RU75227U1

RU75227U1 - SUBMERSIBLE PUMP VALVE

Info

Publication number: RU75227U1
Application number: RU2008108159/22U
Authority: RU
Inventors: Борис Семенович Захаров
Original assignee: Борис Семенович Захаров
Priority date: 2008-03-04
Filing date: 2008-03-04
Publication date: 2008-07-27

Abstract

Полезная модель относится к области насосостроения, в частности к насосным установкам, предназначенным для подъема жидкости с больших глубин. Клапан штангового погружного насоса содержит корпус, в котором размещены запорный орган со штоком, механическое уплотнение и седло, выполненное в виде шайбы с уплотнительной поверхностью, при этом запорный орган выполнен в виде цилиндрической пробки, сопряженной со штоком конической поверхностью с одной стороны и снабженной уплотнительным пояском с другой, взаимодействующим в закрытом положении с уплотнительной поверхностью шайбы, причем механическое уплотнение образовано группой уплотнительных колец, расположенных в эластичной втулке со стороны их внешней цилиндрической поверхности, уплотнительные кольца установлены парами с эксцентриситетом в противоположном относительно друг друга направлении в каждой паре уплотнительных колец, последние поджаты друг к другу в осевом направлении, отверстие уплотнительных колец, ограничивающее их внутреннюю цилиндрическую поверхность, выполнено концентрично внешней цилиндрической поверхности, а в эластичной втулке выполнены эксцентричные друг другу кольцевые канавки, в каждой из которых установлено уплотнительное кольцо, при этом соседние канавки попарно смещены относительно друг друга в диаметрально противоположном направлении, клапан снабжен переходником, соединенным с корпусом посредством резьбы, в котором выполнена плоская опорная площадка под шайбу, а на ней - кольцевая канавка, в которой расположено упругое уплотнительное кольцо, посредством которого через шайбу уплотнительные кольца поджаты друг к другу, шайба выполнена с двумя противоположно расположенными уплотнительными поверхностями с возможностью замены уплотнительной поверхности путем переворачивания шайбы. В результате достигается снижение затрат на эксплуатацию и упрощение ремонта клапана погружного насоса в случае нарушения герметичного клапана из-за выхода из строя седла клапана.The utility model relates to the field of pump engineering, in particular to pumping units designed for lifting liquids from great depths. The valve of the sucker rod pump comprises a housing in which a shut-off element with a rod, a mechanical seal and a seat made in the form of a washer with a sealing surface are placed, the shut-off element being made in the form of a cylindrical plug connected to the rod with a conical surface on one side and provided with a sealing girdle with the other, interacting in the closed position with the sealing surface of the washer, and the mechanical seal is formed by a group of sealing rings located in elastic w on the side of their outer cylindrical surface, the o-rings are installed in pairs with eccentricity in the opposite direction relative to each other in each pair of o-rings, the latter are axially pressed against each other, the opening of the o-rings limiting their inner cylindrical surface is made concentric with the outer cylindrical surface and in the elastic sleeve eccentric annular grooves are made to each other, in each of which a sealing ring is installed while adjacent grooves are pairwise offset relative to each other in a diametrically opposite direction, the valve is equipped with an adapter connected to the housing by means of a thread in which there is a flat bearing pad under the washer, and on it is an annular groove in which an elastic sealing ring is located, by means of which through the washer, the sealing rings are pressed against each other, the washer is made with two oppositely located sealing surfaces with the possibility of replacing the sealing surface of the put m turning the puck. The result is reduced operating costs and simplified valve repair of the submersible pump in the event of a leak in the sealed valve due to failure of the valve seat.

Description

Полезная модель относится к области насосостроения, в частности к насосным установкам, предназначенным для подъема жидкости с больших глубин.The utility model relates to the field of pump engineering, in particular to pumping units designed for lifting liquids from great depths.

Известен клапан погружного насоса, содержащий корпус, в котором размещен запорный орган со штоком и выполнено седло, причем запорный орган выполнен в виде плунжера с возможностью образования запорной пары с внутренней поверхностью седла (см. патент РФ №2066400, кл. F16К 15/02, 10.09.1996).A known submersible pump valve containing a housing in which a locking member with a stem is located and a seat is made, the locking member is made in the form of a plunger with the possibility of forming a locking pair with the inner surface of the saddle (see RF patent No. 2066400, CL F16K 15/02, 09/10/1996).

