RU2698992C1 - Well pump suction valve - Google Patents
Well pump suction valve Download PDFInfo
- Publication number
- RU2698992C1 RU2698992C1 RU2018137813A RU2018137813A RU2698992C1 RU 2698992 C1 RU2698992 C1 RU 2698992C1 RU 2018137813 A RU2018137813 A RU 2018137813A RU 2018137813 A RU2018137813 A RU 2018137813A RU 2698992 C1 RU2698992 C1 RU 2698992C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sleeve
- possibility
- sealing
- thrust
- hole
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
- F04B53/10—Valves; Arrangement of valves
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к клапанным устройствам, особенно для насосов для перекачивания высоковязких жидкостей с содержанием механических примесей и газа, в т.ч., к скважинным штанговым насосам, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности.The invention relates to the field of engineering, in particular to valve devices, especially for pumps for pumping highly viscous liquids containing mechanical impurities and gas, including downhole sucker rod pumps, and can be used in the oil industry.
Известен клапанный узел штангового скважинного насоса (Каталог "Скважинные штанговые насосы для добычи нефти" ЦИНТИХимнефтемаш, М., 1988, с. 22), содержащий седло, запорный орган, выполненный в виде шарика, ограничитель подъема запорного органа.Known valve assembly of a sucker-rod pump (Catalog "Well sucker-rod pumps for oil production" ZINTIKhimneftemash, M., 1988, p. 22), containing a saddle, a shut-off element made in the form of a ball, a stop limiter for lifting the shut-off element.
Недостатками известного клапана являются недостаточная пропускная способность, ресурс работы и запаздывание закрытия. Низкая пропускная способность вызвана уменьшением прохода седла телом шарика. Запаздывание закрытия клапана, особенно при перекачивании жидкости высокой вязкости, связано сужением каналов седла и существенным снижением скорости опускания запорного органа на седло за счет его веса в вязкой среде. Значительное усилие на упорно-уплотнительную поверхность от перепада давления в клапане вызвано тем, что оно определяется диаметром касания шарика с седлом.The disadvantages of the known valve are insufficient throughput, service life and delayed closure. Low throughput is caused by a decrease in the saddle passage of the ball body. The valve closing delay, especially when pumping high-viscosity fluid, is associated with narrowing of the channels of the seat and a significant decrease in the rate of lowering of the locking member on the seat due to its weight in a viscous medium. A significant force on the thrust-sealing surface from the pressure drop in the valve is caused by the fact that it is determined by the diameter of the ball touching the seat.
Известен всасывающий клапан скважинного погружного насоса, содержащий цилиндр с радиальными отверстиями, втулка, установленная внутри цилиндра с возможностью перекрытия радиальных отверстий (см. Пат. РФ №2487271, МКП F04B 53/10, F04B 47/00, 2013 г.).Known suction valve of a borehole submersible pump containing a cylinder with radial holes, a sleeve installed inside the cylinder with the possibility of overlapping radial holes (see Pat. RF No. 2487271, INC F04B 53/10, F04B 47/00, 2013).
Недостатками известного устройства являются недостаточная пропускная способность всасывающего клапана вследствие движения жидкости по кольцевому каналу с поворотами, а также возможность накапливания механических примесей в нижней части цилиндра насоса. Кроме того, запорный орган имеет недостаточный ресурс вследствие возникновения циклически повторяющихся изгибных напряжений.The disadvantages of the known device are the insufficient capacity of the suction valve due to the movement of fluid along the annular channel with turns, as well as the possibility of accumulation of mechanical impurities in the lower part of the pump cylinder. In addition, the locking member has an insufficient resource due to the occurrence of cyclically repeated bending stresses.
Известен всасывающий клапан скважинного штангового насоса, содержащий корпус с центральным осевым, и как минимум, одним радиальным, сквозными отверстиями, запорный орган, выполненный в виде втулки, в верхней части которой выполнен наружный буртом, в бурте и в нижней части втулка оснащена верхним и нижним уплотнительными поясками, в корпусе, выше и ниже боковых отверстий, ответно уплотнительным пояскам, выполнены упорно-уплотнительные поверхности (см. заявка №2017128265/06(048770) от 07.08.2017 г., МПК F04B 47/00, решение о выдаче патента от 05.06.2018 г.), который принят за прототип.A suction valve of a borehole sucker-rod pump is known, comprising a housing with a central axial and at least one radial through holes, a shut-off element made in the form of a sleeve, in the upper part of which an external shoulder is made, in the shoulder and in the lower part, the sleeve is equipped with upper and lower sealing belts in the case, above and below the side openings, in response to the sealing belts, made persistent sealing surfaces (see application No. 2017128265/06 (048770) dated 08/08/2017, IPC F04B 47/00, decision to grant a patent from June 5, 2018), which they’ll take a prototype.
