КЛАПАН ОБРАТНЫЙ
BACK PRESSURE VALVE

Изобретение относится к нефтедобывающему оборудованию и может быть использовано при бурении нефтегазовых скважин, добыче нефти и в системах поддержания пластового давления.
Известен клапан обратный (патент №56940, Е21В 34/06, от 27.09.2006), состоящий из корпуса, седла закрепленного в корпусе посредством резьбовой втулки, запорного элемента в виде шара. В корпусе выполнен цилиндрический канал в котором размещен ограничитель осевого перемещения запорного элемента в канале, с отверстиями для протока жидкости. Седло закреплено на входе с помощью гайки или резьбовой втулки.
Недостатками известного клапана является сложность конструкции, ее низкая надежность из-за отсутствия пружинного элемента, производящего предварительное закрытие клапана без обратного потока.
Известен также клапан обратный буровой (патент №99814, Е21В 34/06 от 27.11.2010), прототип, содержащий корпус с размещенным в нем затвором, выполненным в виде шара с седлом, которое закреплено в клетке для ограничения перемещения шара, между клеткой и шаром установлена возвратная пружина, при этом седло закреплено в клетке цилиндрической обоймой с отверстиями для прохода жидкости.
Недостатками известного клапана является его ограниченное применение из-за выполнения только одной функции, а так же низкая надежность из-за отсутствия жесткости в осевом направлении, в следствии применения запорного кольца и невозможности без зазорно установить съемный модуль в корпусе, из-за чего может возникать вероятность появления осевого люфта на величину зазора и как следствие выход из строя рабочих органов затвора.
Технической задачей изобретения является расширение области использования обратного клапана за счет применения в его конструкции унифицированных деталей, позволяющих получить два различных по назначению и выполняемым функциям, обратных клапана.
Технический результат достигается тем, что в клапане обратном содержащим корпус в котором размещены запорный узел, состоящий из седла и подпружиненного шара и клетки с внутренней полостью для пружины и отверстиями для прохода среды, при чем корпус выполнен с двумя зеркально расположенными относительно перемычки проточками, в центральном отверстии которой помещен шар, с одной стороны взаимодействующий с седлом, закрепленным в проточке кольцевой гайкой, а с другой с пружиной, зафиксированной клеткой, при этом отверстия для прохода среды выполнены в дне клетки, а перемычка выполнена с двухсторонними скосами.
На Фиг.1 изображен клапан с направлением потока рабочей среды от внутренней конусной резьбы, например, для насосно-компрессорных труб (НКТ) или бурильных труб (БТ), к наружной конусной резьбе, например, резьбе НКТ или БТ, корпуса; на Фиг.2 изображен клапан обратный, собранный из тех же самых деталей, но с направлением потока рабочей среды от наружной конусной резьбы, например НКТ или БТ, к внутренней конусной резьбе корпуса.
Клапан обратный содержит корпус 1, с внутренней конусной резьбой 2 и наружной конусной резьбой 3, две ступенчатые, зеркально расположенные проточки 4, имеющих по большему диаметру резьбовую часть 5, между проточками 4 выполнена перемычка 6 с отверстием 7 с двухсторонними скосами 8. В проточках 4 установлено с одной стороны седло 9, закрепленное втулкой резьбовой 10, а в противоположной стороне проточки 4 помещен шар 11, прижимаемый к седлу 9 пружиной 12, размещенный внутри клетки 13. В дне последней выполнены отверстия 14 для прохода рабочей среды.
Клапан обратный работает следующим образом.
Рабочая среда поступает от внутренней конусной резьбы 2, либо от наружной конусной резьбы 3, через отверстие во втулке резьбовой 10, далее через отверстие в седле 9, взаимодействует и сдвигает шар 11, открывая проход в седле 9 и сжимая пружину 12, через образовавшееся пространство рабочая среда поступает во внутреннюю полость клетки 13 и через отверстия 14 выходит наружу.
При остановке потока рабочей среды или возникновения обратного потока, пружина 12 возвращает шар 11 и прижимает его к седлу 9, тем самым закрывая клапан и препятствуя нежелательному обратному потоку рабочей среды. При чем скосы 8 отверстия 7 центрируют шар 11, при его взаимодействии с седлом 9 и перемещении к седлу.
В случае необходимости замены шара 11, либо седла 9, либо пружины 12 производится вывертывание втулки резьбовой 10 и детали заменяются.
Седло 9 снабжено уплотнительными поверхностями с обеих торцов, и при необходимости можно не менять седло 9, а повернув его на 180°, установить обратно в клапан.
Таким образом, наличие зеркально расположенных относительно перемычки 6 проточек 4, позволяет применить единый комплект деталей состоящий из корпуса 1, втулки резьбовой 10, седла 9, шара 11, клетки 13, пружины 12 и получить два вида клапанов обратных, тем самым расширить область применения, достигая при этом 100% унификации деталей. Все выше перечисленное позволяет повысить так же и надежность обратного клапана.