МУФТА С ПЕРЕПУСКНЫМ КЛАПАНОМ ДЛЯ ПОГРУЖНОЙ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам для предохранения погружной насосной установки от избыточного давления газожидкостной среды, находящейся в пространстве за трубой колонны в скважине.
В существующем нефтедобывающем оборудовании известны различные системы перепуска жидкостной среды, газов и их смесей из пространства за трубой колонны в погружной насосной установке. В частности, известен клапан внутрискважинный, содержащий корпус, запорный орган в виде шарика и тарированной пружины, каналы и сквозное отверстие для монтажа клапана на колонне, в корпусе расположена сквозная полость для перемещения запорного органа, запорный элемент которого выполнен в форме полого болта с фаской в нижней части, а фиксирующий элемент шарика запорного органа изготовлен в виде полой корзины (патент РФ №33155, публ. 2003).
Недостатком его являются ограниченные технические возможности и сложность конструкции, обусловленная большим количеством деталей, повышенными габаритами, и как следствие низкой надежностью в эксплуатации перепускного клапана.
Учитывая, что известные решения являются объектами другого назначения и касаются части конструкции патентуемой муфты, формула полезной модели составлена без разделения на ограничительную и отличительную части.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение эффективности функционирования системы «муфта-перепускной клапан» за счет исключения «контактирования» корпуса муфты, соединенного с корпусом клапана со стенками обсадной колонны в процессе сбрасывания избыточного давления среды пространства за трубой колонны, а также за счет уменьшения поперечных габаритов системы «муфта-перепускной клапан» и упрощения технологии изготовления. Технический результат заключается в соединении цилиндрического корпуса клапана с корпусом муфты сваркой плавлением, при этом толщина стенки на участке соединения корпусов меньше суммы толщин цилиндрического корпуса клапана и корпуса муфты, а также в увеличении площади поперечного сечения полости затрубного пространства.
Для решения поставленной задачи и достижения технического результата муфта с перепускным клапаном для погружной насосной установки содержит корпус с проходным каналом и внутренней резьбой на входном и выходном участках проходного канала для подсоединения к колонне насосно-компрессорных труб погружной насосной установки, перепускной клапан выполнен в цилиндрическом корпусе, расположенном вдоль корпуса муфты, и представляет собой перепускной канал с расположенным в нем подпружиненным запирающим элементом, установленным с возможностью сообщения пространства за трубой колонны с
проходным каналом, который сообщен с перепускным каналом посредством ряда отверстий, при этом цилиндрический корпус соединен с корпусом сваркой плавлением, а толщина стенки на участке соединения корпусов меньше суммы толщин цилиндрического корпуса клапана и корпуса муфты.
Возможны и другие варианты выполнения полезной модели, согласно которым необходимо, чтобы:
- сварной шов был бы расположен по обе стороны участка соединения корпусов;
- сварной шов был бы выполнен непрерывным или дискретным по всей длине цилиндрического корпуса;
- сварка плавлением была бы выполнена путем расплавления металла в зоне соединения корпусов.
Указанные признаки полезной модели являются существенными и взаимосвязанными между собой причинно-следственной связью с образованием совокупности существенных признаков, достаточных для достижения технического результата.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где
на фиг.1 изображен продольный разрез муфты;
на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.
Полезная модель поясняется конкретным примером выполнения, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения данной совокупностью существенных признаков технического результата, касающегося образования единой детали «муфта-клапан» с минимальными поперечными размерами.
Согласно полезной модели муфта в сборе с перепускным клапаном для погружной насосной установки содержит корпус 1 (фиг.1, 2) с проходным каналом 2, на входном и выходном участках которого выполнена резьба 3 и 4 для присоединения к колонне насосно-компрессорных труб погружной насосной установки (на чертежах не показано). Перепускной клапан 5 выполнен в виде цилиндрического корпуса 6, присоединенного к корпусу 1 муфты вдоль проходного канала 2 с образованием единой детали. Клапан выполнен в соответствии с ГОСТом 633-80. Перепускной клапан 5 предназначен для крепления в составе муфтовых соединений колонн насосно-компресорных труб и поддержания давления попутного газа в межтрубном пространстве на уровне, необходимом для более эффективной работы погружной насосной установки в нефтедобывающих скважинах.
Перепускной клапан 5 имеет перепускной канал 7 с расположенным в нем подпружиненным запирающим элементом 8, выполненным в виде шарика, установленного с возможностью сообщения пространства «А» за трубой колонны с проходным каналом 2, который сообщен с перепускным каналом 7 посредством ряда отверстий 9, выполненных в общей стенке 10 между
перепускным 7 и проходным 2 каналами. Седло 11 перепускного клапана расположено на входе 12 в перепускном канале 7. Запирающий элемент 8 подпружинен пружиной 13, которая оперта на регулировочный элемент 14, установленный для обеспечения возможности изменения усилия, при котором срабатывает перепускной клапан 5.
С целью повышения эффективности функционирования системы «муфта-перепускной клапан», исключения «контактирования» корпуса муфты, соединенного с корпусом перепускного клапана со стенками обсадной колонны в процессе сбрасывания избыточного давления среды пространства за трубой колонны, корпус 1 муфты и цилиндрический корпус 6 перепускного клапана 5 выполнены методом литья или методом фрезерования и имеют простую цилиндрическую форму, при этом упомянутые корпуса 1 и 6 соединены друг с другом сваркой плавлением с образованием общей стенки 10, толщина которой меньше суммы толщин цилиндрического корпуса 6 клапана и корпуса 1 муфты в отдельности.
Сварной шов 15 соединения упомянутых корпусов 1 и 6 расположен по обе стороны участка соединения корпусов и может быть выполнен непрерывным или дискретным по всей длине корпуса муфты.
Установка муфты с перепускным клапаном для погружной насосной установки осуществляется следующим образом.
Корпус 1 посредством внутренней резьбы 3 и 4, выполненной соответственно на входном и выходном участках проходного канала 2, присоединяется к колонне труб погружной насосной установки, которая опускается на определенную глубину в скважину. При отключении глубинно-насосного оборудования давление внутри трубы обсадной колонны падает, и давление, в скважине, т.е. за трубой колонны, превышает его. Запирающий элемент 8, преодолевая усилие пружины 14, перемещается и происходит перетекание газо-жидкостной среды из-за трубного пространства через перепускной канал 7 и ряд отверстий 9 в проходной канал 2.
Применение полезной модели позволяет существенно повысить технологичность и надежность конструкции муфты с перепускным клапаном, эффективность сбрасывания избыточного давления среды пространства за трубой колонны за счет увеличения пропускной способности.
Полезная модель соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость», поскольку его реализация возможна при использовании существующих средств производства с применением известных технологических операций.