Обратный клапан скважинного электроцентробежного насоса

 

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано при эксплуатации нефтяных скважин электроцентробежными насосами. Обратный клапан насоса содержит модуль-головку с посадочным седлом, связанную с трубой насосно-компрессорных труб (НКТ), и запорный элемент. Запорный элемент выполнен в виде пробки из пластикового материала с продольными шлицевыми пазами. Наружный диаметр шлицевых пазов верхнего торца пробки больше внутреннего диаметра трубы колонны НКТ, ввернутой в модуль-головку. Внутренний диаметр пазов меньше внутреннего диаметра этой трубы. Внутренний диаметр шлицевых пазов нижнего торца пробки больше диаметра отверстия посадочного седла модуль-головки. Нижний торец пробки выполнен в виде конуса, усеченных конуса, шара или эллипсоида, при этом высота пробки меньше расстояния от отверстия посадочного седла до трубы колонны. Изобретение устраняет негерметичность закрытого клапана, упрощает его конструкцию, повышает надежность и долговечность клапана. 4 ил.

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано для эксплуатации скважин с электроцентробежными насосами (ЭЦН).

Известен клапанный механизм скважинного центробежного насоса, содержащий корпус и размещенный в нем запорный элемент, стаканообразный золотник и демпферную камеру. Недостатком механизма является недостаточная надежность его работы (а.с. СССР 5055828, F 04 D 15/02, 1973 г.).

Известны нагнетательный и всасывающий клапаны, используемые в штанговых насосах добычи нефти (Справочное руководство по добыче нефти. //Под редакцией д-ра техн. наук Ш.К.Гимамутдинова. М.: Недра, 1974 г., стр. 312, 318). Недостатками этих клапанов являются сложность конструкции, т.к. состоят из нескольких деталей, и подверженность абразивному износу.

Известен клапанный узел скважинного центробежного насоса, содержащий запорный клапан и седло (а.с. СССР 1643796, F 04 D 15/02, 1989 г.). Недостатками известного устройства являются низкая надежность и сложность конструкции.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является обратный клапан, используемый с ЭЦН, который вворачивается в модуль-головку насоса и предназначен для предотвращения обратного турбинного вращения ЭЦН при остановке скважины (Особое конструкторское бюро по конструированию, исследованию и внедрению глубинных бесштанговых насосов. "Установки погружных центробежных насосов в модульном исполнении УЭЦНМ и УЭЦНМК. Руководство по эксплуатации УЭЦНМ РЭ". Лебедянская типография Липецкого управления издательств, полиграфии и книжной торговли, 1988 г., стр. 23, 48). Недостатками известного клапана являются сложность конструкции, состоящей из 9 деталей, подверженность коррозионному и абразивному износам, отсутствие герметичности столба жидкости в насосно-компрессорных трубах (НКТ) при остановке скважины.

Задачей изобретения является создание обратного клапана, который при остановке скважины герметично держит столб жидкости в НКТ и состоит из одной дополнительной к модуль-головке детали.

Техническим результатом настоящего изобретения является более плотный контакт между пробкой и седлом модуля, что повышает эффективность и надежность работы обратного клапана.

Этот технический результат достигается тем, что обратный клапан скважинного электроцентробежного насоса, содержащий модуль-головку с посадочным седлом и запорный элемент, выполнен в виде пробки из пластикового материала с шлицевыми пазами, при этом наружный диаметр шлицевых пазов верхнего торца пробки больше внутреннего диаметра трубы НКТ, ввернутой в модуль-головку, а внутренний диаметр пазов меньше внутреннего диаметра этой трубы, причем внутренний диаметр шлицевых пазов нижнего торца пробки больше диаметра отверстия посадочного седла модуль-головки, а нижний торец пробки выполнен в виде конуса, усеченных конуса, шара или эллипсоида, при этом высота пробки меньше расстояния от отверстия посадочного седла до трубы колонны НКТ.

На фиг. 1 изображен обратный клапан ЭЦН, продольный разрез; на фиг.2 - запорный элемент - шлицевая пробка, вид спереди; на фиг.3 - то же, вид А, вид снизу на фиг.2; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.2. Элементы на чертежах имеют следующие обозначения: 1 - пробка, 2 - модуль-головка, 3 - труба колонны НКТ. 4 - отверстие посадочного седла. Обратный клапан состоит из запорного элемента - пластиковой шлицевой пробки 1, вставленной в модуль-головку 2 ЭЦН. Для удержания пробки от всплытия наружный диаметр шлицевых пазов пробки 1 больше, а для протекания добываемой жидкости в трубу 3 колонны НКТ внутренний диаметр пазов меньше внутреннего диаметра трубы 3 колонны НКТ, ввернутой в модуль-головку. Для полного закрытия отверстия 4 внутренний диаметр шлицевых пазов на стороне нижнего торца пробки 1 больше диаметра отверстия 4 посадочного седла в модуль-головке 2. Высота пробки 1 такая, что позволяет пробке перемешаться между седлом в модуль-головке и трубой 3. Нижний торец пробки 1 выполнен в виде конуса, усеченных конуса, шара или эллипсоида.

Образный клапан работает следующим образом. Пробка 1 поднимается потоком добываемой жидкости и упирается верхним торцом в трубу 3. Добываемая жидкость от насоса через отверстие 4 в посадочном седле и шлицевые пазы пробки 1 протекает в трубу 3 колонны НКТ. При остановке скважины жидкость из колонны НКТ под действием сил тяжести устремляется обратно в скважину и, воздействуя на пробку 2, сажает ее нижним торцом в посадочное седло, закрывая отверстие 4. Из-за относительной ползучести материала пробки 1 она герметично закрывает отверстие 4, какой бы коррозионный и абразивный износ посадочное седло не имело.

Таким образом, предлагаемая конструкция обратного клапана устраняет негерметичность закрытия обратного клапана, упрощает конструкцию.

Формула изобретения

Обратный клапан скважинного электроцентробежного насоса, содержащий модуль-головку с посадочным седлом, связанную с трубой НКТ, и запорный элемент, отличающийся тем, что запорный элемент выполнен в виде пробки из пластикового материала с шлицевыми пазами, при этом наружный диаметр шлицевых пазов верхнего торца пробки больше внутреннего диаметра трубы колонны НКТ, ввернутой в модуль-головку, а внутренний диаметр шлицевых пазов меньше внутреннего диаметра этой трубы, причем внутренний диаметр шлицевых пазов нижнего торца пробки больше диаметра отверстия посадочного седла модуль-головки, а нижний торец пробки выполнен в виде конуса, или усеченного конуса, или усеченного шара, или усеченного эллипсоида, при этом высота пробки меньше расстояния от отверстия посадочного седла до трубы колонны.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4