RU2764943C1 - Sucker-rod pump valve - Google Patents
Sucker-rod pump valve Download PDFInfo
- Publication number
- RU2764943C1 RU2764943C1 RU2021117800A RU2021117800A RU2764943C1 RU 2764943 C1 RU2764943 C1 RU 2764943C1 RU 2021117800 A RU2021117800 A RU 2021117800A RU 2021117800 A RU2021117800 A RU 2021117800A RU 2764943 C1 RU2764943 C1 RU 2764943C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ball
- main
- guides
- rod pump
- additional
- 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
- F04B53/1002—Ball valves
- F04B53/1007—Ball valves having means for guiding the closure member
-
- 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
- F04B53/1087—Valve seats
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K15/00—Check valves
- F16K15/02—Check valves with guided rigid valve members
- F16K15/04—Check valves with guided rigid valve members shaped as balls
- F16K15/042—Check valves with guided rigid valve members shaped as balls with a plurality of balls
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K15/00—Check valves
- F16K15/02—Check valves with guided rigid valve members
- F16K15/04—Check valves with guided rigid valve members shaped as balls
- F16K15/048—Ball features
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Check Valves (AREA)
- Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности, в частности, к области эксплуатации скважин штанговыми насосами в горизонтальных и наклонных скважинах.The invention relates to the field of the oil industry, in particular, to the field of operation of wells with rod pumps in horizontal and inclined wells.
В настоящее время в связи с истощением многих нефтяных месторождений для увеличения производительности скважин увеличивают депрессии на пласт. Для этого в условиях низких пластовых давлений приходится предельно низко опускать насосы, которые зачастую оказываются либо непосредственно в горизонтальном стволе, либо в сильно наклонённой его части, что приводит к неустойчивой работе клапанов штангового насоса, т.к. шары их клапанов возвращаются на седло под действием собственного веса, что затруднено при горизонтальном положении цилиндра насоса.At present, due to the depletion of many oil fields, drawdown pressures are being increased to increase well productivity. To do this, under conditions of low reservoir pressures, it is necessary to lower the pumps as low as possible, which often end up either directly in the horizontal wellbore or in a strongly inclined part of it, which leads to unstable operation of the rod pump valves, because the balls of their valves return to the seat under their own weight, which is difficult when the pump cylinder is in a horizontal position.
Известен самоустанавливающийся клапан штангового насоса (патент RU № 2616145, МПК F16K 15/04, F04B 47/00, F04B 53/10, опубл. 12.04.2017 г., бюл. № 11), содержащий вал, размещённый по оси клапана с эксцентричным грузом на одном конце и наклонной направляющей для шара на другом.A self-aligning valve of a rod pump is known (patent RU No. 2616145, IPC F16K 15/04, F04B 47/00, F04B 53/10, publ. weight at one end and an inclined ball guide at the other.
Недостатками его является сложность конструкции, представляющей собой сложный многозвенный механизм, и связанная с этим низкая надёжность.Its disadvantages are the complexity of the design, which is a complex multi-link mechanism, and the associated low reliability.
Известен также клапан штангового насоса для работы в горизонтальных и наклонных скважинах (патент RU № 2667302, МПК F04B 47/00, опубл. 18.09.2018 г., бюл. № 26), содержащий шар, взаимодействующий с гравитационной системой в виде маятника или диска, оснащённых на торце выемкой. Also known is a rod pump valve for operation in horizontal and inclined wells (patent RU No. 2667302, IPC F04B 47/00, publ. 18.09.2018, bull. No. 26), containing a ball interacting with the gravitational system in the form of a pendulum or disk equipped with a notch at the end.
Недостатками его является сложность конструкции и низкая надёжность, связанная с возможностью заедания системы из-за трения.Its disadvantages are the complexity of the design and low reliability associated with the possibility of seizing the system due to friction.
Наиболее близок по своей технической сущности к предлагаемому клапан (патент RU № 2623345, МПК F04B 47/00, опубл. 23.06.2017 г., бюл. № 18), содержащий грузовой толкатель в виде дополнительного шара и эксцентричный механизм его перемещения в верхнюю точку. Closest in its technical essence to the proposed valve (patent RU No. 2623345, IPC F04B 47/00, publ. 06/23/2017, bull. No. 18), containing a cargo pusher in the form of an additional ball and an eccentric mechanism for moving it to the top point .
