Клапан универсальный



Клапан универсальный
Клапан универсальный
Клапан универсальный
Клапан универсальный

 


Владельцы патента RU 2405998:

Чигряй Владимир Александрович (RU)

Изобретение относится к области арматуростроения, в частности к запорно-регулирующим устройствам, и предназначено для использования, например, в комплексе оборудования для добычи нефти, в котором подача жидкости осуществляется с помощью глубинного штангового насоса по вертикальной трубопроводной трассе. Клапан универсальный содержит расположенные в полом цилиндрическом корпусе (1) запорный элемент в виде шарика (12), седло (10) и пружину (5). В нижней части корпуса с помощью нажимной втулки (2) неподвижно закреплен упор (3). Упор (3) имеет в верхней части нажимной торец (6). Шарик (12) взаимодействует с седлом (10) и установлен в клапанном блоке (7). Блок (7) поджат резьбовой втулкой (8) и имеет возможность скольжения в сквозном отверстии резьбовой втулки и корпусе вдоль вертикальной оси. Упор (3) и клапанный блок (7) в исходном положении расположены с гарантированным зазором между нажимным торцом (6) упора и шариком (12). Изобретение направлено на повышение эффективности работы клапана насосной установки, на повышение надежности и срока эксплуатации клапана в скважинных насосах. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к запорно-регулирующим устройствам, например входящим в комплекс оборудования для добычи нефти, в котором подача жидкости осуществляется с помощью скважинного насоса по эксплуатационной трубе насосно-компрессорных труб (НКТ).

В таких комплексах напорный патрубок насоса оснащается обратным клапаном, который предохраняет систему от давления столба жидкости, находящейся в эксплуатационной трубе, при повторном запуске насоса после его остановки. Поскольку в процессе работы насос подвержен загрязнению парафиновыми и другими отложениями, применяется методика его периодической промывки специальными растворами, подаваемыми с поверхности по той же эксплуатационной трубе, но в обратном направлении, т.е. сверху вниз. Обычные обратные клапаны не пропускают жидкость в этом направлении. А промывочные клапаны не обеспечивают защиту насоса от давления столба жидкости при работе в рабочем и остановочном режимах.

Известен клапан обратный, включающий корпус, седло, запорный элемент, выполненный в виде шара, установленный в ограничителе с отверстиями для протока жидкости. Ограничитель выполнен в виде клетки, закрепленной с помощью стопорного кольца, с возможностью увеличения проходного сечения между запорным элементом и ограничителем, при осевом перемещении запорного элемента. Ограничитель выполнен с конусными отверстиями и конусными расточками для протока жидкости. Угол раствора конусных отверстий и расточек может находиться в диапазоне 1-20 градусов. Седло закреплено с помощью гайки и втулки. Для защиты резьбы втулка снабжена уплотнительным кольцом (патент на полезную модель №76379, МПК Е21В 34/00, опубликовано 20.09.20080).

Известен обратный клапан, содержащий запорный орган и седло с нагрузонесущим и уплотнительным участками. Нагрузонесущий участок седла выполнен из металла, а уплотнительный участок выполнен из резины в форме самоуплотняющейся манжеты с заостренным краем. Перед посадкой запорного органа в седло край манжеты прикасается к поверхности запорного органа раньше, чем остальные части седла. В результате острая кромка уплотнительного участка счищает с поверхности запорного органа механические частицы и плотно обхватывает его по периметру, создавая надежную герметизацию в зоне "седло-запорный орган" (патент РФ №2237212, МПК F16K 15/04, опубликовано 27.09.2004)

Известен клапан обратный, содержащий корпус с входным отверстием, седлом и основной камерой, пружину, шарик, взаимодействующий с седлом, шарик установлен в основной камере корпуса с минимальным радиальным зазором с направляющими дорожками, образованными в корпусе в результате пересечения поверхностей основной камеры и дополнительных камер. Длина направляющих дорожек выполнена больше величины хода шарика для надежного перемещения шарика с обеспечением максимального раскрытия проходного сечения, т.е. кольцевой щели, образованной кромкой седла и поверхностью отодвинутого от седла шарика, при мгновенном увеличении давления (гидроударе) на входе. А суммарная эффективная площадь сечений дополнительных камер равна площади сечения входного отверстия, чтобы обеспечить низкое гидравлическое сопротивление клапана (патент РФ 2177575, МПК F16K 15/04, опубликовано 27.12.2001). Недостатками клапана являются: неудовлетворительный срок службы, нарушение герметичности устройства при работе с жидкостью, содержащей механические частицы, которые образуют при остановке насоса микрощели между уплотняемыми поверхностями, приводящие к опорожнению полости НКТ, а также пропуск жидкости только в одном направлении.