Недостатками известного устройства являются значительная трудоемкость изготовления и недостаточная надежность работы вследствие значительной трудоемкости обеспечения одновременной посадки уплотнительных поясков втулки на упорно-уплотнительные поверхности корпуса. Кроме того, при износе одной из упорно-уплотнительных поверхностей или поясков клапан подлежит замене.The disadvantages of the known device are the significant complexity of manufacturing and lack of reliability due to the considerable complexity of ensuring the simultaneous landing of the sealing belts of the sleeve on the thrust-sealing surface of the housing. In addition, when one of the seal faces or bands is worn, the valve must be replaced.
Целью предлагаемого технического решения является снижение трудоемкости изготовления и повышение надежности работы.The aim of the proposed technical solution is to reduce the complexity of manufacturing and increase reliability.
Указанная цель достигается тем, что во всасывающем клапане скважинного насоса, содержащем корпус с центральным осевым отверстием, запорный орган, выполненный в виде втулки, осевое отверстие выполнено двухступенчатое с образованием верхнего и нижнего буртов с выполнением в них упорно-уплотнительных поверхностей, втулка выполнена с наружным верхним буртом ответно центральному отверстию, при этом в бурте и в нижней части втулки выполнены уплотнительные пояски с возможностью одновременного взаимодействия с упорно-уплотнительными поверхностями, в корпусе между буртами выполнено, как минимум, одно радиальное сквозное отверстие, согласно техническому решению, клапан снабжен седлом в виде болта, включающий головку и стержень, и выполненным ответно нижней части центрального отверстия с возможностью образования гарантированного зазора между нижним буртом и головкой, в которой выполнена упорно-уплотнительная поверхность, в нижней части стержня и отверстия выполнены ответно друг другу резьбы с возможностью ограниченного втулкой и нижним буртом корпуса осевого перемещения седла.This goal is achieved by the fact that in the suction valve of the borehole pump containing a housing with a central axial hole, the shut-off element made in the form of a sleeve, the axial hole is made two-stage with the formation of the upper and lower collars with the execution of persistent sealing surfaces, the sleeve is made with the outer the upper collar responds to the central hole, while in the collar and in the lower part of the sleeve sealing belts are made with the possibility of simultaneous interaction with thrust-sealing over In the case between the shoulders, at least one radial through hole is made, according to the technical solution, the valve is equipped with a seat in the form of a bolt, including a head and a rod, and executed in response to the lower part of the central hole with the possibility of creating a guaranteed gap between the lower shoulder and the head, in which the thrust-sealing surface is made, in the lower part of the rod and the holes are made reciprocally to each other threads with the possibility of axial movement limited by the sleeve and the lower shoulder of the housing saddles.
Длина стержня болта больше глубины нижней части отверстия ниже нижнего бурта с возможностью выхода ее резьбовой части из центрального отверстия, в которую насажены гайка с контргайкой.The length of the bolt shaft is greater than the depth of the lower part of the hole below the lower shoulder with the possibility of its threaded part coming out of the central hole into which the nut with a lock nut is fitted.
Упорно-уплотнительные поверхности и уплотнительные пояски выполнены с возможностью взаимодействия сопрягаемых пар с образованием расширяющихся в сторону входа клапана кольцевых щелей и их сообщения с радиальными отверстиями.Thrust-sealing surfaces and sealing bands are made with the possibility of interaction of mating pairs with the formation of annular slots expanding towards the valve inlet and their communication with radial holes.
Конструкция предлагаемого устройства поясняется чертежом.The design of the proposed device is illustrated in the drawing.
На фиг. 1 представлен общий вид всасывающего клапана;In FIG. 1 shows a general view of a suction valve;
На фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1;In FIG. 2 is a section AA in FIG. one;
На фиг. 3 - узел Б на фиг. 1;In FIG. 3 - node B in FIG. one;
На фиг. 4 - скважинный штанговый насос с предлагаемым клапаном.In FIG. 4 - downhole sucker rod pump with the proposed valve.
