RU2739410C1

RU2739410C1 - Reverse valve

Info

Publication number: RU2739410C1
Application number: RU2020123801A
Authority: RU
Inventors: Ирина Викторовна Гиясова; Тимур Батырович Гиясов
Priority date: 2020-07-17
Filing date: 2020-07-17
Publication date: 2020-12-23

Abstract

FIELD: valve industry.

SUBSTANCE: invention relates to pipeline valves and is intended for use in oil industry, namely in downhole equipment during production of formation fluid, preventive works, flushing and development of wells. Reverse reversing valve includes cylindrical housing with connecting thread on ends, in housing there are two threads, lower thread for attachment of seat for shutoff element made in form of steel ball, and upper thread for attachment of ball lifting limiter. Seat for ball is made with conical cavity facing inlet of seat. In the ball lifting limiter there is an outlet channel, in parallel to the outlet channel there is a radial groove which hangs over the ball and protects it from vertical action of the flushing liquid, and also facilitates its movement into the upper part of the cavity, wherein the reaction force of the jet holds the ball in the upper part of the cavity during the entire period of passage of liquid through the reverse valve.

EFFECT: invention is aimed at improvement of reliability, reduction of hydraulic resistance and power consumption during pumping of liquid.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для использования в нефтяной промышленности, а именно во внутрискважинном оборудовании при добыче пластовой жидкости, профилактических работах, промывке и освоении скважин.The invention relates to pipeline valves and is intended for use in the oil industry, namely in downhole equipment for the production of formation fluid, maintenance, flushing and well development.

Известен обратный клапан содержащий корпус с верхней и нижней внутренней присоединительной резьбой, подвижный ступенчатый стакан со сквозными отверстиями на наружной поверхности которого выполнена кольцевая проточка в которой установлена эластомерная кольцевая прокладка, муфта для регулировки поджатия пружины, защитное уплотнение поджатое пробкой, запорный элемент в виде шарика. (Патент РФ №2391592, MПК F16K 15/04, дата публикации 10.06.2010 г.)Known check valve containing a housing with upper and lower internal connecting threads, a movable stepped glass with through holes on the outer surface of which an annular groove is made in which an elastomeric ring gasket is installed, a clutch for adjusting the spring preload, a protective seal pressed by a plug, a ball-shaped locking element. (RF patent No. 2391592, MPK F16K 15/04, publication date June 10, 2010)

Недостатком известного обратного клапана является низкая надежность при эксплуатации из-за возможности попадания твердых частиц содержащихся в пластовой жидкости, в зазор между ступенчатым стаканом, а также при перемещении ступенчатого стакана вниз защитное уплотнение под силой сжатия пробкой будет выдвигаться в продольные отверстия, а при подъеме ступенчатого стакана будет срезана часть уплотнения нижними торцами продольных отверстий, что приведет к нарушению герметизации, наличие пружины в конструкции ведет к дополнительным энергетическим затратам при промывочном режиме работы клапана.The disadvantage of the known check valve is low reliability during operation due to the possibility of ingress of solid particles contained in the formation fluid into the gap between the stepped nozzle, as well as when the stepped nozzle is moved downward, the protective seal under the compression force of the plug will move into the longitudinal holes, and when the stepped part of the seal will be cut off by the lower ends of the longitudinal holes, which will lead to a breach of sealing, the presence of a spring in the structure leads to additional energy costs during the flushing mode of the valve.