Однако данный клапан не обеспечивает требуемой надежности работы, что связано с тем, что при воздействии песка, соли и других абразивных частиц, которые налипают на сопрягаемые поверхности, образованные цилиндрическими сопрягаемыми поверхностями плунжера и цилиндра, а также опорным кольцом и торцевой поверхностью плунжера, нарушается герметичность запорной пары в результате абразивного и коррозионного воздействия указанных выше примесей, при этом возможно образование значительных гидравлических ударов, сформированной торцевыми поверхностями плунжера и опорного кольца запорной парой.However, this valve does not provide the required reliability of operation, due to the fact that when exposed to sand, salt and other abrasive particles that adhere to the mating surfaces formed by the cylindrical mating surfaces of the plunger and cylinder, as well as the support ring and the end surface of the plunger, leakage a locking pair as a result of the abrasive and corrosive effects of the above impurities, the formation of significant hydraulic shocks formed by end faces is possible the surfaces of the plunger and the support ring locking pair.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является клапан штангового погружного насоса, содержащий корпус, в котором размещены запорный орган со штоком, механическое уплотнение и седло, выполненное в виде шайбы с уплотнительной поверхностью, при этом запорный орган выполнен в виде цилиндрической пробки, сопряженной со штоком конической поверхностью с одной стороны и снабженной уплотнительным пояском с другой, взаимодействующим в закрытом положении с уплотнительной поверхностью шайбы, причем механическое уплотнение образовано группой уплотнительных колец, расположенных в эластичной втулке со стороны их внешней цилиндрической поверхности, уплотнительные кольца установлены парами с эксцентриситетом в противоположном относительно друг друга направлении в каждой паре уплотнительных колец, последние поджаты друг к другу в осевом направлении, отверстие уплотнительных колец, ограничивающее их внутреннюю цилиндрическую поверхность, выполнено концентрично внешней цилиндрической поверхности, а в эластичной втулке выполнены эксцентричные друг другу кольцевые канавки, в каждой из которых установлено уплотнительное кольцо, при этом соседние канавки попарно смещены относительно друг Closest to the utility model in terms of technical nature and the achieved result is a sucker rod pump valve comprising a housing in which a locking member with a rod, a mechanical seal and a seat made in the form of a washer with a sealing surface are placed, the locking member being made in the form of a cylindrical plug coupled to the rod by a conical surface on one side and provided with a sealing girdle on the other, interacting in the closed position with the sealing surface of the washer, comb the mechanical seal is formed by a group of o-rings located in the elastic sleeve on the side of their outer cylindrical surface, the o-rings are installed in pairs with an eccentricity in the opposite direction from each other in each pair of o-rings, the latter are axially pressed against each other, the o-ring bore bounding their inner cylindrical surface is made concentric with the outer cylindrical surface, and in the elastic sleeve are made eccentric to each other annular grooves, in each of which a sealing ring is installed, while adjacent grooves are pairwise offset relative to each other

друга в диаметрально противоположном направлении (см. книгу Б.С.Захарова Поршневые и плунжерные насосы для добычи нефти, ОАО «ВНИИОЭНГ», 2006, с.210, рис.3г.).each other in a diametrically opposite direction (see the book of B. S. Zakharov Piston and plunger pumps for oil production, JSC VNIIOENG, 2006, p. 210, fig. 3d).

Данный клапан обеспечивает надежную работу штангового погружного насоса. Однако выполнение седла с одной уплотнительной поверхностью приводит к необходимости комплектации штангового погружного насоса запасным седлом, на случай нарушения герметичности запорной пары седло - цилиндрическая пробка, что приводит к увеличению затрат на эксплуатацию и ремонт клапана штангового погружного насоса.This valve ensures reliable operation of the sucker rod pump. However, the implementation of a seat with one sealing surface leads to the need to equip the sucker rod pump with a spare seat, in case of leakage of the locking pair of the saddle - cylindrical plug, which leads to an increase in the cost of operation and repair of the sucker rod pump valve.

Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является уменьшение количества запасных частей для ремонта седла клапана штангового погружного насоса.The objective to which the present utility model is directed is to reduce the number of spare parts for repairing the valve seat of a rod submersible pump.

Технический результат заключается в снижении затрат на эксплуатацию и упрощении ремонта клапана штангового погружного насоса в случае нарушения герметичности клапана из-за выхода из строя седла клапана.The technical result consists in lowering operating costs and simplifying the repair of a valve of a sucker rod pump in the event of a valve leakage due to a failure of the valve seat.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что клапан штангового погружного насоса содержит корпус, в котором размещены запорный орган со штоком, механическое уплотнение и седло, выполненное в виде шайбы с уплотнительной поверхностью, при этом запорный орган выполнен в виде цилиндрической пробки, сопряженной со штоком конической поверхностью с одной стороны и снабженной уплотнительным пояском с другой, взаимодействующим в закрытом положении с уплотнительной поверхностью шайбы, причем механическое уплотнение образовано группой уплотнительных колец, расположенных в эластичной втулке со стороны их внешней цилиндрической поверхности, уплотнительные кольца установлены парами с эксцентриситетом в противоположном относительно друг друга направлении в каждой паре уплотнительных колец, последние поджаты друг к другу в осевом направлении, отверстие уплотнительных колец, ограничивающее их внутреннюю цилиндрическую поверхность, выполнено концентрично внешней цилиндрической поверхности, а в эластичной втулке выполнены эксцентричные друг другу кольцевые канавки, в каждой из которых установлено уплотнительное кольцо, при этом соседние канавки попарно смещены относительно друг друга в диаметрально противоположном направлении, клапан снабжен переходником, соединенным с корпусом посредством резьбы, в котором выполнена плоская опорная площадка под шайбу, а на ней - кольцевая канавка, в которой расположено упругое уплотнительное кольцо, посредством которого через шайбу уплотнительные кольца поджаты друг к другу, шайба выполнена с двумя This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the valve of the rod submersible pump contains a housing in which a locking element with a rod, a mechanical seal and a seat made in the form of a washer with a sealing surface are placed, while the locking element is made in the form of a cylindrical tube coupled to the rod by a conical surface on one side and provided with a sealing girdle on the other, interacting in the closed position with the sealing surface of the washer, moreover, a mechanical pack the deflection is formed by a group of o-rings located in the elastic sleeve on the side of their outer cylindrical surface, the o-rings are installed in pairs with eccentricity in the opposite direction to each other in each pair of o-rings, the latter are axially pressed against each other, the opening of the o-rings bounding them the inner cylindrical surface is made concentric with the outer cylindrical surface, and in the elastic sleeve eccentric drills are made d grooves to each other, in each of which a sealing ring is installed, while adjacent grooves are pairwise offset relative to each other in the diametrically opposite direction, the valve is equipped with an adapter connected to the body by means of a thread in which a flat supporting platform for the washer is made, and on it - an annular groove in which an elastic sealing ring is located, through which the sealing rings are pressed against each other through the washer, the washer is made with two

