RU2793498C1 - Disc valve - Google Patents
Disc valve Download PDFInfo
- Publication number
- RU2793498C1 RU2793498C1 RU2022123671A RU2022123671A RU2793498C1 RU 2793498 C1 RU2793498 C1 RU 2793498C1 RU 2022123671 A RU2022123671 A RU 2022123671A RU 2022123671 A RU2022123671 A RU 2022123671A RU 2793498 C1 RU2793498 C1 RU 2793498C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- seat
- valve
- plate
- poppet
- sealing surface
- Prior art date
Links
Images
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 буровым, нефтепромысловым и скважинным штанговым насосам, и может быть использовано в нефтегазовой промышленности.The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to valve devices, especially for pumps for pumping highly viscous liquids containing mechanical impurities and gas, including drilling, oilfield and borehole rod pumps, and can be used in the oil and gas industry.
Известен тарельчатый клапан бурового насоса, содержащий установленные в корпусе насоса седло с конической уплотняющей поверхностью, тарелку с уплотнительным кольцом, подпружиненную относительно корпуса к седлу, седло в нижней части снабжено кронштейном с центральным сквозным отверстием, а тарелка -выполненным ответно отверстию направляющим стержнем (см. патент РФ №2223435, МПК F16K 15/02, опубл. 10.02.2004, бюл. №4).Known poppet valve mud pump, containing installed in the pump housing seat with a conical sealing surface, a plate with a sealing ring, spring-loaded relative to the housing to the seat, the seat in the lower part is equipped with a bracket with a central through hole, and the plate is made in response to the hole guide rod (see Fig. patent of the Russian Federation No. 2223435, IPC F16K 15/02, published on February 10, 2004, Bull. No. 4).
Недостатками клапана является недостаточная пропускная способность вследствие сужения прохода седла направляющей тарелки, а также недостаточный ресурс клапана вследствие интенсивного износа конической уплотняемой поверхности седла и тарелки при перекачивании абразивосоджержащих жидкостей и при незначительном нарушении соосности тарелки и седла.The disadvantages of the valve are insufficient throughput due to the narrowing of the passage of the guide plate seat, as well as insufficient valve life due to intense wear of the conical sealing surface of the seat and plate when pumping abrasive-containing liquids and with a slight misalignment of the plate and seat.
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 sucker rod pump (Catalogue "borehole rod pumps for oil production" TsINTIKHimneftemash, M. 1988, p. 22), containing a saddle, a shut-off body made in the form of a ball, a lift limiter of the shut-off body.
Недостатками известного клапана являются значительное запаздывание закрытия клапана, особенно при подъеме вязкой нефти, вследствие ограниченности веса шарика.The disadvantages of the known valve are a significant delay in closing the valve, especially when lifting viscous oil, due to the limited weight of the ball.
Известен тарельчатый клапан скважинного штангового насоса, содержащий установленные в корпусе седло и тарелку, установленные с возможностью взаимодействия по конической опорно-уплотнительной поверхности, в верхней части корпуса выполнены сквозные центральное и периферийные отверстия, а тарелка снабжена верхним направляющим стержнем, ответно выполненным центральному отверстию, при этом тарелка подпружинена к седлу относительно корпуса (см. Долов Т.М. Исследование работы клапанных узлов скважинных штанговых насосных установок. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. М.: РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2017, л. 19-20, рис. 1.6).A poppet valve of a borehole rod pump is known, containing a seat and a poppet installed in the housing, installed with the possibility of interaction along a conical support-sealing surface, through the central and peripheral holes are made in the upper part of the housing, and the poppet is equipped with an upper guide rod that responds to the central hole, with In this case, the plate is spring-loaded to the seat relative to the body (see T.M. Dolov. Study of the operation of valve assemblies of downhole sucker-rod pumping units. Thesis for the degree of Ph.D. M.: I.M. Gubkin Russian State University of Oil and Gas, 2017, l. 19-20, Fig. 1.6).
Оснащение тарелки пружиной обеспечивает снижение закрытия клапана.Equipping the poppet with a spring provides a reduction in valve closure.
Недостатками известного устройства являются недостаточный ресурс клапана вследствие интенсивного износа конической уплотняемой поверхности седла и тарелки при перекачивании абразивосодержащих жидкостей, а также нарушение герметичности клапана при потере соосности тарелки и седла, например, при подъеме нефти с наклонных скважин. Независимо от глубины сквозного центрального направляющего отверстия, верхний направляющий стержень тарелки устанавливается с гарантированным зазором. При наклоне насоса и клапана относительно вертикали соосность тарелки и седла нарушается.The disadvantages of the known device are insufficient valve life due to intensive wear of the conical sealing surface of the seat and plate when pumping abrasive-containing liquids, as well as violation of the tightness of the valve when the plate and seat are misaligned, for example, when lifting oil from inclined wells. Regardless of the depth of the through center guide hole, the top guide rod of the cymbal is installed with guaranteed clearance. When the pump and valve are tilted relative to the vertical, the alignment of the plate and seat is disturbed.
