RU167872U1

RU167872U1 - Well pump inlet valve

Info

Publication number: RU167872U1
Application number: RU2016113743U
Authority: RU
Inventors: Борис Семенович Захаров
Original assignee: Борис Семенович Захаров
Priority date: 2016-04-11
Filing date: 2016-04-11
Publication date: 2017-01-11

Abstract

Полезная модель относится к нефтедобывающему оборудованию и предназначено преимущественно для поршневых и плунжерных насосов, в частности для используемых в скважинах штанговых и буровых насосов. Приемный клапан скважинного насоса содержит седло и подпружиненную тарелку с направляющим штоком, причем последний пропущен через него, седло герметично установлено между переходником, соединенным с цилиндром скважинного насоса, и всасывающим патрубком последнего, направляющий шток пропущен через отверстие втулки Т-образной грундбуксы, неподвижно соосно установленную во всасывающем патрубке и соединенную заплечиками с внутренней поверхностью всасывающего патрубка, при этом в заплечике грундбуксы выполнены сквозные отверстия, на нижний конец направляющего штока надет упругий элемент в виде пружины, установленный в расточке, размещенной во всасывающем патрубке обоймы, охватывающей нижний конец направляющего штока и частично втулку грундбуксы, пружина поджата через обойму с помощью гайки, навинченной на конец направляющего штока к втулке грундбуксы, в стенке всасывающего патрубка выполнены круглые и щелевые отверстия, а на наружной поверхности обоймы по винтовой линии выполнено ребро, причем обойма установлена с возможностью скольжения ребром вдоль внутренней поверхности всасывающего патрубка в зоне выполненных в нем отверстий при перемещении тарелки с направляющим штоком относительно седла. В результате достигается возможность снизить потери напора в проточной части приемного клапана при одновременном повышении надежности работы клапана и увеличении его срока службы.The utility model relates to oil-producing equipment and is intended primarily for piston and plunger pumps, in particular for rod and mud pumps used in wells. The inlet valve of the borehole pump contains a seat and a spring-loaded plate with a guide rod, the latter being passed through it, the seat is sealed between the adapter connected to the cylinder of the borehole pump, and the suction pipe of the latter, the guide rod is passed through the bushing hole of the T-shaped packing follower, which is fixedly coaxially mounted in the suction nozzle and connected by shoulders to the inner surface of the suction nozzle, while in the shoulder of the packing follower there are through holes, on the lower end of the guide rod wears an elastic element in the form of a spring mounted in a bore located in the suction nozzle of the cage, covering the lower end of the guide rod and partially the sleeve of the packing follower, the spring is pressed through the clip with a nut screwed on the end of the guide rod to the sleeve of the packing follower in the wall the suction pipe is made round and slotted holes, and on the outer surface of the casing along the helix there is a rib, and the casing is installed with the possibility of sliding with a rib along the inner surface of the suction nozzle in the region of apertures formed therein when moving the plates to the guide rod relative to the seat. As a result, it is possible to reduce the pressure loss in the flow part of the receiving valve while increasing the reliability of the valve and increasing its service life.

Description

Полезная модель относится к нефтедобывающему оборудованию и предназначена преимущественно для поршневых и плунжерных насосов, в частности для используемых в скважинах штанговых и буровых насосах.The utility model relates to oil-producing equipment and is intended primarily for piston and plunger pumps, in particular for rod and mud pumps used in wells.

Известны клапаны штанговых насосов, состоящие из пары седло-шарик (см. "Скважинные штанговые насосы для добычи нефти", каталог, ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, Москва, 1988).Known valves of sucker-rod pumps, consisting of a pair of saddle-ball (see "Well sucker-rod pumps for oil production", catalog, TSINTIHIMNEFTEMASH, Moscow, 1988).

Недостатком указанных шариковых клапанов является то, что уплотнительная поверхность на седле чрезмерно перегружена и вследствие этого быстро изнашивается. Другим недостатком шариковых клапанов является то, что они плохо работают в наклонных скважинах, при перекачке вязких и загрязненных жидкостей.The disadvantage of these ball valves is that the sealing surface on the seat is excessively overloaded and therefore wears out quickly. Another disadvantage of ball valves is that they do not work well in deviated wells when pumping viscous and contaminated fluids.