Всасывающий клапан скважинного штангового насоса содержит корпус 1 (фиг. 1 и 2) со сквозным центральным отверстием (на фиг. не указано), в котором установлен выполненный ответно запорный орган 2. Запорный орган 2 выполнен в виде втулки с наружным буртом 3 в верхней ее части. Центральное отверстие корпуса 1 выполнено двухступенчатое с образованием верхнего 4 и нижнего 5 бурта. Ответно нижней части центрального отверстия в корпусе 1 установлено седло 6, выполненное в виде болта, включающего головку 7 и стержень 8.The suction valve of a downhole sucker-rod pump contains a housing 1 (Figs. 1 and 2) with a through-hole in the center (not shown in Fig.), In which a
На верхнем бурте 4 корпуса 1 и головке 7 седла 6 выполнены упорно-уплотнительные поверхности 9 и 10, а в бурте 3 и нижней части втулки 2, соответственно ответно указанным упорно-уплотнительным поверхностям 9 и 10, выполнены уплотнительные пояски 11 и 12.On the
В корпусе 1, между головкой 7 седла 6 и упорно-уплотнительной поверхностью 9 корпуса выполнено, как минимум, одно радиальное сквозное отверстие 13.In the
Во втулке 2, ниже бурта 3, выполнены, как минимум, два симметрично расположенные продольные, открытые снизу, паза 14 с образованием продольных щелевых каналов 15 с возможностью их сообщения с отверстиями 13.In the
С целью увеличения усилия поджима втулки 2 к упорно-уплотнительным пояскам 11 и 12, сопрягаемые поверхности выполняются с возможностью взаимодействия поверхности 9 с пояском 11 по наибольшему их диаметру, а взаимодействия поверхности 10 с пояском 12 - по наименьшему их диаметру. Это достигается тем, что упорно-уплотнительные поверхности 9, 10 и уплотнительные пояски 11, 12 выполнены с возможностью взаимодействия сопрягаемых пар с образованием расширяющихся в сторону входа клапана кольцевых щелей 16 и 17 (фиг. 3) и сообщающихся с радиальными отверстиями 13.In order to increase the pressing force of the
Корпус 1 в верхней части может быть снабжен, например, переходником 18, снабженным упором 19 втулки 2.The
Седло 6 установлено с образованием гарантированного зазора (на фиг. не указан) между буртом 5 и нижним торцом головки 7 седла 6.The
В нижней части корпуса 1 и стержня 8 болта (седла) 6 выполнены ответно друг другу резьбы (на фиг. не указаны) с возможностью осевого перемещения седла 6.In the lower part of the
Седло 6 установлено в корпусе 1 с возможностью выхода части резьбы стержня 8 наружу, на которую навернуты, например, гайка 20 с контргайкой 21.The
Седло 6 при помощи резьбовой части стержня 8 устанавливается с возможностью одновременного взаимодействия уплотнительных поясков 11 и 12 с упорно-уплотнительными поверхностями 9 и 10 корпуса 1 и седла 6 в нижнем положении. Втулка 2 установлена также с возможностью взаимодействия верхним торцом с упором 19.The
Внутренняя полость 22 втулки 2 и переходника 18 сообщается с рабочей полостью насоса (на фиг. не показаны), которая при подъеме втулки 2 над седлом 6 сообщается с пластовой средой (на фиг. не показана) через боковые сквозные отверстия 13.The
С целью обеспечения высокой точности установки втулки резьба стержня 8 и корпуса 1 может быть выполнена мелким шагом.In order to ensure high accuracy of installation of the sleeve, the thread of the
Скважинный погружной насос может быть оснащен указанным всасывающим клапаном (фиг. 4), включающим корпус 1, запорный орган 2, седло 6. Переводник 18 посредством муфты (на фиг. не указана) может быть соединен с цилиндром 23 насоса, внутри которого установлен плунжер 24 с нагнетательным клапаном 25. Плунжер 24 в верхней части соединен с колонной штанг 26. Втулка 2 и нагнетательный клапан 25 установлен с возможностью образования рабочей полости 27, которая поочередно сообщается с пластовой средой (на фиг. не показана) через боковые отверстия 13, и нагнетательной линией 28.The downhole submersible pump can be equipped with the indicated suction valve (Fig. 4), including a
Сборка и настройка клапана осуществляется следующим образом. В корпус 1 вворачивается седло 6 с расположением упорно-уплотнительной поверхности 10 ниже отверстий 13 до взаимодействия головки 7 с буртом 5. Далее устанавливается втулка 2 с возможностью плотного взаимодействия уплотнительного пояска 11 втулки 2 с упорно-уплотнительной поверхностью 9 корпуса 1. Устанавливается переводник 18.Assembly and adjustment of the valve is as follows. A
Удерживая втулку 2 в неподвижном состоянии, с помощью резьбового соединения, стержень 6 приподнимается вверх до плотного прилегания уплотнительного пояска втулки 2 с упорно-уплотнительной поверхностью 12 седла 6.Holding the
Герметичность клапана проверяется путем заливки жидкости сверху переводника, в т.ч. под давлением.Valve tightness is checked by pouring liquid on top of the sub, incl. under pressure.
