обратный клапан скважинного электроцентробежного насоса

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.

Описание изобретения к патенту

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.