Известен также тарельчатый клапан бурового насоса, в котором коническая опорная поверхность седла имеет дополнительную опорную поверхность, выполненную на ребрах в седле (см. SU №1617231 А1, кл. F16K 15/02, опубл. 1990).Also known is a poppet valve of the mud pump, in which the conical bearing surface of the seat has an additional bearing surface made on the ribs in the seat (see SU No. 1617231 A1, class F16K 15/02, publ. 1990).

Недостатком известного устройства является недостаточная разгрузка опорной уплотнительной поверхности и уменьшение проходного сечения седла с ребрами по сравнению с проходным сечением в обычном седле без ребер и направляющей.A disadvantage of the known device is the insufficient unloading of the supporting sealing surface and a decrease in the bore of the saddle with ribs in comparison with the bore in a conventional saddle without ribs and a guide.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является приемный клапан скважинного насоса, содержащий седло и подпружиненную тарелку с направляющим штоком, причем последний пропущен через него (см. патент RU №2180709, кл. F16K 15/02, опубл. 20.03.2002).The closest in technical essence and the achieved result is the receiving valve of the well pump containing a seat and a spring-loaded plate with a guide rod, the latter being passed through it (see patent RU No. 2180709, class F16K 15/02, publ. March 20, 2002).

Однако выполнение направляющего штока с надетой на него пружиной непосредственно взаимодействующей с перекачиваемой средой в сочетании с выполнением клапана с двумя тарелками приводит к усложнению конструкции и дополнительным затратам на проведение работ по подготовке уплотнительных поверхностей. Кроме того непосредственный контакт пружины с перекачиваемой средой приводит к интенсификации коррозионных процессов и износу пружины, и как результат к снижению ресурса работы клапана.However, the implementation of the guide rod with a spring mounted on it directly interacting with the pumped medium in combination with the execution of the valve with two plates leads to the complexity of the design and additional costs for the preparation of sealing surfaces. In addition, direct contact of the spring with the pumped medium leads to the intensification of corrosion processes and the wear of the spring, and as a result to a decrease in the service life of the valve.

Технической проблемой полезной модели является создание клапана, в котором устранены выявленные недостатки.The technical problem of the utility model is the creation of a valve in which the identified deficiencies are eliminated.

Технический результат заключается в том, что достигается возможность снизить потери напора в проточной части приемного клапана при одновременном повышении надежности работы клапана и увеличении его срока службы.The technical result is that it is possible to reduce the pressure loss in the flow part of the receiving valve while improving the reliability of the valve and increasing its service life.

Техническая проблема решается, а технический результат достигается за счет того, что приемный клапан скважинного насоса содержит седло и подпружиненную тарелку с направляющим штоком, причем последний пропущен через него, седло герметично установлено между переходником, соединенным с цилиндром скважинного насоса, и всасывающим патрубком последнего, направляющий шток пропущен через отверстие втулки Т-образной грундбуксы, неподвижно соосно установленную во всасывающем патрубке и соединенную заплечиками с внутренней поверхностью всасывающего патрубка, при этом в заплечике грундбуксы выполнены сквозные отверстия, на нижний конец направляющего штока надет упругий элемент в виде пружины, установленный в расточке, размещенной во всасывающем патрубке обоймы, охватывающей нижний конец направляющего штока и частично втулку грундбуксы, пружина поджата через обойму с помощью гайки, навинченной на конец направляющего штока к втулке грундбуксы, в стенке всасывающего патрубка выполнены круглые и щелевые отверстия, а на наружной поверхности обоймы по винтовой линии выполнено ребро, причем обойма установлена с возможностью скольжения ребром вдоль внутренней поверхности всасывающего патрубка в зоне выполненных в нем отверстий при перемещении тарелки с направляющим штоком относительно седла.The technical problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the receiving valve of the borehole pump contains a seat and a spring-loaded plate with a guide rod, the latter being passed through it, the seat is sealed between the adapter connected to the cylinder of the borehole pump and the suction pipe of the latter, the guide the rod is passed through the hole of the sleeve of the T-shaped packing follower, motionlessly coaxially mounted in the suction pipe and connected by shoulders to the inner surface of the suction at the same time, through-hole are made in the shoulder of the packing follower, an elastic element in the form of a spring is mounted on the lower end of the guide rod, installed in a bore located in the suction nozzle of the cage, covering the lower end of the guide rod and partially the sleeve of the packing follower, the spring is pressed through the cage with nuts screwed onto the end of the guide rod to the packing follower sleeve, round and slotted holes are made in the wall of the suction pipe, and on the outer surface of the cage along a helical line ebro, wherein the holder is slidably mounted along an edge of the inner surface of the suction nozzle in the area of apertures formed therein when moving the plates to the guide rod relative to the seat.

