RU9497U1 - Клапанный механизм скважинного насоса - Google Patents

Description

f///

КЛАПАННЫЙ МЕХАНИЗМ СКВАЖИННОГО НАСОСА

Полезная модель относится к области нефтедобычи, а именно, к клапанным механизмам скважинных электроцентробежных насосных установок, перекачивающим жидкости с повышенным содержанием мехпримесей, и может быть использовано при добыче нефти из скважин.

Изобретение может быть использовано также и при добьгае полезных ископаемых из скважин методом подземного выщелачивания.

Известен клапанный механизм скважинного насоса, содержащий корпус, размещенный в нем с образованием кольцевого зазора стакан с отверстиями и перекрывающий их запорный орган (см, авт. свид. СССР № 883563, кл. F 04Д 15/02, от 1979 г.).

Недостатком этого клапанного механизма является его полезная эффективность при перекачивании жидкости с механическим примесями.

Наиболее близким к предлагаемому рещению по технической сущности является клапанный механизм скважинного насоса, содержащей корпус, размещенный в нем с образованием кольцевого зазора стакан с отверстиями, который посредством перегородки связан с корпусом, и обратный клапан, расположенный под стаканом, причем полость, расположенная над обратным клапаном, сообщена с полостью колонны насосньж труб через кольцевой зазор и отверстия в стакане, при этом перегородка выполнена глухой и расположена в верхней части стакана, а отверстия выполнены в стенке стакана под перегородкой, причем оси

04 Д 15/02 Е21В 34/06

отверстий направлены к днищу стакана (см., например, авт. свид. СССР К 1125409, кл. F 04 Д 15/02, от 1983 г.).

Указанный известный клапанный механизм предназначен для перекачивания жидкости с механическими примесями.

Однако, указанный известный клапанный механизм имеет недостаточную эффективность т.к. не обеспечивает полный вынос механических примесей из рабочей зоны обратного клапана, особенно механических примесей, представляющих собой ржавчину. Это обусловлено тем, что такие механические примеси проходят рабочую зону обратного клапана неразмельченными, крупными частицами.

Засорение рабочей зоны обратного клапана приводит к тому, что при временной остановке работы насоса, вся жидкость, находящаяся в насосно-компрессорных трубах (НКТ) выше известного клапанного механизма через засоренный обратный клапан уходит обратно в пласт и при последующем включении насоса требуется его длительная (1,5 -§- 2 часа), непроизводительная работа для заполнения жидкостью НКТ. Все это приводит к неоправданным энергозатратам,

Кроме того, при этом происходит снижение дебита скважины.

Целью настоящей полезной модели является повышение

эффективности работы путем размельчения механических примесей при обеспечении полного выноса их из рабочей зоны обратного клапана за счет создания турбулентного движения откачиваемой жидкости при обеспечении равномерновысокой скорости прохождения жидкости через механизм.

Поставленная цель достигается тем, что известный клапанный механизм скважинного насоса, содержащий корпус, размеш;енную в нем с образованием кольцевого зазора полую цилиндрическую втулку с боковыми отверстиями, обратный клапан, выполненный в виде

размещенного над седлом шара и установленный под втулкой, при этом полость, расположенная над обратным клапаном, сообщена с полостью колонны насосных труб через кольцевой зазор и отверстия во втулке, новым является то, что внутреннее пространство цилиндрической втулки герметично перекрыто диском, между диском и шаром обратного клапана во внутренней полости втулки установлен с возможностью осевого перемещения подпружиненный элемент с центрирующим узлом в нижней части, имеюпщй обращенную в сторону шара обратного клапана вогнутую поверхность, при этом боковые отверстия во втулке выполнены вытянутыми по длине втулки до уровня выше уровня диска, а на внутренней поверхности цилиндрической втулки с обоих концов выполнена поперечная резьбовая насечка,

В настоящее время из общедоступных источников информации нам неизвестны клапанные механизмы скважинного насоса предлагаемой конструкции.

Благодаря тому, что внутренне пространство цилиндрической

втулки герметично перекрыто диском, обеспечивается принудительное изменение направления потока жидкости в этой части втулки, и при этом механические примеси, проходя вместе с жидкостью через кольцевой зазор и боковые отверстия втулки, будут размельчаться, соударяясь с острыми кромками отверстий, а также с поперечной резьбовой насечкой, выполненной в верхней части втулки, что способствует более полному выносу этих примесей из рабочей зоны обратного клапана.

А благодаря тому, что между диском и шаром обратного клапана во внутренней полости втулки установлен подпружиненный элемент, обеспечивается наряду с дополнительным размельчением механических примесей о витки пружины и турбулентный характер движения жидкости, и равномерновысокая скорость прохождения жидкости через механизм, т.к. при таком конструктивном выполнении поток жидкости приподнимает шарик таким образом, что площадь открывшихся боковых отверстий примерно будет равна площади входного отверстия, а значит скорость потока до и после обратного клапана будет одинаково большая, что и исключит образование застойных областей в рабочей зоне обратного клапана, а значит и обеспечит полный вынос мехпримесей. А так как потоку жидкости приходится при этом заходить в боковые отверстия втулки, создается турбулентное движение жидкости, что обеспечивает полный вынос механических примесей.

