[go: up one dir, main page]

RU2379566C1 - Return valve - Google Patents

Return valve Download PDF

Info

Publication number
RU2379566C1
RU2379566C1 RU2008121283/06A RU2008121283A RU2379566C1 RU 2379566 C1 RU2379566 C1 RU 2379566C1 RU 2008121283/06 A RU2008121283/06 A RU 2008121283/06A RU 2008121283 A RU2008121283 A RU 2008121283A RU 2379566 C1 RU2379566 C1 RU 2379566C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
locking element
check valve
limiter
increasing
bores
Prior art date
Application number
RU2008121283/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008121283A (en
Inventor
Алексей Валерьевич Антоневич (RU)
Алексей Валерьевич Антоневич
Original Assignee
Алексей Валерьевич Антоневич
Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "АВиС"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Алексей Валерьевич Антоневич, Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "АВиС" filed Critical Алексей Валерьевич Антоневич
Priority to RU2008121283/06A priority Critical patent/RU2379566C1/en
Publication of RU2008121283A publication Critical patent/RU2008121283A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2379566C1 publication Critical patent/RU2379566C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Check Valves (AREA)
  • Lift Valve (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention is provided for usage in oil wells with co sucker-rod pumps or with electric-centrifugal pumps, dispensing mainly liquids with high content of mechanical impurities. Return valve includes casing, seat, gate. The later is installed in restraint with tapered openings, transferring into tapered bores. Restraint is implemented with ability of increasing of open flow area between gate and restraint at axial movement of gate.
EFFECT: increasing of durability of return valve and increasing of processability of its manufacture.
6 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано в нефтяных скважинах со штанговыми насосами или с электроцентробежными насосами, перекачивающими преимущественно жидкости с высоким содержанием механических примесей.The invention relates to petroleum engineering and can be used in oil wells with sucker rod pumps or with electric centrifugal pumps, pumping mainly liquids with a high content of solids.

Известен клапан штангового насоса (по патенту на полезную модель RU 42281), содержащий запорный элемент со сферической или конической поверхностью и составное седло. Наружный кольцевой элемент седла выполнен из пластичного антифрикционного материала, внутренний кольцевой элемент выполнен из износостойкого твердого, но хрупкого материала. Отверстия наружного и внутреннего кольцевых элементов образованы конической сужающейся поверхностью с переходом в цилиндрическую поверхность. В результате достигается повышение надежности работы клапана за счет безударной посадки запорного элемента на внутренний кольцевой элемент.A known valve pump rod (according to the patent for utility model RU 42281) containing a locking element with a spherical or conical surface and a composite seat. The outer annular element of the saddle is made of plastic antifriction material, the inner annular element is made of wear-resistant solid, but brittle material. The holes of the outer and inner annular elements are formed by a conical tapering surface with a transition to a cylindrical surface. The result is an increase in the reliability of the valve due to the shock-free fit of the locking element on the inner annular element.

Известен клапан для насосных скважин (по патенту на полезную модель RU 50592), содержащий корпус с осевым отверстием и седлом для посадки шара и шар для перекрытия осевого отверстия. При посадке шара в седло происходит дросселирование жидкости через суженый зазор между шаром и сужением. Шар тормозится, за счет чего резко снижается сила удара его о посадочное седло. Известен клапан обратный (по патенту на полезную модель RU 55018), состоящий из цилиндрического корпуса с внутренним кольцевым выступом, запорного элемента, установленного с возможностью осевого перемещения внутри корпуса, седла, закрепленного с помощью резьбовой втулки, ограничителя с отверстиями для протока жидкости.A known valve for pumping wells (according to the patent for utility model RU 50592), comprising a housing with an axial hole and a seat for seating the ball and a ball for closing the axial hole. When the ball lands in the saddle, fluid throttling occurs through the narrowed gap between the ball and the narrowing. The ball is braked, due to which the force of its impact on the landing saddle is sharply reduced. Known check valve (according to the patent for utility model RU 55018), consisting of a cylindrical body with an internal annular protrusion, a locking element mounted with the possibility of axial movement inside the body, a saddle fixed with a threaded sleeve, a limiter with holes for fluid flow.