В тарелке может быть выполнен сквозной канал, в котором установлено сливное устройство в виде штуцера и разрывной мембраны, герметично зажатой между штуцером и тарелкой с перекрытием выполненного в ней канала.A through channel can be made in the plate, in which a drain device is installed in the form of a fitting and a bursting membrane tightly sandwiched between the fitting and the plate with overlapping of the channel made therein.

Проведенные испытания показали, что тарельчатый клапан может обеспечить надежную работу скважинного насоса, в том числе в наклонных и горизонтальных скважинах.The tests showed that the poppet valve can ensure reliable operation of the well pump, including in deviated and horizontal wells.

Выполнение приемного клапана скважинного насоса с седлом и подпружиненной тарелкой с направляющим штоком, пропущенным через седло, которое герметично установлено между переходником, соединенным с цилиндром скважинного насоса, и всасывающим патрубком последнего, в сочетании с тем, что направляющий шток пропущен через отверстие втулки Т-образной грундбуксы, неподвижно установленной во всасывающем патрубке соосно с направляющим штоком и всасывающим патрубком и соединенной заплечиками с внутренней поверхностью всасывающего патрубка, при этом в заплечике грундбуксы выполнены сквозные отверстия, на нижний конец направляющего штока надет упругий элемент в виде пружины, установленный в расточке, размещенной во всасывающем патрубке обоймы, охватывающей нижний конец направляющего штока и частично втулку грундбуксы, пружина поджата через обойму с помощью гайки, навинченной на конец направляющего штока к втулке грундбуксы, в стенке всасывающего патрубка выполнены круглые и щелевые отверстия, а на наружной поверхности обоймы по винтовой линии выполнено ребро, причем обойма установлена с возможностью скольжения ребром вдоль внутренней поверхности всасывающего патрубка в зоне выполненных в нем отверстий при перемещении тарелки с направляющим штоком относительно седла позволяет протекание по проточной части всасывающего патрубка рабочей среды с минимально возможными гидравлическими потерями, причем размещение упругого элемента, будь то выполненная из металла пружина или набор упругих резиновых элементов в расточке обоймы минимизирует контакт упругого элемента с перекачиваемой средой, а обойма, по существу, является одновременно обтекателем, защитным кожухом и с помощью выполненного по винтовой поверхности ребра устройством для очистки внутренних стенок всасывающего патрубка от возможных отложений и прочистки от них выполненных в стенке всасывающего патрубка отверстий.The implementation of the receiving valve of the borehole pump with a seat and a spring-loaded plate with a guide rod passed through the seat, which is tightly installed between the adapter connected to the cylinder of the borehole pump and the suction pipe of the latter, in combination with the guide rod passed through the hole of the T-shaped sleeve packing boxes fixedly mounted in the suction pipe coaxially with the guide rod and the suction pipe and connected by shoulders to the inner surface of the suction pipe, p In this case, through holes are made in the shoulder of the packing followers, an elastic element in the form of a spring is mounted on the lower end of the guide rod, installed in a bore located in the suction nozzle of the cage, covering the lower end of the guide rod and partially the sleeve of the packing follower, the spring is pressed through the cage with a nut screwed round and slotted holes are made in the wall of the suction pipe to the end of the guide rod to the sleeve of the packing follower, and a rib is made on the outer surface of the cage along a helical line, and the cage installed with the ability to slide along the inner surface of the suction pipe in the area of the holes made therein while moving the plate with the guide rod relative to the seat, the working medium flows along the flowing part of the suction pipe with the least possible hydraulic losses, and the placement of the elastic element, be it made of metal spring or a set of elastic rubber elements in the bore of the cage minimizes the contact of the elastic element with the pumped medium, and the cage, essentially stvu is simultaneously fairing, and a protective casing made using a helical rib surface device for cleaning the inner walls of the suction nozzle from possible deposits and cleaning of them formed in the wall of the suction holes.

