RU2812544C1 - Spool valve - Google Patents
Spool valve Download PDFInfo
- Publication number
- RU2812544C1 RU2812544C1 RU2023123300A RU2023123300A RU2812544C1 RU 2812544 C1 RU2812544 C1 RU 2812544C1 RU 2023123300 A RU2023123300 A RU 2023123300A RU 2023123300 A RU2023123300 A RU 2023123300A RU 2812544 C1 RU2812544 C1 RU 2812544C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shut
- seat
- spool
- resistant
- rings
- Prior art date
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract description 4
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли и может быть использовано в составе глубинно- насосного оборудования для добычи нефти, а также в других отраслях машиностроения.The invention relates to the oil production industry and can be used as part of downhole pumping equipment for oil production, as well as in other branches of mechanical engineering.
Известен клапан штангового глубинного насоса (патент RU №2202711, МПК F04B 53/10, F04B 47/00, опубл. 20.04.2003г., Бюл. №11) содержащий корпус с установленным в нем седлом, взаимодействующую с седлом тарель со штоком, проходящим через направляющую, выполненную в перегородке корпуса с периферийными отверстиями для прохода жидкости, и пружину сжатия, поджимающую тарель в сторону седла, причем между перегородкой и пружиной установлен подвижный груз.A well-known valve for a sucker-rod deep-well pump (patent RU No. 2202711, IPC F04B 53/10, F04B 47/00, published April 20, 2003, Bulletin No. 11) contains a housing with a seat installed in it, a plate interacting with the seat with a rod passing through a guide made in the body partition with peripheral holes for the passage of liquid, and a compression spring that presses the plate towards the seat, and a movable load is installed between the partition and the spring.
Недостатками такого клапана являются наличие в конструкции пружинного элемента, что в условиях агрессивных сред снижает надёжность, большие гидравлические сопротивления из-за малых проходных сечений.The disadvantages of such a valve are the presence of a spring element in the design, which reduces reliability in aggressive environments, and high hydraulic resistance due to small flow sections.
Известен также клапан погружного насоса (патент RU №2247865, МПК F04B 53/10, F16K 15/02, опубл. 10.03.2005, бюл. №7), содержащий корпус, в котором размещен запорный орган со штоком и выполнено седло, причем запорный орган выполнен в виде плунжера с возможностью образования запорной пары с внутренней поверхностью седла, при этом седло выполнено из набора подвижных в радиальном направлении и уплотненных эластомерными кольцами, посадочные поверхности которых смещены эксцентрично относительно друг друга и подпружинены в осевом направлении, причем запорный орган нагружен пружиной и снабжен расположенным на его штоке гидротормозом.The valve of a submersible pump is also known (patent RU No. 2247865, IPC F04B 53/10, F16K 15/02, publ. 03/10/2005, Bulletin No. 7), containing a housing in which a shut-off element with a rod is located and a seat is made, and a shut-off the body is made in the form of a plunger with the possibility of forming a locking pair with the inner surface of the seat, while the seat is made of a set of movable in the radial direction and sealed with elastomeric rings, the seating surfaces of which are offset eccentrically relative to each other and spring-loaded in the axial direction, and the locking body is loaded with a spring and equipped with a hydraulic brake located on its rod.
Недостатками данного клапана являются:The disadvantages of this valve are:
- невысокая эксплуатационная надежность;- low operational reliability;
- значительные гидравлические сопротивления из-за малых проходных сечений;- significant hydraulic resistance due to small flow sections;
- низкая работоспособность устройства, связанная с наличием в конструкции пружины, которая не выдерживает нагрузок и перепадов давления в процессе перекачки жидкости, что может привести к заклиниванию и потере работоспособности устройства.- low performance of the device due to the presence of a spring in the design that cannot withstand loads and pressure drops during liquid pumping, which can lead to jamming and loss of functionality of the device.