Общим недостатком известных клапанов является то, что при открытом клапане запорный элемент занимает преимущественно одно положение в ограничителе (в клетке), не зависящее от величины потока. При этом обтекание потоком, содержащим абразивные механические примеси, запорного элемента приводит к разрушению стенок корпуса или клетки.A common disadvantage of the known valves is that when the valve is open, the shut-off element occupies mainly one position in the restrictor (in the cage), independent of the flow rate. In this case, the flow around the stream containing abrasive mechanical impurities of the shut-off element leads to the destruction of the walls of the body or cell.

Известен обратный клапан по патенту US 5593292, выбранный в качестве прототипа, содержащий ограничитель с отверстиями для протока жидкости, выполненный с возможностью увеличения проходного сечения при осевом перемещении запорного элемента. Отверстия выполнены в виде секторных вырезов. В корпусе выполнены расширяющиеся расточки. Его недостатком явлется низкая технологичность изготовления отверстий и расточек сложной формы, сопряженные друг с другом по сложной поверхности. При этом требуется фрезерная обработка. Конструкция обладает недостаточной жесткостью (прочностью) и низкой износостойкостью. При фрезерной обработке секторых вырезов образуются углы (узлы напряжения), в которых образуются микротрещины и другие инициаторы разрушения материала при нагрузке. Перемычки между секторными вырезами, имеющие прямоугольную форму (вид сверху), также характеризуются пониженной жескостью (прочностью).Known non-return valve according to patent US 5593292, selected as a prototype, containing a stopper with holes for fluid flow, configured to increase the flow area with axial movement of the locking element. The holes are made in the form of sector cutouts. The body is made expanding bores. Its disadvantage is the low manufacturability of manufacturing holes and bores of complex shape, paired with each other on a complex surface. This requires milling. The design has insufficient rigidity (strength) and low wear resistance. When milling sector cuts, corners (stress nodes) are formed in which microcracks and other initiators of material destruction under load are formed. The jumpers between the sector cutouts, having a rectangular shape (top view), are also characterized by reduced rigidity (strength).

Технической задачей изобретения является увеличение срока службы обратного клапана и повышение технологичности его изготовления.An object of the invention is to increase the service life of the check valve and increase the manufacturability of its manufacture.

Технический результат достигается в клапане обратном, включающем корпус, седло, запорный элемент, установленный в ограничителе с конусными отверстиями, переходящими в конусные расточки для протока жидкости. Ограничитель с конусными отверстиями и расточками выполнен с возможностью увеличения проходного сечения между запорным элементом и ограничителем при осевом перемещении запорного элемента. Угол раствора конусных отверстий и расточек составляет 1-20 градусов. Седло закреплено с помощью гайки и втулки. Втулка не выходит за габариты корпуса, снабжена уплотнительным кольцом и пазами под ключ. Ограничитель выполнен в виде клетки, закрепленной с помощью стопорного кольца. Запорный элемент выполнен в виде шара.The technical result is achieved in a non-return valve, comprising a housing, a seat, a shut-off element installed in the limiter with conical holes passing into conical bores for the flow of fluid. The limiter with conical holes and bores is made with the possibility of increasing the flow area between the locking element and the limiter during axial movement of the locking element. The angle of the solution of cone holes and bores is 1-20 degrees. The seat is secured with a nut and sleeve. The sleeve does not go beyond the dimensions of the housing, is equipped with a sealing ring and keyways. The limiter is made in the form of a cell, fixed with a snap ring. The locking element is made in the form of a ball.

Изобретение поясняется фиг.1-5: фиг.1 - клапан обратный в сборе; фиг.2 - втулка;The invention is illustrated figure 1-5: figure 1 - check valve assembly; figure 2 - sleeve;

фиг.3 - ограничитель (клетка); фиг.4-5 - ограничитель (вид с торцов).figure 3 - limiter (cell); 4-5 - limiter (end view).

Клапан обратный состоит из цилиндрического корпуса 1 с внутренним кольцевым выступом 2. На концах корпуса 1 выполнена резьба 15 для монтажа в колонну. Внутри корпуса 1 установлены запорный элемент 3 в виде шара, седло 4, ограничитель хода запорного элемента 3 в виде клетки 5. Седло 4, шар 3, клетка 5 выполнены из износостойких твердых сплавов, например ВК-15. Седло 4 установлено с одной стороны кольцевого выступа 2, а клетка 5 закреплена с другой стороны кольцевого выступа 2 с помощью стопорного кольца 6.The check valve consists of a cylindrical body 1 with an inner annular protrusion 2. At the ends of the body 1 a thread 15 is made for mounting in a column. Inside the housing 1, a locking element 3 in the form of a ball, a saddle 4, a travel stop of the locking element 3 in the form of a cage 5 is installed. The saddle 4, ball 3, cage 5 are made of wear-resistant hard alloys, for example VK-15. The saddle 4 is installed on one side of the annular protrusion 2, and the cage 5 is fixed on the other side of the annular protrusion 2 using the retaining ring 6.