Известен клапанный узел, содержащий клапанную коробку с входным и выходным каналами, направляющую втулку, установленную между клапанным седлом и крышкой, и шаровой запорный элемент, дополнительно содержащий груз, выполненный в виде тела вращения, в шаровом запорном элементе выполнена замкнутая полость в форме тела вращения, центр которой смещен относительно центра шарового запорного элемента, а груз размещен с возможностью перемещения в полости (патент РФ 2107859, МПК F16K 15/04, опубликовано 27.03.1998) Данное решение является достаточно сложным для реализации.

Известен промывочный клапан, содержащий соединенный посредством переводника с насосно-компрессорными трубами (НКТ) цилиндрический корпус с радиальными отверстиями, подвижную подпружиненную герметизирующую втулку, размещенную в корпусе с образованием поршневой пары, согласно изобретению при эксплуатации скважины с невставным штанговым насосом снабжен штоком с муфтой, установленным с возможностью свободного перемещения во внутренней части клапана и соединяющим плунжер невставного штангового насоса со штангами, связанными с канатной подвеской станка-качалки, при этом клапан снабжен также вторым переводником, связывающим его корпус с подъемным патрубком невставного штангового насоса, внутренняя поверхность герметизирующей втулки выполнена с участком конической формы, а муфта расположена на штоке с учетом глубины подвески невставного штангового насоса и растяжения от веса штанг на расстоянии от упомянутого участка конической формы, выбранном таким, чтобы при работе насоса упомянутая муфта не доходила до упомянутого участка и обеспечивающим опору муфты на этот участок при освобождении штока, связанного со штангами, от канатной подвески станка-качалки для перемещения герметизирующей втулки клапана до совмещения с радиальными отверстиями в корпусе клапана и открытия сообщения полости НКТ с затрубным пространством (патент РФ №2358091, МПК Е21В 34/06, опубликовано 10.06.2009).

Недостатками данных клапанов являются: неудовлетворительный срок службы, нарушение герметичности устройства при работе с жидкостью, содержащей механические частицы, которые образуют при остановке насоса, микрощели между уплотняемыми поверхностями, приводящие к опорожнению полости НКТ.

Предлагаемое устройство обеспечивает защиту насоса от давления столба жидкости при работе в рабочем и остановочном режимах, а также периодический пропуск специального раствора в обратном направлении в режиме промывки. Переключение предлагаемого клапана с рабочего на промывочный режим производится за счет того, что промывочный раствор подается под давлением, гарантированно превышающим давление столба жидкости при обычном режиме работы насоса.

Задача изобретения состоит в повышении эффективности работы насосной установки, в повышении надежности и срока эксплуатации скважинных насосов в скважинах.

Поставленная задача решается за счет того, что в клапане универсальном, содержащем расположенные в полом цилиндрическом корпусе запорный элемент в виде шарика, седло, пружину, в нижней части корпуса с помощью нажимной втулки неподвижно закреплен упор, имеющий в верхней части нажимной торец, шарик, взаимодействующий с седлом, установлен в клапанном блоке, поджатом резьбовой втулкой, имеющем возможность скольжения в сквозном отверстии резьбовой втулки и корпусе вдоль вертикальной оси, при этом упор и клапанный блок в исходном положении расположены с гарантированным зазором между нажимным торцом упора и шариком.

Дополнительно упор выполнен в виде полого ступенчатого стакана, в стенке меньшего диаметра которого выполнены радиальные равномерно расположенные сквозные отверстия, на наружной поверхности выполнена кольцевая опорная поверхность для упора пружины.