На чертеже представлен продольный разрез приемного клапана скважинного насоса.The drawing shows a longitudinal section of a suction valve of a well pump.

Приемный клапан скважинного насоса содержит седло 1 и подпружиненную тарелку 2 с направляющим штоком 3.The receiving valve of the downhole pump comprises a seat 1 and a spring-loaded plate 2 with a guide rod 3.

Направляющий шток 3 пропущен через седло 1, при этом последнее герметично установлено между переходником 4, соединенным с цилиндром скважинного насоса (не показан на чертеже) и всасывающим патрубком 5 последнего.The guide rod 3 is passed through the seat 1, while the latter is hermetically seated between the adapter 4 connected to the cylinder of the well pump (not shown in the drawing) and the suction pipe 5 of the latter.

Направляющий шток 3 пропущен через отверстие втулки 6 Т-образной грундбуксы 7, неподвижно соосно установленную во всасывающем патрубке 5 и соединенную заплечиками 8 с внутренней поверхностью всасывающего патрубка 5.The guide rod 3 is passed through the hole of the sleeve 6 of the T-shaped packing follower 7, fixedly coaxially mounted in the suction pipe 5 and connected by the shoulders 8 to the inner surface of the suction pipe 5.

В заплечиках 8 грундбуксы 7 выполнены сквозные отверстия 9.In the shoulders 8 of the packing followers 7, through holes 9 are made.

На нижний конец направляющего штока 3 надет упругий элемент в виде пружины 10, установленный в расточке размещенной во всасывающем патрубке 5 обоймы 11, охватывающей нижний конец направляющего штока 3 и частично втулку 6 грундбуксы 7. Пружина 10 поджата через обойму 11 с помощью гайки 12, навинченной на конец направляющего штока 3 к втулке 6 грундбуксы 7.An elastic element in the form of a spring 10 is mounted on the lower end of the guide rod 3 and is mounted in a bore of a cage 11 located in the suction pipe 5, covering the lower end of the guide rod 3 and partially the sleeve 6 of the sleeve 7. The spring 10 is pressed through the cage 11 using a nut 12 screwed at the end of the guide rod 3 to the sleeve 6 of the packing follower 7.

В стенке всасывающего патрубка 5 выполнены круглые 13 и щелевые 14 отверстия, а на наружной поверхности обоймы 11 по винтовой линии выполнено ребро 15, причем обойма 11 установлена с возможностью скольжения ребром 15 вдоль внутренней поверхности всасывающего патрубка 5 в зоне выполненных в нем отверстий 13 и 14 при перемещении тарелки 2 с направляющим штоком 3 относительно седла 1.Round 13 and slit 14 holes are made in the wall of the suction pipe 5, and a rib 15 is made on the outer surface of the casing 11 along a helical line, and the cage 11 is mounted with the rib 15 sliding along the inner surface of the suction pipe 5 in the area of the openings 13 and 14 when moving the plate 2 with the guide rod 3 relative to the seat 1.

В тарелке 2 выполнен сквозной канал 16, в котором установлено сливное устройство в виде штуцера 17 и разрывной мембраны 18, герметично зажатой между штуцером 17 и тарелкой 2 с перекрытием выполненного в ней канала 16.A through channel 16 is made in the plate 2, in which a drain device is installed in the form of a fitting 17 and a bursting membrane 18, tightly clamped between the fitting 17 and the plate 2 with the overlapping of the channel 16 made therein.

Работа приемного клапана реализуется следующим образом.The operation of the receiving valve is as follows.

При ходе поршня насоса (не показан на чертеже) вверх за счет перепада давления тарелка 2 поднимается на седлом 1 и пропускает жидкость в насос, а при ходе поршня вниз под действием веса тарелки 2 с направляющим штоком 3 и действия сжатой пружины 10 тарелка 2 садится на седло 1 и герметизирует рабочую полость насоса, при этом нагрузка, действующая на площадь тарелки 2, равномерно распределяется по опорной поверхности седла 1.During the piston stroke of the pump (not shown in the drawing), due to the pressure difference, the plate 2 rises on the seat 1 and passes liquid into the pump, and when the piston moves down, the weight of the plate 2 with the guide rod 3 and the action of the compressed spring 10, the plate 2 sits on the seat 1 and seals the working cavity of the pump, while the load acting on the area of the plate 2 is evenly distributed on the supporting surface of the seat 1.