Запорный элемент 3 установлен в клетке 5 с возможностью осевого перемещения внутри клетки 5, снабженной отверстиями 7 для протока жидкости, переходящими в расточки 11, образующие вместе с перемычками 12 внутренние стенки клетки 5, фиг.3. Перемычки 12 выполняют роль направляющих для запорного элемента 3.The locking element 3 is installed in the cell 5 with the possibility of axial movement inside the cell 5, equipped with holes 7 for the flow of fluid, passing into the bores 11, forming together with the jumpers 12 the inner walls of the cell 5, Fig.3. Jumpers 12 act as guides for the locking element 3.

Клетка 5 (фиг.3-5) выполнена с возможностью увеличения проходного сечения между запорным элементом 3 и клеткой 5 при осевом перемещении запорного элемента 3. Это достигается тем, что отверстия 7 для протока жидкости и расточки 11 на внутренних стенках выполнены конусными. Угол раствора конусных отверстий 7 и угол раствора конусных расточек 11, которые выполняются одним инструментом в ходе одной технологической операции, совпадает и может находиться в диапазоне 1-20 градусов (на фиг.3 показан угол α, составляющий половину угла раствора). Угол раствора зависит от диаметра шарового запорного элемента 3 (от его массы).Cell 5 (Figs. 3-5) is configured to increase the flow area between the locking element 3 and the cell 5 when the locking element 3 is axially moved. This is achieved by the fact that the openings 7 for the fluid duct and the bore 11 on the inner walls are conical. The angle of the solution of the cone holes 7 and the angle of the solution of the cone bores 11, which are performed by one tool during one technological operation, coincides and can be in the range of 1-20 degrees (figure 3 shows the angle α, which is half the angle of the solution). The angle of the solution depends on the diameter of the ball locking element 3 (on its mass).

Седло 4 закреплено с помощью резьбовой гайки 8 и резьбовой втулки 9, снабженной пазами 10, под ключ (фиг.2). Для защиты резьбы 13 втулка 9 снабжена уплотнительным кольцом 14.The saddle 4 is fixed using a threaded nut 8 and a threaded sleeve 9, equipped with grooves 10, turnkey (figure 2). To protect the thread 13, the sleeve 9 is equipped with a sealing ring 14.

Клапан обратный изготавливается и работает следующим образом. На обрабатывающих центрах в ходе одной технологической операции выполняется коническое отверстие в верхней части клетки 5, переходящее в коническую расточку. Отверстия и расточки выполняются одним и тем же инструментом (сверла и специальные развертки) с одной установки, все они выполнены максимально соосно между собой, с одинаковым углом раствора, погрешность размеров минимальна. Одновременное изготовление конических отверстий и расточек позволяет повысить технологичность операции и сократить время изготовления деталей.The check valve is manufactured and operates as follows. At the processing centers during one technological operation, a conical hole is made in the upper part of the cage 5, which passes into a conical bore. Holes and bores are performed with the same tool (drills and special reamers) from one installation, they are all made as coaxially with each other, with the same angle of the solution, the dimensional error is minimal. The simultaneous manufacture of conical holes and bores can improve the manufacturability of the operation and reduce the manufacturing time of parts.

Конусные отверстия, имеющие в сечении форму круга, позволяют при том же суммарном проходном сечении добиться максимальной жесткости (прочности) ограничителя за счет того, что площадь круга максимальна при минимальной длине периметра отверстия, а также за счет двояковогнутой формы перемычек на ограничителе.Cone openings having a circle shape in cross section allow, with the same total bore, to achieve maximum stiffness (strength) of the limiter due to the fact that the circle area is maximum with the minimum length of the perimeter of the hole, as well as due to the biconcave shape of the jumpers on the limiter.

При использовании с насосами клапан устанавливают в насосно-компрессорную трубу.When used with pumps, the valve is installed in the tubing.