Известен тарельчатый клапан, содержащий установленные в корпусе седло и тарелку с конической опорно-уплотняющей поверхностью, корпус и тарелка снабжены ответно выполненными центральным сквозным отверстием и стержнем, при этом тарелка подпружинена к седлу относительно корпуса (см. кн: Валитов М.З. Расчет и проектирование буровых и нефтепромысловых насосов. Монография. Волгоград, ВолгГТУ, 2003, с. 111, рис. 3.12), который принят за прототип.A poppet valve is known, containing a seat and a poppet installed in the housing with a conical support-sealing surface, the housing and poppet are provided with a reciprocal central through hole and rod, while the poppet is spring-loaded to the seat relative to the housing (see book: Valitov M.Z. Calculation and design of drilling and oilfield pumps, Monograph, Volgograd, VolgGTU, 2003, p. 111, Fig. 3.12), which is taken as a prototype.
Отсутствие направляющей тарелки в проходе седла повышает пропускную способность клапана.The absence of a guide plate in the seat passage increases the capacity of the valve.
Недостатками известного устройства являются недостаточный ресурс клапана вследствие интенсивного износа конической уплотняемой поверхности седла и тарелки при перекачивании абразивосодержащих жидкостей, а также нарушение герметичности клапана при потере соосности тарелки и седла. При отклонении клапана от вертикали может нарушатся соосность тарелки и седла.The disadvantages of the known device are insufficient valve life due to intense wear of the conical sealing surface of the seat and plate when pumping abrasive-containing liquids, as well as violation of the tightness of the valve in case of misalignment of the plate and seat. If the valve deviates from the vertical, the alignment of the plate and seat may be violated.
Целью предлагаемого технического решения являются повышение ресурса и герметичности клапана.The purpose of the proposed technical solution is to increase the life and tightness of the valve.
Указанная цель достигается тем, что в тарельчатом клапане, содержащем установленные в корпусе седло и тарелку с верхним направляющим стержнем, взаимодействующие по опорно-уплотнительным поверхностям седла и тарелки, клапан в верхней части снабжен диском со сквозными центральным и периферийными отверстиями, а тарелка подпружинена относительно диска к седлу, согласно техническому решению, опорно-уплотнительная поверхность тарелки выполнена сферической, радиус которой равен расстоянию от середины оси центрального отверстия до опорно-уплотнительной поверхности седла.This goal is achieved by the fact that in a poppet valve containing a seat and a poppet with an upper guide rod installed in the body, interacting along the support and sealing surfaces of the seat and poppet, the valve in the upper part is equipped with a disk with through central and peripheral holes, and the poppet is spring-loaded relative to the disk to the seat, according to the technical solution, the support-sealing surface of the plate is made spherical, the radius of which is equal to the distance from the middle of the axis of the central hole to the support-seal surface of the seat.
Клапан снабжен направляющим узлом, включающим диск, жестко соединенным с седлом посредством, как минимум, тремя стержнями.The valve is equipped with a guide assembly, including a disk, rigidly connected to the seat by means of at least three rods.
Стержни в нижней части жестко соединены с разрезным пружинным кольцом, а в верхней части седла ответно пружинному кольцу выполнена кольцевая канавка.The rods in the lower part are rigidly connected to the split spring ring, and in the upper part of the seat, an annular groove is made in response to the spring ring.
Конструкция предлагаемого устройства поясняется чертежом.The design of the proposed device is illustrated by the drawing.
На фиг.1 представлен общий вид тарельчатого клапана поршневого насоса;Figure 1 shows a General view of the poppet valve piston pump;
На фиг.2 - вид сверху на фиг.1;Figure 2 is a top view of figure 1;
На фиг.3 - разрез А-А на фиг.1;Figure 3 - section A-A in figure 1;
На фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.1;Figure 4 - section B-B in figure 1;
На фиг.5 - тарельчатый клапан скважинного штангового насоса;Figure 5 - poppet valve downhole rod pump;
На фиг.6 - разрез В-В на фиг.5;Figure 6 - section B-B in figure 5;
На фиг.7 - разрез Г-Г на фиг.5;In Fig.7 - section GG in Fig.5;
На фиг.8 - вариант исполнения тарельчатого клапана со сферической опорно-уплотнительной поверхностью седла.Figure 8 - embodiment of the poppet valve with a spherical sealing surface of the seat.