Наиболее близким аналогом является клапан золотниковый (патент RU № 69186, МПК F16K 15/02, опубл. 10.12.2007г., Бюл. №34), содержащий корпус, в котором размещен запорный орган со штоком и выполнено седло, причем запорный орган выполнен в виде золотника, образующего запорную пару с внутренней поверхностью седла за счет набора подвижных в осевом и радиальном направлении уплотнительных колец, уплотненных эластичными кольцами с круглым поперечным сечением, эксцентрично попарно смещенных относительно друг друга на угол 360°/n, где n - число пар колец, причем эластичные кольца размещены на золотнике в выполненных на его поверхности кольцевых пазах, глубина которых меньше на 0,3-0,5 диаметра поперечного сечения эластичного кольца, при этом золотник выполнен с кольцевым буртом и опорным уступом, уплотнительные кольца размещены на золотнике между последними, а расстояние вдоль оси золотника между кольцевым буртом и опорным уступом превышает суммарную высоту уплотнительных колец в 1,01- 1,02 раза.The closest analogue is a spool valve (patent RU No. 69186, IPC F16K 15/02, published on December 10, 2007, Bulletin No. 34), containing a body in which a shut-off element with a rod is located and a seat is made, and the shut-off element is made in in the form of a spool forming a shut-off pair with the inner surface of the seat due to a set of sealing rings movable in the axial and radial directions, sealed with elastic rings with a circular cross-section, eccentrically offset in pairs relative to each other at an angle of 360°/n, where n is the number of pairs of rings, wherein the elastic rings are placed on the spool in annular grooves made on its surface, the depth of which is 0.3-0.5 less than the cross-sectional diameter of the elastic ring, while the spool is made with an annular collar and a support ledge, sealing rings are placed on the spool between the latter, and the distance along the spool axis between the annular collar and the support ledge exceeds the total height of the sealing rings by 1.01-1.02 times.
Недостатками такого клапана являются низкая эксплуатационная надежность, связанная с относительно небольшими проходными сечениями, вызывающие значительные гидравлические сопротивления, а также то, что центрирование запорного органа осуществляется посредством штока.The disadvantages of such a valve are low operational reliability associated with relatively small flow sections, causing significant hydraulic resistance, and also the fact that the shut-off element is centered by means of a rod.
Техническим результатом изобретения является повышение эксплуатационной надежности клапана за счет обеспечения более надежного центрирования запорного органа, повышения эффективности работы клапана, за счёт увеличения проходных сечений, уменьшающих гидравлические сопротивления.The technical result of the invention is to increase the operational reliability of the valve by ensuring more reliable centering of the shut-off element, increasing the efficiency of the valve, by increasing the flow sections, reducing hydraulic resistance.
Технический результат достигается клапаном золотниковым, содержащим корпус, в котором размещён запорный орган и выполнено цилиндрическое седло, причём запорный орган выполнен в виде золотника, образующего запорную пару с внутренней поверхностью цилиндрического седла за счёт набора подвижных в осевом и радиальном направлении уплотнительных колец, уплотнённых эластичными кольцами с круглым поперечным сечением, эксцентрично попарно смещённых относительно друг друга на угол 360°/ n, где n - число пар колец, при этом эластичные кольца размещены на золотнике в выполненных на его поверхности кольцевых пазах, глубина которых меньше на 0,3- 0,5 диаметра поперечного сечения эластичного кольца.The technical result is achieved by a spool valve containing a housing in which a shut-off element is placed and a cylindrical seat is made, and the shut-off element is made in the form of a spool that forms a shut-off pair with the inner surface of the cylindrical seat due to a set of sealing rings movable in the axial and radial directions, sealed with elastic rings with a round cross-section, eccentrically shifted in pairs relative to each other at an angle of 360°/ n, where n is the number of pairs of rings, while the elastic rings are placed on the spool in annular grooves made on its surface, the depth of which is 0.3-0 less, 5 cross-sectional diameter of the elastic ring.
Новым является то, что запорный орган снизу оснащён центратором проходным, а нижняя часть центратора проходного выполнена в виде кольцевого упора, внешний диаметр которого больше внутреннего диаметра цилиндрического седла, помимо этого выше седла установлено дополнительное металлическое износостойкое седло, а в верхней части запорного органа закреплено коническое опорное металлическое износостойкое кольцо, герметично взаимодействующее с дополнительным металлическим износостойким седлом, в нижнем положении запорного органа, при этом коническое опорное металлическое износостойкое кольцо большим основанием обращёно к устью скважины. What is new is that the shut-off body at the bottom is equipped with a pass-through centralizer, and the lower part of the pass-through centralizer is made in the form of an annular stop, the outer diameter of which is larger than the inner diameter of the cylindrical seat, in addition, an additional wear-resistant metal seat is installed above the seat, and a conical one is fixed in the upper part of the shut-off body a supporting metal wear-resistant ring, hermetically interacting with an additional metal wear-resistant seat, in the lower position of the shut-off member, while the conical supporting metal wear-resistant ring with its large base faces the wellhead.
На фиг. 1 изображён продольный разрез клапана золотникового в положении закрыто, на фиг. 2 в положении - открыто и на фиг. 3 сечение А-А (см. фиг. 2).In fig. 1 shows a longitudinal section of a spool valve in the closed position; Fig. 2 in the open position and in FIG. 3 section A-A (see Fig. 2).