Всасывающий клапан работает следующим образом.The suction valve operates as follows.
Пусть втулка 2 (фиг. 1-3) находится в нижнем положении, с обеспечения взаимодействия уплотнительных поясков 11 и 12 втулки с упорно-уплотнительными поверхностями 9 и 10.Let the sleeve 2 (Fig. 1-3) is in the lower position, ensuring the interaction of the
При снижении давления в полости 22 под действием создавшегося перепада давления между окружающей средой и полостью 22 втулка 2 начинает подниматься вверх, сообщая боковые входные отверстия 13 с полостью 22. Жидкость из окружающей среды, например, из пласта, начинает перетекать через отверстия 13, внутренний канал (на фиг. не указан) втулки 2. Выполнение отверстий 13 в виде тангенциальных открытых пазов существенно увеличивает площадь их прохода. Это позволяет снизить до минимума ход втулки 2 для обеспечения достаточной площади прохода.When the pressure in the
На пути жидкости, перетекающей через отверстия 13, канал втулки 2 отсутствуют тела, сужающие проход.On the path of the fluid flowing through the
Высота подъема втулки определяется перепадом давления в клапане. При значительном перепаде давления втулка 2 может подняться вверх до взаимодействия с упором 19.The lifting height of the sleeve is determined by the differential pressure in the valve. With a significant pressure drop, the
При снижении расхода жидкости через отверстия 13 вследствие подъема давления в полости 22 и одновременном снижении перепада давления между окружающей средой и полостью 22, втулка 2 начинает опускаться вниз. При отсутствии движения жидкости через отверстия 13 втулка 2 своими уплотнительными поясками 11 и 12 взаимодействует с упорно-уплотнительными поверхностями 9 и 10, полностью герметизируя полость 22.With a decrease in fluid flow through the
С повышением давления в полости 22 втулка 2 под действием усилия от перепада давления на неуравновешенную площадь, определяемую диаметрами касания поясков 11 и 12 с поверхностями 9 и 10, прижимается одновременно к корпусу 1 и седлу 6. Диаметры касания поясков 11 и 12 с поверхностями выбирается исключительно исходя из обеспечения герметичности сопрягаемых узлов. При этом исключается чрезмерное контактное давление в уплотняемых поверхностях.With increasing pressure in the
Далее происходит снижение давление в полости 22, и цикл повторяется.Then there is a decrease in pressure in the
Рассмотрим работу скважинного штангового насоса (фиг. 4), оснащенного предлагаемым всасывающим клапаном.Consider the operation of a downhole sucker rod pump (Fig. 4), equipped with the proposed suction valve.
Пусть колонна штанг 26 с плунжером 24 перемещаются вверх. При этом втулка 2 приподнята над седлом 6, т.е. всасывающий клапан открыт, а нагнетательный клапан 25 закрыт.Жидкость из пласта через боковые отверстия 13, канал втулки 2 поступает в рабочую полость 30. Жидкость из нагнетательной линии 28 через подъемную трубу (на фиг. не показана) поднимается на поверхность.Let the
При приближении плунжера 24 к верхней мертвой точке его скорость снижается, приводя к уменьшению расхода жидкости через всасывающий клапан. При этом перепад давления на втулку 2 снижается, и он опускается вниз. В крайнем верхнем положении плунжера 24 втулка 2 своими уплотнительными поясками 11 и 12 взаимодействует с упорно-уплотнительными поверхностями 9 и 10, герметизируя рабочую полость 27.When the
При опускании плунжера 24 вниз давление в рабочей полости 27 увеличивается, и втулка 2 прижимается к седлу и опорно-уплотнительной поверхности 9 корпуса 1. Под действием перепада давления нагнетательный клапан открывается, и жидкость из рабочей полости 27 перетекает в нагнетательную линию 28. В нижнем положении плунжера 24 всасывающий клапан закрыт, а нагнетательный клапан 25 чуть приоткрыт.When lowering the
При движении плунжера 24 давление в рабочей полости 27 снижается, и нагнетательный клапан 25 закрывается. Под действием перепада давления втулка 2 приподнимается над седлом 6. Далее цикл повторяется.With the movement of the
Таким образом, выполнение нижнего седла всасывающего клапана регулируемым по высоте позволяет обеспечить одновременную посадку запорного органа всасывающего клапана на две упорно-уплотнительные поверхности, обеспечивая высокую герметичность.Thus, the implementation of the lower seat of the suction valve is adjustable in height to ensure the simultaneous landing of the shut-off element of the suction valve on two thrust-sealing surfaces, providing high tightness.