Кроме того, пружина выполнена, например, в виде пакета тарельчатых пружин.

Кроме того, пружина предварительно сжата усилием, которое определяется рабочим давлением.

Дополнительно корпус клапанного блока выполнен в виде ступенчатой втулки, во внутреннем сквозном отверстии которого выполнена проточка для установки седла клапана, имеющего сквозное отверстие и закрепленного в корпусе с помощью буксы, а выше расположения седла во внутреннем сквозном отверстии корпуса выполнена проточка для расположения шарика.

Кроме того, нажимной торец упора выполнен в виде сферической поверхности.

Изобретение поясняется чертежами.

Фиг.1 представляет продольный разрез клапана универсального в остановочном режиме.

Фиг.2 - вид А, исходное положение шарика в седле клапана универсального, гарантированный зазор К между нажимным торцем и нижней точки шарика.

Фиг.3 - продольный разрез клапана универсального в рабочем режиме.

Фиг.4 - продольный разрез клапана универсального в промывочном режиме.

Клапан универсальный содержит полый цилиндрический корпус 1 с верхней внутренней и нижней наружной присоединительными резьбами, которые служат для встраивания клапана в колонну насосно-компрессорных труб. В нижней части полого цилиндрического корпуса 1 с помощью нажимной втулки 2 неподвижно закреплен упор 3 в виде полого ступенчатого стакана, в стенке меньшего диаметра которого выполнены радиальные равномерно расположенные сквозные отверстия 4, а на наружной поверхности имеется кольцевая опорная поверхность для упора пружины 5, выполненной, например, в виде пакета тарельчатых пружин, при этом пружина предварительно сжата усилием, которое определяется рабочим давлением, т.е. давлением столба жидкости в вертикальном трубопроводе. Упор 3 имеет в верхней части нажимной торец 6, который может быть выполнен, например, в виде сферической поверхности.

В корпусе 1 установлен клапанный блок 7, поджатый резьбовой втулкой 8 со сквозным отверстием диаметром d, имеющий возможность скольжения в сквозном отверстии резьбовой втулки 8 и корпусе 1 вдоль вертикальной оси, состоящий из корпуса 9 в виде ступенчатой втулки, во внутреннем сквозном отверстии которого выполнена проточка для установки седла клапана 10, имеющего сквозное отверстие и закрепленного в корпусе 9 с помощью буксы 11, выше расположения седла 10 во внутреннем сквозном отверстии корпуса выполнена проточка для расположения запорного элемента в виде шарика 12, ограничивающая его вертикальное перемещение. В корпусе 9 выполнены радиальные сквозные равномерно расположенные отверстия 13, выполненные таким образом, что при расположении шарика 12 в крайнем верхнем положении соединяют полость Б, расположенную выше клапанного блока 7 и полость В, расположенную внутри упора 3. Нижний торец буксы 11 предназначен для упора пружины 5. Упор 3 и клапанный блок 7 в исходном положении расположены с гарантированным зазором К между нажимным торцом 6 упора и шариком 12.

Клапан универсальный работает в трех режимах эксплуатации - рабочем, остановочном и промывочном.

В рабочем режиме пружина предварительно сжата усилием, которое определяется рабочим давлением, т.е. давлением столба жидкости в вертикальном трубопроводе, жидкость под рабочим давлением подается от насоса снизу в полость В упора 3, проходит через радиальные равномерно расположенные сквозные отверстия 4 упора 3, затем через сквозное отверстие седла клапана 10 шарик 12 поднимается в крайнее верхнее положение, соединяет полость Б, расположенную выше клапанного блока 7 и полость В, расположенную внутри упора 3, жидкость проходит через радиальные сквозные равномерно расположенные отверстия 13 далее в трубопроводную трассу.

При остановке двигателя насоса (остановочный режим) шарик 12 под действием собственного веса опускается, закрывает отверстие седла клапана 10 и клапан работает как обратный клапан, предохраняя систему от давления столба жидкости в трубопроводной трассе. При этом полости Б и В разобщены, между нажимным торцом 6 и нижней точки шарика 12 сохраняется гарантированный зазор К.