А благодаря тому, что подпружиненный элемент установлен с возможностью осевого перемещения и имеет в нижней части центрирующий узел с вогнутой поверхностью, обращенной в сторону шара обратного клапана, обеспечивается при остановке насоса быстрая и гарантированная посадка шара в седло обратного клапана, что позволяет достичь в совокупности с полным выносом механических примесей из рабочей зоны обратного клапана надежное разобщение НКТ и насоса, а значит и повысить эффективность работы клапанного мехаьшзма,

Выполнение боковых отверстий во втулке вытянутыми по длине втулки до уровня выше уровня диска позволяет обеспечить проход потока жидкости с постоянной, равномерновысокой скоростью по всему клапанному механизму, что создает условия для полного выноса мехпримесей и повышает эффективность работы.

А благодаря тому, что на внутренней поверхности цилиндрической втулки с обоих концов выполнена поперечная резьбовая насечка, обеспечивается при прохождении по этому участку потока размельчение механических примесей о ребра насечки.

Благодаря использованию указанных выше эффектов, которые обеспечивает новое конструктивное выполнение клапанного механизма, повышается эффективность его работы,

Супщость предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, На фиг. 1 представлен клапанный механизм скважинного насоса, продольный разрез; на фиг, 2 - разрез А-А фиг. 1,

Клапанный механизм скважинного насоса включает корпус 1, с размещенной в нем с образованием кольцевого зазора 2 полой цилиндрической втулкой 3, которая имеет боковые отверстия 4. Под втулкой 3 установлен обратный клапан 5, выполненный в виде размещенного над седлом 6 шара 7. Внутреннее пространство втулки 3 герметично перекрыто диском 8. Между диском 8 и шаром внутри втулки 3 установлен прдпружиненный пружиной 9 элемент 10. При этом подпружиненный элемент 10 установлен внутри втулки 3 с возможностью осевого перемещения и имеет в нижней части центрирующий узел 11, выполненный в виде обращенной в сторону шара 7 обратного клапана 5 вогнутую поверхность. Внутренняя полость втулки 3, расположенная над обратным клапаном 5, сообщена через кольцевой зазор 2 и боковые отверстия 4 втулки 3 через наконечник 12 с полостью насоснокомпрессорных труб. Боковые отверстия 4 во втулке 3 выполнены вытянутыми по длине втулки 3 до уровня 13 выше уровня диска 8, На внутренней поверхности втулки 3 с обоих концов выполнены поперечные резьбовые насечки 14,

Клапанный механизм скважинного насоса работает следующим

образом.

После включения насоса (на чертеже не показан) поток жидкости проходит через обратный клапан 5, поднимая при этом шар 7, который упирается в центрирующий узел 11 и перемещает вверх подпружиненный элемент 10 до тех пор, пока нижняя часть шара 7 не будет выше нижнего уровня боковых отверстий 4. При этом поток жидкости поступает нижнюю часть втулки 3, проходит вдоль нижней резьбовой насечки 14 и через нижнюю часть боковых отверстий 4 поступает в кольцевой зазор 2 и далее через верхнюю часть боковых отверстий 4, расположенную над диском 8, поток жидкости поступает во внутреннее пространство втулки 3, где проходит вдоль верхней резьбовой насечки 14 и через наконечник 12 поступает в насосно-компрессорные трубы.

остановке насоса (например, в скважинах с периодической

добычей нефти), шар 7 обратного клапана 5 под действием центрирующего узла 11 подпружиненного элемента 10 быстро возвращается в седло 6, плотно перекрыв путь жидкости, что предотвращает уход столба жидкости из колонны НКТ в затрубное

пространство скважины через насос. И при следующем включении насоса жидкость через короткий промежуток времени уже будет изливаться. на устье скважины, что повышает эффективность ее работы.

Использование предлагаемого клапанного механизма в промысловьж условиях позволяет:

измельчать крупные фракции механических примесей, находящихся в потоке жидкости, и обеспечить их устойчивый вынос из

r///

- предотвратить уход столба жидкости из колонны НКТ при остановке насоса, что позволяет увеличить приток жидкости из пласта, а также снизить непроизводительные энергозатраты и увеличить моторесурс работы оборудования электроцентробежного насоса;

- сократить количество подземных ремонтов скважины, вызываемых необходимостью устранения негерметичности (утечки) обратного клапана. Все это обеспечивает высокую эффективность работы как самого клапанного механизма, так и высокую эффективность работы скважины. Зав, сектором патентнолицензионной работы ОАО ПермНИПИнефть/ФСси 18 мая 1998 г. 1 ТА-Юшкина

Claims (1)

1. Клапанный механизм скважинного насоса, содержащий корпус, размещенную в нем с образованием кольцевого зазора полую цилиндрическую втулку с боковыми отверстиями, обратный клапан, выполненный в виде размещенного над седлом шара и установленный под втулкой, при этом полость, расположенная над обратным клапаном, сообщена с полостью колонны насосных труб через кольцевой зазор и отверстия во втулке, отличающийся тем, что внутреннее пространство цилиндрической втулки герметично перекрыто диском, между диском и шаром обратного клапана во внутренней полости втулки установлен с возможностью осевого перемещения подпружиненный элемент с центрирующим узлом в нижней части, имеющий обращенную в сторону шара обратного клапана вогнутую поверхность, при этом боковые отверстия во втулке выполнены вытянутыми по длине втулки до уровня выше уровня диска, а на внутренней поверхности цилиндрической втулки с обоих концов выполнена поперечная резьбовая насечка.