Тарельчатый клапан поршневого насоса (Фиг. 1-4) содержит установленный в корпусе 1 насоса (на фиг. не показан) клапан 2 в сборе, включающий седло 3, тарелку 4, например, со сферической опорно-уплотнительной поверхностью 5 и верхним направляющим стержнем 6. Седло 3 снабжено, например, съемным направляющим узлом 7, включающим верхний диск 8 со сквозными центральным 9 и периферийными 10 отверстиями. Центральное отверстие 9 выполнено ответно стержню 6. Узел 7 в нижней части снабжен разрезным пружинным кольцом 11, ответно выполненным кольцевой канавке 12 в верхней части седла 3. Верхний диск 8 и нижнее пружинное кольцо 11 соединены между собой, например, как минимум, тремя стержнями 13, расположенными на равном угловом расстоянии друг от друга.The poppet valve of the piston pump (Fig. 1-4) contains a
Тарелка 4 пружиной 14 подпружинена относительно диска 8. Нижняя часть 15 верхнего диска 8 в центральной части может быть цилиндрической, ответно внутреннему диаметру пружины 14.The
Центром сферической опорно-уплотнительной поверхности 5 радиусом «R» является середина центрального сквозного отверстия 9 длиной «L», выполняющего функцию направляющей тарелки 4.The center of the spherical support-sealing
Тарельчатый клапан штангового насоса (Фиг. 5-7) содержит установленные в корпусе 16 клапана седло 3, тарелку 4, например, со сферической опорно-уплотнительной поверхностью 5 и верхним направляющим стержнем 6. Седло 3 фиксировано переводником 17.The poppet valve of a rod pump (Fig. 5-7) contains a
В верхней части корпус 16 клапана снабжен диском 18, в котором выполнены сквозные центральное 9 и периферийные 10 отверстия. Центральное отверстие 9 выполнено ответно направляющему стержню 6. Тарелка 4 пружиной 14 подпружинена к седлу 3.In the upper part of the
Центр сферической опорной-уплотнительной поверхности 5 тарелки радиусом «R» совпадает с серединой центрального отверстия 9 длиной «L», являющегося направляющей тарелки 4.The center of the spherical support-sealing
Опорно-уплотнительная поверхность 19 (фиг.8) седла 3 клапана может быть выполнена сферической, при этом центр сферической поверхности 19 находится в середине центрального отверстия 9.The support-sealing surface 19 (Fig.8) of the
Тарелка 4 может быть снабжена уплотнительным кольцом 20, имеющего возможность взаимодействия с упорно-уплотнительной поверхностью 19.The
Тарельчатый клапан, например, поршневого насоса работает следующим образом.Poppet valve, for example, piston pump works as follows.
При повышении давления под тарелкой 4 (фиг.1-4) последняя поднимается, преодолевая усилие пружины 14 и вес тарелки 4. Жидкость из- под тарелки 4 перетекает на верхнюю часть тарелки 4.With increasing pressure under the plate 4 (Fig.1-4), the latter rises, overcoming the force of the
При снижении расхода жидкости через клапан снижается и перепад давления в щели (на фиг. не показана) также снижается. Под действием усилия пружины 14 и веса тарелки 4, последняя опускается на седло 3. При возможном отклонении тарелки 4 от оси сквозного центрального отверстия 9, тарелка 4 точно и с высокой герметичностью сажается на седло 3, т.к. центр поворота тарелки 4 совпадает с центром опорно-уплотнительной сферической поверхности 5 тарелки 4.When the fluid flow through the valve decreases, the pressure drop across the slot (not shown in Fig.) also decreases. Under the action of the force of the
При перекачивании насоса жидкости, содержащей механические примеси и абразивы, они при посадке тарелки 4 на седло 3 не попадают на поверхность контакта, представляющую узкую полосу.When the pump is pumping a liquid containing mechanical impurities and abrasives, when the
Работа тарельчатого клапана (фиг.5-7) штангового наоса аналогична работе предыдущего клапана.The operation of the poppet valve (FIGS. 5-7) of the rod pump is similar to that of the previous valve.