Клапан золотниковый содержит корпус 1, в котором размещён запорный орган 2, выполненый в виде золотника, состоящий из тарели 3, оправки 4 с канавками 5, комплекта металлических уплотнительных колец 6, эластомерных колец 7, центратор проходной 8, который содержит продольные элементы 9, концы которых заканчиваются кольцевым упором 10.The spool valve contains a housing 1, which houses a shut-off element 2, made in the form of a spool, consisting of a plate 3, a mandrel 4 with grooves 5, a set of metal sealing rings 6, elastomeric rings 7, a straight-through centralizer 8, which contains longitudinal elements 9, ends which end with an annular stop 10.
Запорный орган 2 образует запорную пару с внутренней поверхностью цилиндрического седла 11 за счёт набора подвижных в осевом и радиальном направлении уплотнительных колец, уплотнённых эластичными кольцами с круглым поперечным сечением, эксцентрично попарно смещённых относительно друг друга на угол 360°/ n, где n- число пар колец, при этом эластичные кольца размещены на золотнике в выполненных на его поверхности кольцевых пазах, глубина которых меньше на 0,3- 0,5 диаметра поперечного сечения эластичного кольца.The locking body 2 forms a locking pair with the inner surface of the cylindrical seat 11 due to a set of sealing rings movable in the axial and radial direction, sealed with elastic rings with a circular cross-section, eccentrically shifted in pairs relative to each other at an angle of 360°/ n, where n is the number of pairs rings, while the elastic rings are placed on the spool in annular grooves made on its surface, the depth of which is 0.3-0.5 less than the cross-sectional diameter of the elastic ring.
Запорный орган 2 снизу оснащён центратором проходным 8, а нижняя часть центратора проходного 8 выполнена в виде кольцевого упора 10, внешний диаметр которого больше внутреннего диаметра седла (на фиг. 1-2 не обозначено).The locking body 2 at the bottom is equipped with a pass-through centralizer 8, and the lower part of the pass-through centralizer 8 is made in the form of an annular stop 10, the outer diameter of which is larger than the inner diameter of the seat (not indicated in Fig. 1-2).
Помимо этого выше седла установлено дополнительное металлическое износостойкое седло 11, а в верхней части запорного органа 2, между тарелью 3 и оправкой 4, закреплено коническое опорное металлическое износостойкое кольцо 12, герметично взаимодействующее с дополнительным металлическим износостойким седлом 11, в нижнем положении запорного органа 2, при этом коническое опорное металлическое износостойкое кольцо 12 большим основанием обращёно к устью скважины (на фиг. 1-2 не обозначено).In addition, an additional metal wear-resistant seat 11 is installed above the saddle, and in the upper part of the shut-off body 2, between the plate 3 and the mandrel 4, a conical support metal wear-resistant ring 12 is fixed, hermetically interacting with the additional metal wear-resistant seat 11, in the lower position of the shut-off body 2, in this case, the conical support metal wear-resistant ring 12 with its large base faces the wellhead (not indicated in Fig. 1-2).
Работает золотниковый клапан следующим образом.The spool valve works as follows.
С началом движения клапана вверх, сборка запорного органа 2, под действием давления надклапанной жидкости, опускается вниз, при этом комплект уплотнительных колец 6, уплотнённых эластичными кольцами 7, перекрывают цилиндрическое седло в корпусе 1, а в конце хода вниз, опорное износостойкое кольцо 14 герметично взаимодействуя с седлом износостойким 13, окончательно герметизирует клапанный узел. As the valve begins to move upward, the assembly of the shut-off member 2, under the influence of the pressure of the fluid above the valve, goes down, while a set of sealing rings 6, sealed with elastic rings 7, overlap the cylindrical seat in the body 1, and at the end of the downward stroke, the support wear-resistant ring 14 is sealed interacting with the wear-resistant seat 13, it finally seals the valve assembly.
При движении клапана вверх, сборка запорного органа 2 перемещается вверх, при этом упор кольцевой 12 ограничивает движение вверх, внутренним торцом корпуса 1, с этого момента, подклапанная жидкость перетекает в надклапанную полость.When the valve moves upward, the assembly of the shutoff member 2 moves upward, while the annular stop 12 limits the upward movement by the inner end of the body 1, from this moment, the subvalvular fluid flows into the supravalvular cavity.
После чего циклы повторяются.After which the cycles are repeated.