Известен клапан обратный реверсивный содержащий цилиндрический корпус из двух полукорпусов со ступенчатым отверстием в котором установлен ступенчатый цилиндрический клапанный модуль с кольцевыми зазорами образованными внутренней поверхностью полукорпусов и наружной поверхностью ступеней соответственно. В модуле выполнены равнонаправленные отверстия, соединенные с непересекающимися наклонными ассиметричными клапанами соответственно размеры и количество которых зависит от проходного сечения клапана обратного реверсивного. В отверстиях установлены кольцевые седла и запорные элементы (шарики) образующие клапаны прямого и обратного действия соответственно. Клапанный модуль снабжен ограничителем осевого перемещения шарика. В ограничителе выполнены отверстия для прохода жидкости. Шарик поджат пружиной посредством упора в котором выполнено ступенчатое отверстие для размещения шарика и продольные отверстия для прохода жидкости. Для регулирования сжатия пружины второй конец ее снабжен регулировочной гайкой, установленной с помощью резьбового соединения в полукорпусе. (Патент RU 2449192 C1).Known is a reversible check valve containing a cylindrical body of two half-bodies with a stepped hole in which a stepped cylindrical valve module is installed with annular gaps formed by the inner surface of the half-bodies and the outer surface of the steps, respectively. Equidirectional holes are made in the module, connected to non-intersecting inclined asymmetric valves, respectively, the size and number of which depends on the flow area of the reverse check valve. The holes are equipped with annular seats and shut-off elements (balls) forming direct and reverse acting valves, respectively. The valve module is equipped with a limiter for the axial movement of the ball. The restrictor has holes for fluid passage. The ball is pressed by a spring by means of a stop in which a stepped hole is made to accommodate the ball and longitudinal holes for the passage of liquid. To regulate the compression of the spring, its second end is equipped with an adjusting nut installed by means of a threaded connection in the half-body. (Patent RU 2449192 C1).

Недостатком известного клапана обратного реверсивного является повышенная сопротивляемость прохождению промывочной жидкости через клапан из-за поджатия шарика пружиной. Кроме того, попадание твердых частиц между спиралями пружины и внутренней стенкой корпуса будет препятствовать сжатию пружины, что приведет к увеличению гидравлического сопротивления потоку промывочной жидкости. А также недостатком известного клапана является ограничитель с отверстиями и шарик, размещенный на выходе проходного канала, которые оказывают сопротивление прохождению пластовой жидкости, к тому же жидкость ударяется о преграды, вызванные тором регулировочной гайки и торцом упора возникает встречное торможение потоку.The disadvantage of the known reversible check valve is the increased resistance to the passage of the flushing fluid through the valve due to the compression of the ball by the spring. In addition, the ingress of solid particles between the spring coils and the inner wall of the housing will prevent the spring from compressing, which will lead to an increase in the hydraulic resistance to the flushing fluid flow. And also the disadvantage of the known valve is a restrictor with holes and a ball located at the outlet of the passage channel, which resist the passage of the formation fluid, moreover, the fluid hits the obstacles caused by the torus of the adjusting nut and the end of the stop there is a counterflow deceleration.

Задача изобретения - разработка конструкции клапана обратного реверсивного обеспечивающего надежность работы и снижение гидравлического сопротивления потоку жидкости.The objective of the invention is to develop a design of a reversible check valve, which ensures reliable operation and a decrease in hydraulic resistance to the fluid flow.

Данная задача решается за счет того, что клапан обратный реверсивный содержит цилиндрический корпус с присоединительной резьбой на концах, в корпусе выполнены две резьбы, нижняя для крепления седла для запорного элемента выполненного в виде стального шарика, а верхняя резьба для крепления ограничителя подъема шарика. Седло для шарика выполнено с конусным углублением обращенным к входному отверстию седла. В ограничителе подъема шарика выполнен выходной канал, параллельно выходному каналу выполнена радиусная канавка которая нависает над шариком и защищает его от вертикального воздействия промывочной жидкости, а также способствует его перемещению в верхнюю часть полости, при этом сила реакции струи удерживает шарик в верхней части полости весь период прохождения жидкости через клапан обратный реверсивный.This problem is solved due to the fact that the reversible valve contains a cylindrical body with a connecting thread at the ends, two threads are made in the body, the lower thread is for attaching the saddle for the locking element made in the form of a steel ball, and the upper thread is for fastening the ball lift limiter. The seat for the ball is made with a tapered recess facing the inlet of the seat. An outlet channel is made in the ball lift limiter, a radial groove is made parallel to the outlet channel, which hangs over the ball and protects it from the vertical effect of the flushing fluid, and also promotes its movement to the upper part of the cavity, while the reaction force of the jet keeps the ball in the upper part of the cavity for the entire period the passage of liquid through the valve is reversible.

Элементы клапана выполнены из твердых материалов (металл, пластик и т.д.)Valve elements are made of solid materials (metal, plastic, etc.)

