Клапан скважинного штангового насоса

 

Сущность изобретения: седло выполнено составным в виде сопряженных наружного и внутреннего колец. В наружном кольце выполнена расточка, во внутреннем - цилиндрический выступ, входящий в расточку наружного кольца. Уплотнительный элемент размещен в канавке, образованной торцевой поверхностью выступа и торцевой и цилиндрической стенками расточки. Глубина цилиндрической расточки наружного кольца меньше суммарной высоты уплотнительного элемента и длины выступа. В корпусе установлена резьбовая втулка, поджимающая кольца. 3 ил.

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано в скважинных штанговых насосах, перекачивающих преимущественно жидкости с повышенным содержанием механических примесей.

Известен клапан, включающий седло и тарель, в котором с целью улучшения герметизирующей способности узла, на одном из контактирующих элементов имеется дополнительный уплотнительный элемент в виде резиновой манжеты.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является клапан, в котором резиновый элемент расположен в закрытой полости и находится в условиях всестороннего объемного сжатия.

Целью изобретения является повышение надежности клапана.

На фиг. 1 изображен разрез клапана скважинного штангового насоса; на фиг. 2 - клапан перед установкой его в корпус клапана; на фиг. 3 - узел I на фиг. 1 (в увеличенном масштабе).

Клапан включает шаровой запорный орган 1, седло 2, которое установлено в корпусе 3. Корпусом клапана в штанговом глубинном насосе может быть или плунжер насоса, или насосно-компрессорные трубы. Седло 2 клапана составное и состоит из наружного кольца 4 с расточкой 5 и внутреннего кольца 6 с цилиндрическим выступом 7, входящим в расточку 5. Уплотнительный элемент 8 размещен в канавке, образованной торцевой поверхностью 9 цилиндрического выступа 7, торцевой 10 и цилиндрической 11 стенками расточки 5. Внутреннее кольцо 6 имеет опору 12, на которую оперто наружное кольцо 4 при установке седла в корпус 3. Кольца 4 и 6 поджимаются друг к другу с помощью резьбовой втулки 13. На цилиндрическом выступе 7 образован бурт 14.

Устройство работает следующим образом.

В нерабочем состоянии, т. е. когда седло 2 не установлено в корпус 3, между наружным кольцом 4 и опорой 12 внутреннего кольца 6 имеется зазор δ , при этом шаровой запорный орган 1 опирается только на фаску наружного кольца 4. Уплотнительный элемент 8 и бурт 14 внутреннего кольца не касаются запорного органа 1. Когда седло 2 устанавливается в корпус 3 наружное 4 и внутреннее 6 кольца поджимаются друг к другу с помощью резьбовой втулки 13. Зазор δ исчезает, а уплотнительный элемент 8 сжимается и деформируется таким образом, как это показано на фиг. 3. Часть материала уплотнительного элемента 8 выжимается в зазор между торцевой стенкой 10 и буртом 14 и контактирует с запорным органом при его посадке на седло 2.

Клапан работает по принципу автоматических уплотнительных устройств периодического действия. Открытие и закрытие клапана осуществляется под действием разности давления над и под клапаном.

Благодаря вышеописанным конструктивным особенностям клапана повышается его герметизирующая способность и долговечность. Это достигается следующим образом. В начальный период эксплуатации клапана притертый по седлу 2 запорный орган 1 уплотняется металлическими поверхностями а-б, в-д, а также поверхность б-в уплотнительного элемента 8. По мере износа седла 2 и запорного органа 1 (пунктирная линия) контакт запорного органа 1 с седлом 2 будет происходить по поверхностям а₁-б₁, в₁-д₁ и поверхности б₁-в₁, причем герметизация узла будет осуществляться только по поверхности уплотнительного элемента 8.

В зависимости от свойств перекачиваемой жидкости дополнительный уплотнительный элемент 8 может быть изготовлен как из резины, так и из таких пластичных материалов как фторопласт, полиамиды, различные смолы с наполнителями и без них, а также свинец, медь, алюминий и различные мягкие сплавы.

(56) Мкртычан Я. С. Повышение эффективности эксплуатации буровых насосных установок. М. : Недра, 1984, с. 12, рис. 3.

Патент США N 4781213, кл. F 16 К 15/04, 1988.

Формула изобретения

КЛАПАН СКВАЖИННОГО ШТАНГОВОГО НАСОСА, содержащий шаровой запорный орган, седло, выполненное составным в виде сопряженных наружнего и внутреннего колец, и уплотнительный элемент, отличающийся тем, что в наружнем кольце выполнена расточка, а во внутреннем - цилиндрический выступ, входящий в расточку наружнего кольца, уплотнительный элемент размещен в канавке, образованной торцевой поверхностью цилиндрического выступа и торцевой и цилиндрической стенками расточки, причем глубина цилиндрической расточки наружнего кольца меньше суммарной высоты уплотнительного элемента и длины цилиндрического выступа, при этом в корпусе установлена резьбовая втулка, поджимающая внутреннее и наружнее кольца.