При промывочном режиме жидкость подается в полость Б под давлением, гарантированно превышающим рабочее давление. При этом клапанный блок 7 сдвигается вниз, преодолевая усилие пружины, на величину зазора К, и шарик 4 входит в контакт с нажимным торцом 6 упора 3, клапанный блок 7 продолжает движение вниз, и седло клапана 10 отрывается от шарика 12, образуя зазор для прохода жидкости, которая через радиальные сквозные равномерно расположенные отверстия 13, радиальные равномерно расположенные сквозные отверстия 4 упора 3 и полость В упора 3 проходит вниз в сторону напорного патрубка насоса.

1. Клапан универсальный, содержащий расположенные в полом цилиндрическом корпусе запорный элемент в виде шарика, седло, пружину, отличающийся тем, что в нижней части корпуса с помощью нажимной втулки неподвижно закреплен упор, имеющий в верхней части нажимной торец, шарик, взаимодействующий с седлом, установлен в клапанном блоке, поджатом резьбовой втулкой, имеющем возможность скольжения в сквозном отверстии резьбовой втулки и корпусе вдоль вертикальной оси, при этом упор и клапанный блок в исходном положении расположены с гарантированным зазором между нажимным торцом упора и шариком.

2. Клапан универсальный по п.1, отличающийся тем, что упор выполнен в виде полого ступенчатого стакана, в стенке меньшего диаметра которого выполнены радиальные равномерно расположенные сквозные отверстия, на наружной поверхности выполнена кольцевая опорная поверхность для упора пружины.

3. Клапан универсальный по п.2, отличающийся тем, что пружина выполнена, например, в виде пакета тарельчатых пружин.

4. Клапан универсальный по п.2, отличающийся тем, что пружина предварительно сжата усилием, которое определяется рабочим давлением.

5. Клапан универсальный по п.1, отличающийся тем, что корпус клапанного блока выполнен в виде ступенчатой втулки, во внутреннем сквозном отверстии которого выполнена проточка для установки седла клапана, имеющего сквозное отверстие и закрепленного в корпусе с помощью буксы, а выше расположения седла во внутреннем сквозном отверстии корпуса выполнена проточка для расположения шарика.

6. Клапан универсальный по п.1, отличающийся тем, что нажимной торец упора выполнен в виде сферической поверхности.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к внутрискважинному эксплутационному оборудованию, и может быть использовано при добыче нефти, промывке и освоении скважин.

Изобретение относится к области нефтедобычи и предназначено для использования в технике освоения нефтяных и газовых скважин. .

Изобретение относится к насосной технике и может быть использовано в конструкциях насосов, работающих в наклонных или горизонтальных скважинах. .

Изобретение относится к автомобильной силовой трансмиссии. .

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и предназначено для использования в нефтяных скважинах со штанговыми насосами или с электроцентробежными насосами, перекачивающими преимущественно жидкости с высоким содержанием механических примесей.

Изобретение относится к химическим реакторам, в частности к быстрозаменяемому невозвратному устройству для нефтехимического перегонного реактора. .

Изобретение относится к области устройств для прерывания обратного потока газа, пара или жидкости в машинах и трубопроводах и предназначено для использования в насосах, компрессорах, двигателях внутреннего сгорания, гидромашинах, а также в системах, работающих с жидкостями, загрязненными твердыми включениями, например, в глубинных насосах для нефтедобычи.

Изобретение относится к области водоснабжения и предназначено для автоматического слива воды из напорных линий погружных насосов с обратными клапанами в качестве защиты от замерзания, предпочтительно в системах индивидуального водоснабжения.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для использования в насосах, перекачивающих вязкие жидкости, в частности в скважинных штанговых насосах, применяемых для механизированной добычи нефти из скважин.

