной детали позволяет использовать в составе клапана шар 2 и седло 3 из материалов, отличающихся от материала корпуса 1. Например, это могут быть нержавеющая сталь, твердый сплав, стеллит и т.п.Performing the saddle 3 as a separate part allows the ball 2 and the saddle 3 to be used as part of the valve, from materials different from the material of the housing 1. For example, it can be stainless steel, hard alloy, stellite, etc.

Выполнение фильтра 6 в форме усеченного конуса со стороны нагнетательной решетки 4 обеспечивает свободное прохождение механических примесей мимо фильтра 6, когда тот находится в открытом положении при работе насоса. The implementation of the filter 6 in the form of a truncated cone from the side of the discharge grid 4 provides free passage of mechanical impurities past the filter 6 when it is in the open position when the pump is running.

Выполнение фильтра 6 в форме усеченного конуса со стороны выхода из клапана облегчает его открытие при повторных пусках насоса, когда сверху на поверхности фильтра скапливаются механические примеси.The implementation of the filter 6 in the form of a truncated cone on the outlet side of the valve facilitates its opening when the pump is re-started when mechanical impurities accumulate on top of the filter surface.

Гидродинамический насадок 9 обеспечивает увеличение скорости жидкости на выходе из клапана и способствует вымыванию механических примесей, скопившихся над клапаном. Отверстия 11 в насадке 9 обеспечивают вынос механических примесей скопившихся в кольцевом зазоре между насадком 9 и НКТ 10.Hydrodynamic nozzle 9 provides an increase in the velocity of the fluid at the outlet of the valve and contributes to the leaching of mechanical impurities accumulated above the valve. Holes 11 in the nozzle 9 provide the removal of mechanical impurities accumulated in the annular gap between the nozzle 9 and the tubing 10.

Таким образом, предложенное техническое решение способствует достижению технического результата, который заключается в повышении надежности работы клапана благодаря значительному снижению количества механических примесей, оседающих в зону клапанной пары (шара и седла).Thus, the proposed technical solution contributes to the achievement of the technical result, which is to increase the reliability of the valve due to a significant reduction in the amount of mechanical impurities deposited in the zone of the valve pair (ball and seat).

Claims

1. A check valve comprising a housing and a ball and a seat arranged therein, characterized in that it contains an injection grid with openings above which a filter made of wire-permeable material is mounted for movement along the valve axis, which is pressed against the grid by a spring mechanism, while the filter from the side of the lattice has the shape of a truncated cone.

2. A check valve according to Claim. 1, characterized in that the saddle can be made as a separate part fixed in the housing.

3. A check valve according to claim 1 or 2, characterized in that the filter has the shape of a truncated cone on the outlet side of the valve.

4. A check valve according to Claim. 1 or 2, characterized in that hydrodynamic nozzles are installed at the outlet of the valve.

5. A check valve according to claim 4, characterized in that at least one radial opening of an arbitrary shape is made in the lower part of the nozzle.