Таким образом, предлагаемое изобретение повышает эксплуатационную надежность золотникового клапана за счет обеспечения более надежного центрирования запорного органа, повышения эффективности работы золотникового клапана за счёт увеличения проходных сечений, уменьшающих гидравлические сопротивления. А также повысит эффективность работы штанговых насосных установок при эксплуатации наклонных и горизонтальных скважин.Thus, the proposed invention increases the operational reliability of the spool valve by ensuring more reliable centering of the shut-off element, increasing the efficiency of the spool valve by increasing the flow sections, which reduce hydraulic resistance. It will also increase the efficiency of sucker rod pumping units when operating inclined and horizontal wells.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2812544C1 true RU2812544C1 (en) | 2024-01-30 |
Family
ID=
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2296885C1 (en) * | 2005-11-11 | 2007-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Лифт Ойл" | Valve for submersible pump |
| RU69186U1 (en) * | 2007-08-30 | 2007-12-10 | Анатолий Константинович Пономарев | VALVE VALVE |
| CN201359165Y (en) * | 2009-03-12 | 2009-12-09 | 楼杰 | Quick-coupling valve spool |
| RU111229U1 (en) * | 2011-06-20 | 2011-12-10 | Евгений Васильевич Рыжов | VALVE VALVE |
| CN202768953U (en) * | 2012-08-07 | 2013-03-06 | 宁波亚德客自动化工业有限公司 | One-way valve spool structure |
| CN109057748A (en) * | 2018-08-03 | 2018-12-21 | 克拉玛依市华隆油田技术服务有限责任公司 | Oil field multiple-way valve double containment spool |
| RU211948U1 (en) * | 2022-04-29 | 2022-06-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | SPOOL VALVE |
| JP2022101905A (en) * | 2020-12-25 | 2022-07-07 | 株式会社豊田自動織機 | Check valve |
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2296885C1 (en) * | 2005-11-11 | 2007-04-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Лифт Ойл" | Valve for submersible pump |
| RU69186U1 (en) * | 2007-08-30 | 2007-12-10 | Анатолий Константинович Пономарев | VALVE VALVE |
| CN201359165Y (en) * | 2009-03-12 | 2009-12-09 | 楼杰 | Quick-coupling valve spool |
| RU111229U1 (en) * | 2011-06-20 | 2011-12-10 | Евгений Васильевич Рыжов | VALVE VALVE |
| CN202768953U (en) * | 2012-08-07 | 2013-03-06 | 宁波亚德客自动化工业有限公司 | One-way valve spool structure |
| CN109057748A (en) * | 2018-08-03 | 2018-12-21 | 克拉玛依市华隆油田技术服务有限责任公司 | Oil field multiple-way valve double containment spool |
| JP2022101905A (en) * | 2020-12-25 | 2022-07-07 | 株式会社豊田自動織機 | Check valve |
| RU211948U1 (en) * | 2022-04-29 | 2022-06-29 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский горный университет" | SPOOL VALVE |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6685451B1 (en) | Valve assembly for sucker rod operated subsurface pumps | |
| US9518457B2 (en) | Downhole tool for opening a travelling valve assembly of a reciprocating downhole pump | |
| RU2812544C1 (en) | Spool valve | |
| RU158258U1 (en) | BALL VALVE RETURN BALL SPRING | |
| RU2670479C2 (en) | Magnetic anti-gas lock rod pump | |
| US9784254B2 (en) | Tubing inserted balance pump with internal fluid passageway | |
| RU2567919C1 (en) | Sucker rod pumping unit | |
| RU141547U1 (en) | DIFFERENTIAL BAR PUMP | |
| RU2674843C1 (en) | Pump | |
| RU2788779C1 (en) | Submersible pump valve | |
| RU2779860C1 (en) | Downhole rod pump | |
| CN210068449U (en) | Antiscale oil well pump | |
| RU2373448C2 (en) | Back valve | |
| RU2730771C1 (en) | Double-acting sucker-rod pump | |
| RU2708764C1 (en) | Bottom-hole sucker-rod pump | |
| RU53713U1 (en) | TEST PACKER | |
| RU52081U1 (en) | TEST PACKER | |
| US1863213A (en) | Adjustable spider for deep well turbine pumps | |
| RU2794702C1 (en) | Mechanical circulation valve | |
| RU217344U1 (en) | Plug-in design sucker rod pump | |
| RU217083U1 (en) | Self-adjusting solenoid valve | |
| RU2736101C1 (en) | Well rod pumping assembly (embodiments) | |
| RU92928U1 (en) | Borehole Submersible Pump Valve | |
| RU144207U1 (en) | DIFFERENTIAL BAR PUMP | |
| US3292552A (en) | Pumping apparatus |