Клапан обратный реверсивный
Владельцы патента RU 2789294:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет" (НИУ МГСУ) (RU)
Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для использования в нефтяной промышленности, а именно во внутрискважинном оборудовании при добыче пластовой жидкости, профилактических работах, промывке и освоении скважин. Клапан обратный реверсивный содержит цилиндрический корпус с присоединительными резьбами на концах, а также запорный элемент в виде шарика, при этом в центре корпуса выполнено конусное углубление, в котором размещено седло для запорного элемента в виде стального шарика, над которым установлен ограничитель подъема шарика с вертикальным пазом, который стенкой обращен к стенке корпуса, а наклонным торцом нависает над шариком. Наклонный торец ограничителя выполнен плоским. В нижней части корпуса выполнена конусная полость в виде сопла. Выходной канал образован вертикальным пазом ограничителя подъема шарика и гладкой стенкой корпуса. Площадь поперечного сечения выходного канала больше площади сечения отверстия седла, а оси входного и выходного каналов параллельны. Изобретение направлено на снижение гидравлического сопротивления потоку жидкости. 5 ил.
Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для использования в нефтяной промышленности, а именно во внутрискважинном оборудовании при добыче пластовой жидкости, профилактических работах, промывке и освоении скважин.
Известен клапан обратный реверсивный содержащий цилиндрический корпус из двух полукорпусов со ступенчатым отверстием в котором установлен ступенчатый цилиндрический клапанный модуль с кольцевыми зазорами образованными внутренней поверхностью полукорпусов и наружной поверхностью ступеней соответственно. В модуле выполнены разнонаправленные отверстия соединенные с непересекающимися наклонными осесимметричными каналами соответственно, размеры и количество которых зависят от проходного сечения клапана обратного реверсивного. В отверстиях установлены кольцевые седла и запорные элементы (шарики) образующие клапаны прямого и обратного действия соответственно. Клапанный модуль снабжен ограничителем осевого перемещения шарика. В ограничителе выполнены отверстия для прохода жидкости. Шарик поджат пружиной посредством упора в котором выполнено ступенчатое отверстие для размещения шарика и продольные отверстия для прохода жидкости. Для регулирования сжатия пружины второй конец ее снабжен регулировочной гайкой, установленной с помощью резьбового соединения в полукорпусе (Патент RU 2449192 С1).
Недостатком известного клапана обратного реверсивного является повышенная сопротивляемость прохождению промывочной жидкости через клапан из-за поджатия шарика пружиной. Кроме того, попадание твердых частиц между спиралями пружины и внутренней стенкой корпуса будет препятствовать сжатию пружины, что приводит к увеличению гидравлического сопротивления потоку промывочной жидкости. А также недостатком данного клапана является ограничитель с отверстиями и шарик размещенный на выходе проходного канала, которые оказывают сопротивление прохождению пластовой жидкости.
Известен клапан обратный реверсивный содержащий цилиндрический корпус с присоединительными резьбами на концах, в корпусе выполнены две резьбы, нижняя для крепления седла для запорного элемента выполненного в виде стального шарика, а верхняя резьба для крепления ограничителя подъема шарика. Седло для шарика выполнено с конусным углублением обращенным к входному отверстию седла. В ограничителе подъема шарика выполнен выходной канал, параллельно выходному каналу выполнена радиусная канавка, которая нависает над шариком и защищает его от вертикального воздействия промывочной жидкости, а также способствует его перемещению в верхнюю часть полости, при этом сила реакции струи удерживает шарик в верхней части полости весь период прохождения жидкости через клапан обратный реверсивный (Патент №2739410).
Недостаток известного клапана обратного реверсивного заключается в том, что при прохождении добываемой жидкости через клапан обратный реверсивный, встречает сопротивление в виде нижнего кольцевого торца седла, а также нависание над входным отверстием вогнутой стенки радиусной канавки, возникает изменение направления струи на обратное, что тормозит прохождение жидкости через клапан обратный реверсивный, кроме того оказывает торможение торец перед выходным каналом.
Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является снижение гидравлического сопротивления потоку жидкости.
