ОБРАТНЫЙ КЛАПАН

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к клапанам обратным шариковым с шламоуловительной трубкой для обеспечения режима бесперебойной работы нефтяных, нефтегазовых, нефтегазоконденсатных и т.п. скважин, и предназначена для использования при добыче нефти погружными насосами, а именно для автоматического предотвращения обратного потока жидкости и удержания жидкости в колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) и нефтепроводе после остановки насоса.
Из уровня техники известен клапан обратный, содержащий корпус, пружину, шарик, взаимодействующий с седлом, направляющую, штуцер с наружной резьбой и входным цилиндрическим отверстием. Наружная резьба на штуцере выполнена конической с переходом в участок цилиндрической поверхности. На последней выполнены осевые сквозные прорези. При этом в штуцере со стороны участка с наружной цилиндрической поверхностью имеется внутренняя расточка с диаметром, равным диаметру шарика. Входное цилиндрическое отверстие в периферийной от седла зоне переходит в отверстие в виде многогранника (RU 2179276, 10.02.2002).
Известен клапан обратный, содержащий корпус с входным отверстием, седлом и основной камерой, пружину, шарик, взаимодействующий с седлом. При этом шарик установлен в основной камере корпуса с минимальным радиальным зазором с направляющими дорожками, образованными в корпусе при пересечении поверхностей основной камеры и дополнительных камер, выполненных в корпусе, причем длина направляющих дорожек выполнена больше величины хода шарика, а суммарная эффективная площадь сечений дополнительных камер равна площади сечения входного отверстия (RU 2177575, 27.12.2001).
Известен клапан скважинного центробежного насоса, содержащий корпус с внутренней и внешней присоединительной резьбой и закрепленным в нем седлом и, размещенный в канале ограничителя осевого перемещения шариковый запорный элемент, согласно предлагаемой полезной модели седло клапана снабжено посадочной проточкой под уплотнительное кольцо и зафиксировано относительно корпуса цилиндрической втулкой и шайбой с отверстиями для прохода пластовой жидкости. В верхней части корпуса клапана установлен патрубок с ввинченной в него трубой шламоуловителя, снабженной радиальными отверстиями для прохода пластовой жидкости. Шайба с отверстиями для прохода пластовой жидкости, зафиксирована от осевого перемещения относительно корпуса клапана посредством пружинного кольца, а патрубок монтируется в корпусе посредством шпонки с пружинным кольцом (RU 72268, 10.04.2008).
Недостатками указанных конструкций обратных клапанов является сложность конструкции и изготовление дополнительных деталей по сравнению с предложенной нами моделью, также недостатком представленных конструкций является то, что шарик имеет ограничитель хода. То есть ход шарика ограничен ограничителем осевого перемещения шарикового запорного элемента. Данный конструктивный недостаток приводит к абразивному износу шламовой трубки. В нашей конструкции ход шарика ограничивает длина шламовой трубки. Поток жидкости приподнимает шарик в нашем обратном клапане ровно настолько, сколько этого требует поток жидкости. Поток жидкости, проходя через шламовую трубу, поднимает шарик вверх, затем жидкость доходит до отверстий для прохода жидкости подъемная сила при этом падает и шарик остается в потоке во взвешенном состоянии. Ограничителем движения шарика является шламовая трубка. Шарик, находясь в верхнем положении шламовой трубки, создает минимальное сопротивление потоку жидкости.
Недостатком вышеперечисленных обратных клапанов является то, что шарик в запорном элементе остается в потоке как бы запирает его, что препятствует проходу потока жидкости в НКТ вследствие этого происходит увеличение потребляемой мощности погружного электродвигателя и насоса. Вследствие увеличение потребляемого количества электроэнергии.
Задача, на решение которой направлена предложенная полезная модель, заключается в создании обратного клапана с минимальным сопротивлением потоку проходящей жидкости, простоты конструкции и изготовления которые исключал бы указанные выше недостатки.
Технический результат, достигаемый при реализации данной полезной модели, заключается в повышении надежности работы обратного клапана, упрощении его конструкции и сборки, снижении трудозатрат в процессе эксплуатации, предотвращении попадание механических примесей под клапанную пару «седло-шарик» за счет крепления седла непосредственно шламоуловительной трубкой, а также отсутствие сопротивления шарика потоку жидкости.
Указанный технический результат достигается в обратном клапане, содержащем корпус, внутри которого установлена клапанная пара «седло-шарик», при этом седло клапанной пары закреплено в корпусе посредством шламоуловительной трубки, имеющей с одной стороны внешнюю резьбу для соединения с корпусом, а с другой - снабженной отверстиями для прохода жидкости и заглушкой.
Шламоуловительная трубка может иметь диаметр 48 мм.
Корпус выполнен цилиндрической формы из стали и на его концах выполнена резьба для монтажа его в колонну насосно-компрессорных труб.
Сущность полезной модели поясняется чертеж, на котором изображен общий вид обратного клапана в сборе.
Обратный клапан представляет собой стальной цилиндрический корпус 1, на концах которого выполнена резьба для монтажа его в колонну НКТ, одна резьба является внутренней 2, а другая - внешней 3. Внутри корпуса 1 установлена клапанная пара «седло-шарик», для наименьшего сопротивления потоку жидкости и засорения окалиной от НКТ. Седло 4 клапанной пары имеет отверстие 5 диаметром 26,57 мм, которое перекрывает шарик 6 клапанной пары. Седло 4 клапанной пары закреплено шламоуловительной трубкой 7 диаметром 48 мм, имеющей с одной стороны внешнюю резьбу 8 для соединения с корпусом 1 обратного клапана, а с другой - отверстия 9 для прохода жидкости и заглушку 10. Всего в шламоуловительной трубке 7 выполнено шестнадцать отверстий 9 диаметром 12 мм в четыре ряда, в каждом ряду расположено по четыре отверстия 9 на расстоянии 20 мм друг от друга.
При работе погружного насоса жидкость поступает в корпус обратного клапана и, поднимая шарик над седлом, проходит через отверстия (перфорированные) в корпусе шламоуловительной трубки в колонну НКТ, таким образом, имея минимальное сопротивление и не изменяя направление потока жидкости от погружного насоса к устью скважины. Под действием напора создаваемого насосом шарик приподнимается в шламоуловительной трубке настолько, насколько это необходимо для прохода жидкости через отверстия в шламоуловительной трубке.
При остановке погружного насоса под действием собственного веса и давления столба жидкости шарик плотно прижимается к седлу и обеспечивает надежную герметизацию, удерживая столб жидкости в колонне НКТ в течение всего времени с момента остановки насоса. В свободную полость между НКТ и шламоуловительной трубкой оседает шлам, не препятствующий потоку жидкости при последующих пусках насоса.
Наличие встроенной в корпус обратного клапана шламоуловительной трубки, которая непосредственно крепит седло клапанной пары к корпусу обратного клапана, позволяет исключить промыв ниппельной резьбовой части первой над обратным клапаном насосно-компрессорной трубы. Это достигается вследствие того, что отверстия (проходные каналы) для выхода жидкости из шламоуловительной трубки находятся намного выше ниппельной резьбовой части насосно-компрессорной трубы (НКТ).