При ремонте насоса или проведении геолого-технических мероприятий всю жидкость из полости насосно-компрессорных труб и скважинного насоса необходимо слить. В цилиндре насоса создается давление выше давления, на которое рассчитана разрывная мембрана 18. В этом случае в сливном устройстве разрушается разрывная мембрана 18 и перекачиваемая среда из цилиндра насоса сливается через сквозной канал 16 и всасывающий патрубок 5 в скважину.When repairing a pump or carrying out geological and technical measures, all fluid from the cavity of the tubing and borehole pump must be drained. A pressure is created in the pump cylinder above the pressure at which the bursting disc 18 is designed. In this case, the bursting disc 18 is destroyed in the drain device and the pumped medium from the pump cylinder is discharged through the through channel 16 and the suction pipe 5 into the well.

Полезная модель позволяет увеличить ресурс работы приемного клапана путем предотвращения непосредственного контакта пружины 10 с перекачиваемой средой и плавного обтекания гладкой поверхности обоймы 11 перекачиваемой средой, что позволяет снизить гидравлические потери в проточной части приемного клапана, уменьшить или исключить износ пружины и расширить диапазон материалов, из которых изготавливается пружина.The utility model allows to increase the operating life of the receiving valve by preventing direct contact of the spring 10 with the pumped medium and smooth flow around the smooth surface of the casing 11 by the pumped medium, which allows to reduce hydraulic losses in the flow part of the receiving valve, reduce or eliminate spring wear and expand the range of materials, of which spring is made.

В частности пружина может быть выполнена: в виде набора эластомерных (резиновых) колец, в виде металлической пружины (спрессованной тонкой проволоки), в виде металлической, например цилиндрической пружины из коррозионностойкой проволоки, а из высокопрочных износостойких материалов можно изготавливать только детали с опорными поверхностями.In particular, a spring can be made: in the form of a set of elastomeric (rubber) rings, in the form of a metal spring (compressed thin wire), in the form of a metal, for example a cylindrical spring, from a corrosion-resistant wire, and only parts with supporting surfaces can be made of high-strength wear-resistant materials.

Кроме того, при работе приемного клапана частички загрязнений (парофиновые и другие отложения, окалина и прочее) срезаются ребром обоймы и образованный щелевыми и круглыми отверстиями фильтр постоянно очищается, что также увеличивает ресурс работы приемного клапана, а, следовательно, и скважинного насоса.In addition, during the operation of the suction valve, particles of contaminants (steam and other deposits, scale, etc.) are cut off by the edge of the cage and the filter formed by slit and round holes is constantly cleaned, which also increases the service life of the suction valve, and, consequently, the borehole pump.

Данная полезная модель наиболее актуальна для использования в штанговых насосах, предназначенных для работы в наклонных и горизонтальных скважинах.This utility model is most relevant for use in sucker rod pumps designed to work in deviated and horizontal wells.

Claims

1. The receiving valve of the borehole pump containing a seat and a spring plate with a guide rod, the latter being passed through it, characterized in that the seat is sealed between the adapter connected to the cylinder of the well pump and the suction pipe of the latter, the guide rod is passed through the bushing hole T -shaped chestboxes, motionlessly coaxially mounted in the suction pipe and connected by shoulders to the inner surface of the suction pipe, while in the shoulder through holes, a spring-shaped elastic element is put on the lower end of the guide rod, installed in a bore located in the suction nozzle of the cage, covering the lower end of the guide rod and partially the sleeve of the packing follower, the spring is pressed through the cage with a nut screwed on the end of the guide rod to a packing follower, round and slotted holes are made in the wall of the suction pipe, and a rib is made on the outer surface of the cage along a helical line, and the cage is slidably mounted edge along the inner surface of the suction pipe in the area of the holes made therein when moving the plate with the guide rod relative to the saddle.

2. The receiving valve according to claim 1, characterized in that the plate has a through channel in which a drain device is installed in the form of a nozzle and a bursting membrane tightly clamped between the nozzle and the plate, with the channel made in it overlapping.