Сущность изобретения поясняется чертежами на которых изображено: на фиг. 1 - общий вид клапана обратного реверсивного; на фиг. 2 - вид клапана обратного реверсивного при рабочем режиме; на фиг. 3 - вид клапана обратного реверсивного при остановочном режиме; на фиг. 4 - вид клапана обратного реверсивного при промывочном режимеThe essence of the invention is illustrated by drawings, which show: FIG. 1 - General view of the reversible check valve; in fig. 2 - view of the reversible check valve in operating mode; in fig. 3 - view of the reversible check valve at stop mode; in fig. 4 - view of the reverse reversible valve during flushing mode

Клапан обратный реверсивный содержит цилиндрический корпус 1 с присоединительными резьбами на концах, резьбу 2 и 8, седло для запорного элемента 3, входное отверстие 4, конусное углубление 5, стенку конусного углубления 6, шарик 7, ограничитель подъема шарика 9, выходной канал 10, радиусную канавку 11, полость 12.The reversible check valve contains a cylindrical body 1 with connecting threads at the ends, threads 2 and 8, a seat for the shut-off element 3, an inlet 4, a tapered recess 5, a wall of a tapered recess 6, a ball 7, a ball lift stop 9, an outlet channel 10, a radius groove 11, cavity 12.

Клапан обратный реверсивный работает в трех режимах эксплуатации: рабочем, остановочном, промывочном.The reversible check valve operates in three modes of operation: working, stopping, flushing.

При включении насоса добываемая жидкость через входное отверстие 4 воздействует давлением на шарик 7, при этом шарик ударяется о радиусную канавку 11, котораяя способствует его перемещению в полость 12 образованной стенкой корпуса и радиусной канавкой и сила реакции струи добываемой жидкости удерживает шарик в полости 12 весь период прохождения жидкости через клапан обратный реверсивный.When the pump is turned on, the produced fluid through the inlet 4 acts with pressure on the ball 7, while the ball hits the radial groove 11, which contributes to its movement into the cavity 12 formed by the housing wall and the radial groove, and the reaction force of the jet of the produced fluid keeps the ball in the cavity 12 for the entire period the passage of liquid through the valve is reversible.

При остановочном режиме клапан обратный реверсивный работает следующим образом. При остановке насоса давление в полости 12 падает и шарик падает на седло, перекрывает входное отверстие при этом выполняет роль обратного клапана находящегося в трубопроводной трассе.In the stop mode, the reverse check valve works as follows. When the pump stops, the pressure in the cavity 12 drops and the ball falls onto the seat, closes the inlet, while acting as a check valve located in the pipeline route.

При промывочном режиме клапан обратный реверсивный работает следующим образом. При включении насоса промывочная жидкость под давлением превышающим давление жидкости находящейся в вертикальном трубопроводе поступает в выходной канал 10, жидкость встречает преграду в виде наклонной стенки конусного углубления 5 при этом возникает гидравлический удар по шарику 7 который перемещается в полость 12 и сила реакции струи промывочной жидкости удерживает шарик в полости 12 весь период прохождения промывочной жидкости через клапан обратный реверсивный.In the flushing mode, the reverse check valve operates as follows. When the pump is turned on, the flushing liquid under a pressure exceeding the pressure of the liquid in the vertical pipeline enters the outlet channel 10, the liquid meets an obstacle in the form of an inclined wall of the conical recess 5, while a hydraulic shock occurs on the ball 7, which moves into the cavity 12 and the reaction force of the jet of the flushing liquid keeps the ball in the cavity 12 for the entire period of passage of the flushing liquid through the valve is reversible.

Частично нависая над входным отверстием 4 шарик 7 омывается потоком жидкости как при рабочем режиме, так и при промывочном режиме, что способствует снижению сопротивления потоку жидкости.Partly overhanging the inlet 4, the ball 7 is washed by the fluid flow both during the operating mode and during the flushing mode, which helps to reduce the resistance to the fluid flow.

Claims

Reversible check valve, containing a cylindrical body with a connecting thread at the ends, as well as a ball-shaped shut-off element, characterized in that there are two threads in the cylindrical body, a seat for the ball-shaped shut-off element is fixed in the lower thread, and a ball lift stop in the upper thread , the saddle for the ball is made with a conical recess facing the inlet of the saddle, an outlet channel is made in the ball lift stop, a radius groove is made parallel to the outlet channel, which hangs over the ball.