КЛАПАН ШТАНГОВОГО ГЛУБИННОГО ПОГРУЖНОГО НАСОСА

Полезная модель относится к области насосостроения, в частности к конструкции клапанов насосных установок, предназначенным для подъема жидкости с больших глубин.
Известен шариковый клапан штангового погружного глубинного насоса, содержащий корпус с входной и выходной полостями и размещенными в корпусе запорным органом, выполненным в виде шара и седлом закрепленным в корпусе с помощью резьбовой втулки (см. патент на полезную модель RU №70544, кл. Е21В 34/06, 27.01.2008).
Однако данный клапан имеет недостаточные герметичность и ресурс, что связано с ограниченной площадью контакта запорного органа в виде шара и седла, а также наличия в зоне контакта запорного органа и седла механических примесей, содержащихся в пластовой жидкости.
Наиболее близким к полезной модели по технической, сущности и достигаемому результату является клапан скважинного погружного насоса, содержащий корпус, в котором размещены запорный орган, выполненный в виде плунжера со штоком, седло, закрепленное в корпусе с помощью резьбовой втулки, и ограничитель хода запорного органа, выполненный в виде размещенного на штоке, подпружиненного относительно корпуса груза (см. патент РФ №2296885, кл. F16K 5/02, 10.04.2007).
К недостаткам данной конструкции клапана относятся большой износ штока и снижение пропускной способности клапана через седло.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является упрощение конструкции клапана и предотвращение снижения пропускной его способности.
Техническим результатом на который направлена полезная модель является повышение надежности и ресурса клапана штангового глубиннго погружного насоса.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что клапан штангового глубинного погружного насоса содержит корпус, в котором размещены запорный орган, седло, закрепленное в корпусе с помощью резьбовой втулки, при этом запорный орган выполнен в виде цилиндрического плунжера с конической фаской со стороны торцевой поверхности, обращенной в сторону седла, и направляющим хвостовиком с обратной стороны в котором выполнены секторные отверстия на боковой поверхности и со стороны его торца, причем площадь отверстий в хвостовике равна площади отверстия в седле в открытом положении запорного органа, а в закрытом положении плунжер расположен с возможностью образования запорной пары с внутренней поверхностью седла, которое образовано набором подвижных в радиальном направлении колец и упорным кольцом и прижато через опорное кольцо в выполненный в корпусе кольцевой уступ резьбовой втулкой, при этом набор подвижных в радиальном направлении колец подпружинен в радиальном направлении размещенными в эксцентричных канавках корпуса эластичными элементами, а упорное кольцо выполнено с уплотнительной конической фаской под фаску плунжера и установлено между набором колец и резьбовой втулкой. В результате достигается повышение надежности и ресурса клапана штангового глубинного погружного насоса.
Анализ работы клапанов погружных штанговых глубинных насосов, показывает, что конструктивные особенности выполнения клапанов оказывает существенное влияние на надежность работы всей установки.
Поджатие подвижных в радиальном направлении уплотнительных колец эластичными элементами позволяет исключить образование зазора между ними и плунжером и предотвращает попадание механических примесей между подвижными кольцами, что обеспечивает его высокую герметичность.
Выполнение запорного органа в виде цилиндрического плунжера с конической фаской со стороны торцевой поверхности, обращенной в сторону седла, и направляющим хвостовиком с обратной стороны в котором выполнены секторные отверстия на боковой поверхности и со стороны его торца позволяет исключить из конструкции шток плунжера, что, в свою очередь, позволяет увеличить его пропускную способность.
На чертеже представлен продольный разрез клапана.
Клапан скважинного погружного насоса содержит корпус 1, в котором размещены запорный орган 2, седло 3, закрепленное в корпусе 1 с помощью резьбовой втулки 4.
Запорный орган 2 выполнен в виде цилиндрического плунжера с конической фаской со стороны торцовой поверхности обращенной в сторону седла, и направляющим хвостовиком с обратной стороны в котором выполнены секторные отверстия 6 на боковой поверхности и со стороны его торца, причем запорный орган 2 размещен в открытом положении с упором в ограничитель 5 в корпусе клапана так, чтобы суммарная площадь отверстий 6 была равна площади отверстия в седле 2.
Запорный орган 2 в закрытом положении расположен с возможностью образования запорной пары с внутренней поверхностью седла 3, которое образовано набором подвижных в радиальном направлении колец 7 и упорным кольцом 8 и прижато через опорное кольцо 9 в выполненный в корпусе 1 кольцевой уступ резьбовой втулкой 4
Набор подвижных в радиальном направлении колец 7 подпружинен в радиальном направлении размещенными в эксцентричных канавках корпуса 1 эластичными элементами 10, а упорное кольцо 8 выполнено с уплотнительной фаской под фаску и установлено между набором колец 7 и резьбовой втулкой 4.
Клапан работает следующим образом.
Под действием веса выполненный в виде цилиндрического плунжера запорный орган 2 опускается в набор уплотнительных колец 7, которые под воздействием выполненных в виде колец эластичных элементов 10 плотно прижимаются к боковой поверхности запорного органа 2 с противоположных сторон, а последний упирается конической фаской в конусную фаску упорного кольца 8, что обеспечивает высокую герметичность клапана.
При воздействии на запорный орган 2 давления снизу пластовой жидкости он поднимается и пластовая жидкость проходит через кольцевой зазор между запорным органом 2 и седлом 3 и далее через отверстия 6 в хвостовике 5 в верхнюю часть корпуса 1 и далее выходит из клапана.
Применение клапана предлагаемой конструкции обеспечивает работоспособность погружных глубинных скважинных, например штанговых, насосов в вертикальных и наклонно направленных скважинах при добыче различных сред из скважин в нефтегазовой и других отраслях промышленности.