Усилие, действующее на запорный орган всасывающего клапана, может быть выбрано исходя из обеспечения требуемого контактного давления в сопрягаемых парах путем назначения соответствующих диаметров контакта уплотнительных поясков втулки с опорно-уплотнительными поверхностями.The force acting on the shut-off element of the suction valve can be selected on the basis of ensuring the required contact pressure in the mating pairs by assigning the appropriate contact diameters of the sealing girdles of the sleeve with the supporting-sealing surfaces.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018137813A RU2698992C1 (en) | 2018-10-25 | 2018-10-25 | Well pump suction valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018137813A RU2698992C1 (en) | 2018-10-25 | 2018-10-25 | Well pump suction valve |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2698992C1 true RU2698992C1 (en) | 2019-09-02 |
Family
ID=67851762
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018137813A RU2698992C1 (en) | 2018-10-25 | 2018-10-25 | Well pump suction valve |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2698992C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4332533A (en) * | 1979-09-13 | 1982-06-01 | Watson International Resources, Ltd. | Fluid pump |
RU2011092C1 (en) * | 1990-11-26 | 1994-04-15 | Вагапов Юнир Гафурович | Sucker-rod well pump suction valve |
RU76380U1 (en) * | 2008-05-27 | 2008-09-20 | Алексей Валерьевич Антоневич | CHECK VALVE |
RU106704U1 (en) * | 2011-03-01 | 2011-07-20 | Евгений Васильевич Рыжов | CHECK VALVE FOR OIL PUMPS |
RU2487271C1 (en) * | 2012-03-11 | 2013-07-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Downhole pump suction valve |
RU2669058C1 (en) * | 2017-08-07 | 2018-10-08 | Альметьевский государственный нефтяной институт (АГНИ) | Oil well pump |
-
2018
- 2018-10-25 RU RU2018137813A patent/RU2698992C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4332533A (en) * | 1979-09-13 | 1982-06-01 | Watson International Resources, Ltd. | Fluid pump |
RU2011092C1 (en) * | 1990-11-26 | 1994-04-15 | Вагапов Юнир Гафурович | Sucker-rod well pump suction valve |
RU76380U1 (en) * | 2008-05-27 | 2008-09-20 | Алексей Валерьевич Антоневич | CHECK VALVE |
RU106704U1 (en) * | 2011-03-01 | 2011-07-20 | Евгений Васильевич Рыжов | CHECK VALVE FOR OIL PUMPS |
RU2487271C1 (en) * | 2012-03-11 | 2013-07-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Downhole pump suction valve |
RU2669058C1 (en) * | 2017-08-07 | 2018-10-08 | Альметьевский государственный нефтяной институт (АГНИ) | Oil well pump |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6685451B1 (en) | Valve assembly for sucker rod operated subsurface pumps | |
US20180291891A1 (en) | Ball Cage with Directed Flow Paths for a Ball Pump | |
RU2567571C1 (en) | Device intended for gas withdrawal from annular space in oil well | |
RU2669058C1 (en) | Oil well pump | |
RU2709754C1 (en) | Bottom-hole sucker-rod pump | |
RU2674843C1 (en) | Pump | |
RU2698992C1 (en) | Well pump suction valve | |
RU122453U1 (en) | INSTALLING A Borehole PUMP PUMP | |
RU2677772C1 (en) | Oil well pump | |
US7610930B2 (en) | Discharge valve for downhole pumps | |
CN208089518U (en) | A kind of layer mining oil-well pump | |
RU2692588C1 (en) | Pump | |
US20090196779A1 (en) | Bypass valve and downhole pump | |
RU2716998C1 (en) | Downhole sucker-rod pump for production of high-viscosity oil | |
RU2325508C2 (en) | Circulating valve | |
RU2731328C1 (en) | Bottom-hole sucker-rod pump | |
RU2730771C1 (en) | Double-acting sucker-rod pump | |
RU2646522C1 (en) | Bottom-hole pump | |
CN209483580U (en) | Oil well pump | |
RU2730774C1 (en) | Downhole sucker-rod pump | |
US2685257A (en) | Double-action well pump | |
US2843046A (en) | Fluid pump | |
RU2708764C1 (en) | Bottom-hole sucker-rod pump | |
RU110430U1 (en) | WELL BODY PUMP FOR VISCOUS OIL PRODUCTION | |
RU2351801C1 (en) | Pump installation for simultaneous-separate operation of two reservoirs of one well |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20201001 |