После включения насоса рабочая жидкость поступает через резьбовую втулку 8 к запорному элементу 3. Под действием давления жидкости запорный элемент 3 поднимается с седла 4 и перемещается внутри клетки 5 вдоль направляющих перемычек 12 по направлению потока, образуя поток жидкости внутри клапана. Положение равновесия запорного элемента 3 достигается при выравнивании силы тяжести, действующей на запорный элемент, и силы, действующей на него со стороны потока. Далее жидкость проходит через отверстия 7 клетки 5 и поступает на выход клапана.After turning on the pump, the working fluid enters through the threaded sleeve 8 to the locking element 3. Under the action of the liquid pressure, the locking element 3 rises from the seat 4 and moves inside the cage 5 along the guide bridges 12 in the direction of flow, forming a fluid flow inside the valve. The equilibrium position of the locking element 3 is achieved by aligning the gravity acting on the locking element and the force acting on it from the flow side. Next, the fluid passes through the holes 7 of the cell 5 and enters the valve outlet.

При увеличении потока жидкости увеличивается сила, действующая на запорный элемент со стороны потока. Запорный элемент 3 поднимается вверх вдоль направляющих перемычек 12. При этом увеличивается проходное сечение между запорным элементом и внутренними стенками клетки 5 и достигается новое положение равновесия запорного элемента 3 в клетке 5.With increasing fluid flow, the force acting on the shut-off element from the flow side increases. The locking element 3 rises up along the guide jumpers 12. In this case, the passage section between the locking element and the inner walls of the cell 5 is increased and a new equilibrium position of the locking element 3 in the cell 5 is reached.

Таким образом, достигается равномерность износа стенок клетки 5 за счет плавного увеличения проходного сечения между запорным элементом 3 и клеткой 5 при осевых перемещениях запорного элемента между крайними положениями. Кроме того, увеличивается площадь контакта между запорным элементом и клеткой 5: в зоне максимального износа размер h перемычки 12 больше в 2 раза, чем в зоне умеренного износа, что приводит к увеличению срока службы максимально изнашиваемой детали - клетки (фиг.3-5).Thus, the uniformity of the wear of the walls of the cell 5 is achieved due to a smooth increase in the bore between the locking element 3 and the cell 5 during axial movements of the locking element between the extreme positions. In addition, the contact area between the locking element and the cage 5 is increased: in the zone of maximum wear, the size h of the jumper 12 is 2 times larger than in the zone of moderate wear, which leads to an increase in the service life of the maximum wearing part - cells (Figs. 3-5) .

При остановке насоса запорный элемент 3 под давлением столба рабочей жидкости в колонне опускается в седло 4, тем самым предотвращает обратный поток рабочей жидкости и удерживает жидкость в колонне насосно-компрессорных труб.When the pump stops, the shut-off element 3 under the pressure of the column of working fluid in the column is lowered into the seat 4, thereby preventing the reverse flow of the working fluid and holds the fluid in the string of tubing.

При необходимости замены запорного элемента 3 или седла 4 в клапане сливают жидкость из колонны над обратным клапаном с помощью сливного клапана. Для замены седла 4 с запорным элементом 3 выкручивают резьбовую втулку 9 с гайкой 8. Втулка 9 не выходит за габариты корпуса 1, тем самым уменьшая сопротивление потоку (повышается КПД всей установки) и повышая износостойкость клапана.If it is necessary to replace the locking element 3 or the seat 4 in the valve, liquid is drained from the column above the non-return valve using a drain valve. To replace the seat 4 with the locking element 3, unscrew the threaded sleeve 9 with the nut 8. The sleeve 9 does not go beyond the dimensions of the housing 1, thereby reducing the flow resistance (increasing the efficiency of the entire installation) and increasing the wear resistance of the valve.

Уплотнительное кольцо 14, установленное в кольцевой выточке во втулке 9, предохраняет резьбу 13 на гайке 8 от воздействия агрессивной рабочей жидкости.An o-ring 14, mounted in an annular groove in the sleeve 9, protects the thread 13 on the nut 8 from exposure to aggressive hydraulic fluid.