При повышении давлении под клапаном тарелка 4 поднимается вверх, преодолевая вес тарелки 4 и усилие пружины 14. Жидкость из-под клапана через образованную щель (на фиг. не показана) между седлом 3 и тарелкой 4 поднимается вверх. При снижении расхода жидкости через клапан понижается также перепад давления в щели. При этом тарелка 4 начинает опускаться на седло 3. При установке насоса в наклонных скважинах (на фиг.не показана) тарелка наклоняется от оси центрального отверстия 9 на величину, зависящую от величины радиального зазора между отверстием 9 и направляющим стержнем 6. Так как центр поворота тарелки 4 совпадает с центром сферической опорно-уплотнительной поверхности 5 тарелки 4, тарелка 4 точно с высокой герметичностью опускается на седло 3.When the pressure under the valve increases, the
При подъеме штанговым насосом абразивосодержащей пластовой среды исключается попадание абразивных частиц на поверхность контакта тарелки с седлом.When lifting an abrasive-containing formation medium by a rod pump, the ingress of abrasive particles on the contact surface of the disc with the seat is excluded.
Работа клапана на фиг.8 аналогична клапану на фиг.1-4. Оснащение тарелки 4 уплотнительным кольцом 20 позволяет снизить трудоемкость изготовления и затраты на обслуживание.The operation of the valve in Fig.8 is similar to the valve in Fig.1-4. Equipping the
Таким образом, выполнение направляющей клапана выше тарелки, опорно-уплотнительную поверхность 5 тарелки 4 сферической с центром в средней части центрального отверстия, позволяют точную посадку опорно-уплотнительной поверхности на седло при отклонении оси тарелки от оси центрального отверстия, исключается попадание абразивных примесей между уплотнительными поверхностями тарелки и седла.Thus, the implementation of the valve guide above the plate, the bearing and sealing
Claims (3)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2793498C1 true RU2793498C1 (en) | 2023-04-04 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3995658A (en) * | 1974-06-12 | 1976-12-07 | Societe Des Clapets T.J., Socla | Non-return valve |
RU2056563C1 (en) * | 1993-03-10 | 1996-03-20 | Николай Гаврилович Огнев | Self-acting poppet valve |
RU2064089C1 (en) * | 1993-12-27 | 1996-07-20 | Михаил Антонович Колб | Poppet valve |
US6227240B1 (en) * | 1999-10-13 | 2001-05-08 | National-Oilwell L.P. | Unitized spherical profile check valve with replaceable sealing element |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3995658A (en) * | 1974-06-12 | 1976-12-07 | Societe Des Clapets T.J., Socla | Non-return valve |
RU2056563C1 (en) * | 1993-03-10 | 1996-03-20 | Николай Гаврилович Огнев | Self-acting poppet valve |
RU2064089C1 (en) * | 1993-12-27 | 1996-07-20 | Михаил Антонович Колб | Poppet valve |
US6227240B1 (en) * | 1999-10-13 | 2001-05-08 | National-Oilwell L.P. | Unitized spherical profile check valve with replaceable sealing element |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Валитов М.З. Расчет и проектирование буровых и нефтепромысловых насосов. Монография. Волгоград, ВолгГТУ, 2003, с. 111, рис. 3.12. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20240117806A1 (en) | Fluid routing plug | |
EP3464900B1 (en) | Double acting positive displacement fluid pump | |
US10174752B2 (en) | Anti-gas lock valve for a reciprocating downhole pump | |
US9739275B2 (en) | Self-cleaning disc valve for piston pump | |
US11384856B2 (en) | Spherical pump valve | |
RU2793498C1 (en) | Disc valve | |
US4557668A (en) | Down hole pump having a gas release valve | |
RU2674843C1 (en) | Pump | |
RU2730771C1 (en) | Double-acting sucker-rod pump | |
RU2317461C1 (en) | Check valve | |
RU2779860C1 (en) | Downhole rod pump | |
US4629402A (en) | Valve assembly | |
RU2797332C1 (en) | Suction valve of rod pump | |
RU185543U1 (en) | SELF-INSTALLING MAGNETIC VALVE OF THE BARBED DEEP PUMP | |
RU2692588C1 (en) | Pump | |
US11454234B2 (en) | Mechanically actuated travelling plug valve | |
RU2677772C1 (en) | Oil well pump | |
RU2783311C1 (en) | Rod pump valve assembly | |
CN221120271U (en) | Reciprocating pump and oil extraction device | |
RU2812544C1 (en) | Spool valve | |
RU2180709C1 (en) | Piston pump valve | |
RU2263228C1 (en) | Suction valve of submersible pump | |
RU216833U1 (en) | Self-adjusting rod pump valve | |
RU92929U1 (en) | DEEP DEPTH PUMP VALVE VALVE | |
RU2706415C1 (en) | Device for exploitation well |