Данная задача решается за счет того, клапан обратный реверсивный, содержит цилиндрический корпус с присоединительными резьбами на концах, а также запорный элемент в виде шарика, при этом в центре корпуса выполнено конусное углубление, в котором размещено седло для запорного элемента в виде стального шарика, над которым установлен ограничитель подъема шарика с вертикальным пазом, который стенкой обращен к стенке корпуса, а наклонным торцем нависает над шариком. Наклонный торец ограничителя выполнен плоским. В нижней части корпуса выполнена конусная полость в виде сопла. Выходной канал образован вертикальным пазом ограничителя подъема шарика и гладкой стенкой корпуса. Площадь поперечного сечения выходного канала больше площади сечения отверстия седла, а оси входного и выходного канала параллельны.
За счет того, что в клапане обратном реверсивном входной канал выполнен в виде конусной полости, которая совместно с седловым отверстием образуют сопло, это способствует ускоренному прохождению пластовой жидкости через клапан обратный реверсивный, а за счет выполнения наклонного торца над входным каналом плоским при воздействии пластовой жидкости на плоскость торца не происходит изменения направления струи на обратное, что снижает сопротивление пластовой жидкости при проходе в выходной канал. Стенка паза обращена к стенке корпуса с отсутствующей резьбой с целью снижения сопротивления проходящей жидкости.
Элементы клапана выполнены из твердых материалов (металл, пластик и т.д.).
Сущность изобретения поясняется чертежами на которых изображено:
фиг. 1 - общий вид клапана обратного реверсивного;
фиг. 2 - профиль выходного канала клапана обратного реверсивного;
фиг. 3 - вид клапана обратного реверсивного при рабочем режиме;
фиг. 4 - вид клапана обратного реверсивного при остановочном режиме;
фиг. 5 - вид клапана обратного реверсивного при промывочном режиме.
На данных фиг. показаны
1 - корпус;
2 - входной канал;
3 - седло;
4 - шарик;
5 - конусное углубление;
6 - стенка;
7 - ограничитель;
8 - плоский наклонный торец ограничителя;
9 - выходной канал;
10 - стенка паза;
11 - стенка;
12 - полость.
Клапан обратный реверсивный работает в трех режимах эксплуатации: рабочем, остановочном, промывочном.
При включении насоса добываемая жидкость через входной канал 2 воздействует давлением на шарик 4, который ударяется о плоский наклонный торец ограничителя 8 при этом перемещается в верхний угол полости 12 и сила реакции струи добываемой жидкости удерживает шарик 4 в полости 12 весь период прохождения жидкости через клапан обратный реверсивный.
При остановочном режиме клапан обратный реверсивный работает следующим образом. При остановке насоса давление в полости 12 падает и шарик 4 падает на седло 3, перекрывает входной канал 2, при этом выполняет роль обратного клапана.
При промывочном режиме клапан обратный реверсивный работает следующим образом. При включении насоса промывочная жидкость под давлением превышающим давление жидкости находящейся в вертикальном трубопроводе поступает в канал 9, жидкость встречает преграду в виде наклонной стенки 6 при этом возникает гидравлический удар по шарику 4 который перемещается в полость 12 и сила реакции струи промывочной жидкости удерживает шарик 4 в полости 12 весь период прохождения промывочной жидкости через клапан обратный реверсивный.
Клапан прост и надежен за счет малого количества простых в изготовлении и обслуживании деталей.
Клапан обратный реверсивный, содержащий цилиндрический корпус с присоединительными резьбами на концах, а также запорный элемент в виде шарика, при этом в центре корпуса выполнено конусное углубление, в котором размещено седло для запорного элемента в виде стального шарика, над которым установлен ограничитель подъема шарика с вертикальным пазом, который стенкой обращен к стенке корпуса, а наклонным торцом нависает над шариком, отличающийся тем, что наклонный торец ограничителя выполнен плоским, в нижней части корпуса выполнена конусная полость в виде сопла, выходной канал образован вертикальным пазом ограничителя подъема шарика и гладкой стенкой корпуса, площадь поперечного сечения выходного канала больше площади сечения отверстия седла, а оси входного и выходного каналов параллельны.