Его недостатками являются сложность конструкции, низкая её надёжность, а также увеличенные поперечные габариты из-за бокового размещения дополнительного шара, что делает невозможным их размещение в плунжере в качестве нагнетательного клапана.Its disadvantages are the complexity of the design, its low reliability, as well as increased transverse dimensions due to the lateral placement of an additional ball, which makes it impossible to place them in the plunger as a discharge valve.
Техническими задачами предлагаемого клапана являются упрощение конструкции, повышение её надёжности и уменьшение поперечных размеров.The technical objectives of the proposed valve are to simplify the design, increase its reliability and reduce the transverse dimensions.
Указанные задачи решаются клапаном штангового насоса для работы в горизонтальном стволе скважины, содержащий корпус, основной шар, перемещающийся по направляющим параллельным оси корпуса, седло, дополнительный шар, прижимающий к седлу основной с помощью гравитационной системы.These tasks are solved by a rod pump valve for operation in a horizontal wellbore, containing a body, a main ball moving along guides parallel to the body axis, a seat, an additional ball pressing the main ball against the seat using a gravitational system.
Новым является то, что дополнительный шар размещён в корпусе за пределами направляющих с возможностью ограниченных продольного и поперечного перемещений между основным шаром и гравитационной системой, а гравитационная система выполнена в виде внутренней конической поверхности, соосной оси направляющих и седла.What is new is that the additional ball is placed in the body outside the guides with the possibility of limited longitudinal and transverse movements between the main ball and the gravity system, and the gravity system is made in the form of an internal conical surface coaxial with the axis of the guides and the seat.
Новым является также то, что дополнительный шар размещён в корпусе за пределами направляющих с возможностью ограниченных продольного и поперечного перемещений между основным шаром и гравитационной системой, а гравитационная система выполнена в виде внутреннего кольцевого выступа, соосного оси направляющих и седла.What is also new is that the additional ball is placed in the body outside the guides with the possibility of limited longitudinal and transverse movements between the main ball and the gravity system, and the gravity system is made in the form of an internal annular protrusion coaxial with the axis of the guides and the seat.
Новым является также то, что выполнена гравитационная система с продольными пазами для протекания жидкости. What is also new is that the gravitational system is made with longitudinal slots for the flow of liquid.
Новым является также то, что дополнительный шар выполнен большим диаметром, чем основной.What is also new is that the additional ball is made with a larger diameter than the main one.
Новым является также то, что дополнительный шар выполнен меньшим диаметром, чем основной.What is also new is that the additional ball is made with a smaller diameter than the main one.
Новым является также то, что дополнительный шар выполнен из материала большей плотности, чем основной.What is also new is that the additional ball is made of a material of greater density than the main one.
На фиг. 1 показан клапан с гравитационной системой в виде конической внутренней поверхности с торцевым упором в закрытом положении, на фиг. 2 – он же в открытом положении.In FIG. 1 shows a valve with a gravity system in the form of a conical inner surface with an end stop in the closed position, in Fig. 2 - it is in the open position.
На фиг. 3 показана схема клапана с пазами на конической поверхности в закрытом положении, на фиг. 4 – он же в открытом положении.In FIG. 3 shows a diagram of a valve with grooves on the conical surface in the closed position, in Fig. 4 - it is in the open position.
На фиг. 5 показан клапан с гравитационной системой в виде кольцевого выступа в закрытом положении, на фиг. 6 – он же в открытом положении.In FIG. 5 shows a valve with an annular gravity system in the closed position, FIG. 6 - it is in the open position.
На фиг. 7 показан клапан с увеличенным дополнительным шаром в закрытом положении, на фиг. 8 – он же в открытом положении.In FIG. 7 shows the valve with an enlarged additional ball in the closed position, FIG. 8 - it is in the open position.
На фиг. 9 показан клапан с уменьшенным дополнительным шаром в закрытом положении, на фиг. 10 – он же в открытом положении.In FIG. 9 shows the valve with a reduced additional ball in the closed position, FIG. 10 - it is in the open position.
Клапан штангового насоса на фиг. 1 и 2 содержит корпус 1 с направляющими 2, внутри которого между седлом 3 и конической поверхностью 4 размещены основной 5 и дополнительный 6 шары. Коническая поверхность 4 с ограничителем 7 перемещения дополнительного шара 6 выполнены с каналами 8 для протекания жидкости. Снаружи с обоих концов корпуса 1 выполнена резьба для присоединения к плунжеру или цилиндру насоса.The rod pump valve in Fig. 1 and 2 contains a
На фиг. 3 и фиг. 4 дополнительный шар 6 упирается непосредственно в коническую поверхность 4, а для протекания жидкости она выполнена с продольными пазами 10.In FIG. 3 and FIG. 4
На фиг. 5 и фиг. 6 гравитационная система выполнена в виде кольцевого выступа 11 с продольными пазами 10.In FIG. 5 and FIG. 6, the gravity system is made in the form of an
На фиг. 7 и 8 дополнительный шар 6 выполнен большим диаметром, чем основной 5.In FIG. 7 and 8, the
На фиг. 9 и 10 дополнительный шар 6 выполнен меньшим диаметром, чем основной.In FIG. 9 and 10, the
Работает клапан, установленный в нижней части цилиндра насоса в качестве всасывающего, следующим образом. The valve installed at the bottom of the pump cylinder as a suction valve works as follows.