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для использования в качестве запорно-регулирующего устройства, например, в комплексе оборудования для добычи нефти, в котором подача жидкости осуществляется с помощью скважинного насоса по эксплуатационной трубе насосно-компрессорных труб

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для использования в нефтяной промышленности, в частности во внутрискважинном эксплуатационном оборудовании при добыче пластовой жидкости, профилактических работах, промывке и освоении скважины

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к внутрискважинному эксплуатационному оборудованию, и предназначено для использования при добычи нефти, промывке и освоения скважины

Клапан // 2470210

Изобретение относится к контейнерам для любых целей, особенно - для мусора, и к больничным тележкам, также для любых целей, особенно - для мусора

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к погружному оборудованию для добычи нефти с высоким содержанием газа. Клапан содержит корпус 1, запорный элемент 10 в виде шара, неподвижно закрепленный внутри корпуса 1 полый шток 8 с седлом 11 в верхней части и сквозными радиальными каналами под седлом 11, ограничитель движения шара вверх, подпружиненный подвижный полый поршень 2, расположенный на внешней образующей полого штока 8 с возможностью перекрывать и открывать радиальные каналы 12 и 13 полого штока 8. Полый шток 8 закреплен с помощью муфты 6, снабженной осевыми отверстиями 7. В качестве ограничителя движения шара использована крышка 9 с буртами, а полый поршень 2 выполнен с радиальными каналами в нижней части. Изобретение облегчает запуск погружного насоса после аварийной остановки, что сокращает ежегодные затраты на обслуживание и ремонт, и позволяет проводить опрессовку НКТ. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Электрический паровой утюг 33 с резервуаром 4, предназначенным для помещения в него воды, и с устройством 8, предназначенным для удаления воздуха из резервуара 4 для воды и содержащим клапан 34. В корпусе 14 клапана имеются боковое отверстие 40 и шарообразное тело 30 клапана, которое при заполнении резервуара 4 для воды под действием собственного веса герметично прилегает к седлу 20 клапана и, тем самым, запирает устройство 8 для удаления воздуха, причем при максимальном заполнении резервуара 4 для воды в нем образуется воздушная полость 32. В вертикальном нерабочем положении парового утюга 33 устройство 8 для удаления воздуха находится в открытом состоянии, при этом конечный участок 46 воздуховода 42 с имеющимся отверстием 16 для жидкости выступает в воздушную полость 32. Данное изобретение предназначено, в частности, для надежного выравнивания давления в резервуаре для воды электрического парового утюга как в вертикальном нерабочем положении, так и в горизонтальном рабочем положении и для надежного заполнения резервуара для воды. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области арматуростроения и предназначено в качестве запорно-регулирующего устройства для использования, например, в комплексе оборудования для добычи нефти, в котором подача жидкости осуществляется с помощью электроцентробежного насоса. Универсальный клапан содержит расположенные в полом цилиндрическом корпусе клапанный блок, поджатый резьбовой втулкой, запорный элемент в виде шарика, расположенный в кольцевой проточке корпуса клапанного блока, седло, пружину, упор со сквозными отверстиями. Нажимной сферический торец упора в исходном положении расположен с гарантированным зазором по отношению к шарику. В стенке корпуса клапанного блока в зоне расположения кольцевой проточки выполнены глухие равномерно расположенные по окружности продольные пазы. На наружной цилиндрической поверхности корпуса клапанного блока расположены два буртика. В них выполнены кольцевые канавки для установки разрезных втулок. Последние установлены таким образом, что между поверхностью центрального сквозного отверстия корпуса клапана и наружной цилиндрической поверхностью корпуса клапанного блока образуется зазор. На боковой поверхности центрального осевого сквозного отверстия резьбовой втулки выполнена кольцевая канавка для установки уплотнительной системы. Эта система состоит из двух компонентов - эластичного элемента и двух неэластичных разрезных опорных колец. Внутри упора выполнен канал для прохода рабочей жидкости с выходным отверстием. Пружина предварительно сжата усилием, величина которого определяется рабочим давлением, и расположена в герметичной полости. Изобретение направлено на обеспечение надежной, устойчивой, стабильной работы клапана и повышение эффективности работы насосной установки. 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение направлено на получение технического результата, выражающегося в повышении энергоэффективности погружного насосного оборудования. Указанный технический результат достигается тем, что в клапане обратном, содержащем корпус, запорный элемент и седло, сжатая пружина расположена поперек хода запорного элемента, а прижатие запорного элемента к седлу осуществляется прогибом сжатой пружины. 4 ил.
Наверх