Claims (6)

1. Клапан обратный, включающий корпус, седло, запорный элемент, установленный в ограничителе с конусными отверстиями, переходящими в конусные расточки, ограничитель выполнен с возможностью увеличения проходного сечения между запорным элементом и ограничителем при осевом перемещении запорного элемента.1. The check valve, comprising a housing, a saddle, a locking element installed in the limiter with conical holes turning into conical bores, the limiter is made with the possibility of increasing the flow section between the locking element and the limiter during axial movement of the locking element. 2. Клапан обратный по п.1, отличающийся тем, что угол раствора конусных отверстий и расточек составляет 1-20°.2. The check valve according to claim 1, characterized in that the angle of the conical holes and bores is 1-20 °. 3. Клапан обратный по п.1, отличающийся тем, что седло закреплено с помощью гайки и втулки.3. The check valve according to claim 1, characterized in that the seat is fixed with a nut and a sleeve. 4. Клапан обратный по п.3, отличающийся тем, что втулка не выходит за габариты корпуса, снабжена уплотнительным кольцом и пазами под ключ.4. The check valve according to claim 3, characterized in that the sleeve does not go beyond the dimensions of the body, is equipped with a sealing ring and keyways. 5. Клапан обратный по п.1, отличающийся тем, что ограничитель выполнен в виде клетки, закрепленной с помощью стопорного кольца.5. The check valve according to claim 1, characterized in that the limiter is made in the form of a cage fixed with a retaining ring. 6. Клапан обратный по п.1, отличающийся тем, что запорный элемент выполнен в виде шара. 6. The check valve according to claim 1, characterized in that the locking element is made in the form of a ball.
RU2008121283/06A 2008-05-27 2008-05-27 Return valve RU2379566C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008121283/06A RU2379566C1 (en) 2008-05-27 2008-05-27 Return valve

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008121283/06A RU2379566C1 (en) 2008-05-27 2008-05-27 Return valve

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008121283A RU2008121283A (en) 2009-12-10
RU2379566C1 true RU2379566C1 (en) 2010-01-20

Family

ID=41488929

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008121283/06A RU2379566C1 (en) 2008-05-27 2008-05-27 Return valve

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2379566C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2503866C1 (en) * 2012-10-19 2014-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Кузнецк" Rod check valve
RU2593574C1 (en) * 2015-05-05 2016-08-10 Алексей Валерьевич Антоневич Ball check valve (versions)
RU167424U1 (en) * 2016-06-20 2017-01-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" RETURN BALL VALVE
RU2667595C1 (en) * 2017-07-03 2018-09-21 Объединенный Институт Ядерных Исследований (Оияи) Electrically independent safety valve for vacuum-operating drift camera
RU2780756C1 (en) * 2021-06-30 2022-09-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) Check valve for electric submersible pumps for high-rate wells

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2503866C1 (en) * 2012-10-19 2014-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "Газпром добыча Кузнецк" Rod check valve
RU2593574C1 (en) * 2015-05-05 2016-08-10 Алексей Валерьевич Антоневич Ball check valve (versions)
RU167424U1 (en) * 2016-06-20 2017-01-10 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственная фирма "Пакер" RETURN BALL VALVE
RU2667595C1 (en) * 2017-07-03 2018-09-21 Объединенный Институт Ядерных Исследований (Оияи) Electrically independent safety valve for vacuum-operating drift camera
RU2780756C1 (en) * 2021-06-30 2022-09-30 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) Check valve for electric submersible pumps for high-rate wells

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008121283A (en) 2009-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9790772B2 (en) Plunger lift apparatus
US6685451B1 (en) Valve assembly for sucker rod operated subsurface pumps
RU2379566C1 (en) Return valve
RU2391592C1 (en) Check valve
RU153634U1 (en) RETURN VALVE VALVE
RU158258U1 (en) BALL VALVE RETURN BALL SPRING
CN106089135A (en) Oil drilling arrow formula drilling tool float valve
RU2449192C1 (en) Reversible check valve
US20200063878A1 (en) Check valve
RU78259U1 (en) CHECK VALVE
RU76379U1 (en) CHECK VALVE
RU2466265C1 (en) Overflow check valve
RU176713U1 (en) CHECK VALVE
RU2593574C1 (en) Ball check valve (versions)
RU2416754C1 (en) Universal valve
CN211314144U (en) Throttling bypass valve for continuous oil pipe
RU76380U1 (en) CHECK VALVE
RU81520U1 (en) CHECK VALVE
RU55018U1 (en) CHECK VALVE
RU2739410C1 (en) Reverse valve
CN108798591A (en) A kind of arrow-shaped check valve
RU161651U1 (en) RETURN BALL VALVE
RU2405998C1 (en) Universal valve
RU2789294C1 (en) Reverse check valve
RU179228U1 (en) REVERSE VALVE REVERSE