Перед началом движения штанг и плунжера насоса вверх из нижней мертвой точки всасывающий клапан находится в закрытом положении и основной шар 5 прижат к седлу 3 дополнительным шаром 6, скатывающимся с нижней части конической поверхности 4. По мере движения плунжера насоса в цилиндре давление становится ниже и перепад давления отжимает основной шар 5 от седла 3. Двигаясь, благодаря направляющим 2, по оси корпуса 1, основной шар 5 отодвигает дополнительный 6, который перемещается по нижней части конической поверхности 4 и поднимается по ней вверх до упора в ограничитель 7.Before the pump rods and plunger move upwards from the bottom dead center, the suction valve is in the closed position and the
Жидкость поступает через открытое седло 3, и движется по просветам между направляющими 2 вокруг шара 6 и каналы 8, поступает в цилиндр насоса.The liquid enters through the
При достижении плунжером верхней «мертвой точки» он останавливается и меняет направление движения на противоположное. В этот момент дополнительный шар 6, скатываясь вниз по нижней части конической поверхности 4, заталкивает основной шар 5 по направляющим 2 до упора в седло 3 и прижимает к нему, клапан закрыт до достижения плунжером нижней мертвой точки.When the plunger reaches the top "dead center", it stops and reverses the direction of movement. At this moment, the
Жидкость в это время из цилиндра насоса вытесняется через открытый нагнетательный клапан плунжера в надплунжерное пространство.The liquid at this time is displaced from the pump cylinder through the open discharge valve of the plunger into the space above the plunger.
При достижении плунжером нижней мертвой точки направление его движения меняется на противоположное и цикл повторяется.When the plunger reaches bottom dead center, the direction of its movement is reversed and the cycle repeats.
Работа клапана по фиг. 3 и 4 отличается лишь тем, что движение влево дополнительного шара 6 при открытии основного 5 ограничено непосредственно конической поверхностью 4, а протекание жидкости обеспечивают продольные пазы 10.The operation of the valve according to Fig. 3 and 4 differs only in that the movement to the left of the
При работе клапана на фиг. 5 и 6 дополнительный шар 6, свешиваясь с края выступа 11, прижимает основной шар 5 к седлу 3.When the valve in Fig. 5 and 6, the
А при открытии клапана основной шар 5 подталкивает дополнительный 6 выше, пытаясь перевалить его через выступ 11 и поднимая выше. Движение влево ограничено самим выступом 11 или как на фиг. 1 и 2 ограничителями 7, жидкость протекает по пазам 10.And when the valve is opened, the
На фиг. 7 и 8 продемонстрировано выполнение дополнительного шара 6 большим диаметром, чем у основного 5, а на фиг. 9 и 10, наоборот, меньшим.In FIG. 7 and 8 show the implementation of an
Таким образом видно, что предлагаемый клапан очень прост по конструкции, не меняя габаритов, может быть переделан из выпускаемого промышленностью, обыкновенного клапана для обычных насосов. Это позволяет его применение в любых насосах и более сложных установках для одновременно-раздельной добычи. Отсутствие сложных деталей со сложным законом перемещения делает его значительно более надежным. Thus, it can be seen that the proposed valve is very simple in design, without changing the dimensions, it can be converted from a commercially available ordinary valve for conventional pumps. This allows its use in any pumps and more complex installations for simultaneous-separate production. The absence of complex parts with a complex law of displacement makes it much more reliable.
Благодаря небольшим поперечным габаритам, практически, как у обычных, клапаны могут быть использованы и как всасывающие и как нагнетательные, а также оба в одном насосе.Due to the small transverse dimensions, almost like conventional valves, the valves can be used both as suction and delivery valves, as well as both in one pump.
Выполнение дополнительного шара 6 большим диаметром увеличивает силы его воздействия на основной 5 и обеспечивает более чёткую и надежную работу.The implementation of the
Выполнение шара 6 меньшим диаметром обеспечивает лучшее протекание жидкостью при высокой вязкости продукции, увеличивает амплитуду его поперечных вертикальных перемещений.The execution of the
Изготовление дополнительного шара из материала большей плотности, чем у основного увеличивает силы его воздействия, повышая надёжность работы клапана. Making an additional ball from a material of greater density than the main one increases the force of its impact, increasing the reliability of the valve.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021117800A RU2764943C1 (en) | 2021-06-18 | 2021-06-18 | Sucker-rod pump valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021117800A RU2764943C1 (en) | 2021-06-18 | 2021-06-18 | Sucker-rod pump valve |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2764943C1 true RU2764943C1 (en) | 2022-01-24 |
Family
ID=80445401
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021117800A RU2764943C1 (en) | 2021-06-18 | 2021-06-18 | Sucker-rod pump valve |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2764943C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2328864A1 (en) * | 1975-10-09 | 1977-05-20 | Milton Roy Dosapro | Valve for reciprocating metering pumps - has double valve using two sizes of ball in conical duct |
DE4421564A1 (en) * | 1994-06-20 | 1995-07-06 | Daimler Benz Ag | Pressure valve between pump chamber and discharge |
RU2317461C1 (en) * | 2006-05-29 | 2008-02-20 | Григорий Григорьевич Халаев | Check valve |
RU2616145C1 (en) * | 2016-04-01 | 2017-04-12 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" | Self-aligning valve of bottom hole pump |
RU2623345C1 (en) * | 2016-08-15 | 2017-06-23 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" | Rod well pump for horizontal wells |
RU2667302C1 (en) * | 2018-01-22 | 2018-09-18 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Sucker rod pump valve (options) |
-
2021
- 2021-06-18 RU RU2021117800A patent/RU2764943C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2328864A1 (en) * | 1975-10-09 | 1977-05-20 | Milton Roy Dosapro | Valve for reciprocating metering pumps - has double valve using two sizes of ball in conical duct |
DE4421564A1 (en) * | 1994-06-20 | 1995-07-06 | Daimler Benz Ag | Pressure valve between pump chamber and discharge |
RU2317461C1 (en) * | 2006-05-29 | 2008-02-20 | Григорий Григорьевич Халаев | Check valve |
RU2616145C1 (en) * | 2016-04-01 | 2017-04-12 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" | Self-aligning valve of bottom hole pump |
RU2623345C1 (en) * | 2016-08-15 | 2017-06-23 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" | Rod well pump for horizontal wells |
RU2667302C1 (en) * | 2018-01-22 | 2018-09-18 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Sucker rod pump valve (options) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3861471A (en) | Oil well pump having gas lock prevention means and method of use thereof | |
US6685451B1 (en) | Valve assembly for sucker rod operated subsurface pumps | |
US10890178B2 (en) | Mechanically actuated traveling valve | |
US9518457B2 (en) | Downhole tool for opening a travelling valve assembly of a reciprocating downhole pump | |
US5314025A (en) | Fluid pumping apparatus and method of pumping fluid | |
RU2669058C1 (en) | Oil well pump | |
RU2764943C1 (en) | Sucker-rod pump valve | |
RU2667302C1 (en) | Sucker rod pump valve (options) | |
US9784254B2 (en) | Tubing inserted balance pump with internal fluid passageway | |
RU2674843C1 (en) | Pump | |
CN205744379U (en) | A kind of multifunctional oil-well pump | |
RU2677772C1 (en) | Oil well pump | |
CA3048987C (en) | Mechanically actuated traveling plug valve | |
JPH0427391B2 (en) | ||
US4740141A (en) | Plunger with composite retention valve | |
RU168008U1 (en) | REVERSE VALVE DEPTH BAR PUMP | |
US4632647A (en) | Side entry down hole pump for oil wells | |
RU185543U1 (en) | SELF-INSTALLING MAGNETIC VALVE OF THE BARBED DEEP PUMP | |
CN107503934B (en) | A kind of strong opening and closing plunger of rod pumping pump | |
RU92487U1 (en) | HOSE PUMP FOR HIGH VISCOUS OIL PRODUCTION | |
CN111852844A (en) | Flexible metal oil well pump device in horizontal well and resetting device of fixed valve ball | |
RU2779860C1 (en) | Downhole rod pump | |
RU2293216C1 (en) | Sucker-rod pumping unit with two-cylinder pump | |
CA2864569A1 (en) | Mechanically actuated traveling valve | |
RU2708764C1 (en) | Bottom-hole sucker-rod pump |