противоположно расположенными уплотнительными поверхностями с возможностью замены уплотнительной поверхности путем переворачивания шайбы.opposing sealing surfaces with the possibility of replacing the sealing surface by turning the washer.

Запорный орган может быть выполнен с дополнительным штоком, проходящим через седло и имеющим направляющую в переходнике.The locking element can be made with an additional rod passing through the seat and having a guide in the adapter.

Уплотнительный поясок запорного органа может быть образован плоской поверхностью, параллельной уплотнительной поверхности шайбы.The sealing band of the locking member may be formed by a flat surface parallel to the sealing surface of the washer.

Уплотнительный поясок запорного органа может быть образован конической поверхностью.The sealing band of the closure may be formed by a conical surface.

Пробка запорного органа может быть разъемно соединена со штоком с возможностью переворачивания.The stopper stopper can be detachably connected to the stem with the possibility of turning over.

В ходе проведенного исследования было установлено, что наиболее частой причиной выхода из строя седла клапана штангового погружного насоса является разрушение уплотнительной кромки седла, при этом шайба, из которой изготовлено седло, может быть повторно использована в качестве седла клапана. Для этого шайба выполнена с двумя противоположно расположенными уплотнительными кромками. В результате при выходе из строя уплотнительной кромки седла шайбу переворачивают и повторно устанавливают в клапан. Для обеспечения указанной возможности ремонта седла клапана штангового погружного насоса клапан снабжен переходником, соединенным с корпусом посредством резьбы, при этом в переходнике выполнена плоская опорная площадка под шайбу, а на ней выполнена кольцевая канавка. В последней располагают упругое уплотнительное кольцо, посредством которого через шайбу уплотнительные кольца механического уплотнения поджаты друг к другу и, одновременно, предотвращаются перетечки перекачиваемой погружным насосом среды через боковые поверхности шайбы.In the course of the study, it was found that the most common cause of failure of the valve seat of the rod submersible pump is the destruction of the sealing edge of the seat, while the washer from which the seat is made can be reused as a valve seat. For this, the washer is made with two opposing sealing lips. As a result, when the sealing edge of the seat fails, the washer is turned over and reinserted into the valve. To ensure the indicated possibility of repairing the valve seat of the rod submersible pump, the valve is equipped with an adapter connected to the housing by means of a thread, while the adapter has a flat bearing pad under the washer, and an annular groove is made on it. The latter has an elastic sealing ring, through which the sealing rings of the mechanical seal are pressed against each other and, at the same time, the overflow of the medium pumped by the submersible pump through the side surfaces of the washer is prevented.

На чертеже представлен продольный разрез клапана штангового погружного насоса.The drawing shows a longitudinal section of a valve of a sucker rod pump.

Клапан штангового погружного насоса содержит корпус 1, в котором размещены запорный орган 2 со штоком 3, механическое уплотнение 4 и седло 5, выполненное в виде шайбы 6 с уплотнительной поверхностью 7, в данном случае, как показано на чертеже, конической уплотнительной кромкой на отверстии шайбы 6. Однако уплотнительная поверхность может быть образована плоской боковой поверхностью шайбы или, например, уплотнительной кромкой на отверстии шайбы с криволинейной образующей. Запорный орган 2 выполнен в виде цилиндрической пробки 8, сопряженной со штоком 3 конической поверхностью 9 с одной стороны и снабженной уплотнительным пояском 10 с другой, взаимодействующим в закрытом положении с уплотнительной поверхностью 7 шайбы 6. Механическое уплотнение 4 образовано группой уплотнительных колец 11, The valve of the sucker rod pump comprises a housing 1, in which a locking member 2 with a stem 3 is placed, a mechanical seal 4 and a seat 5 made in the form of a washer 6 with a sealing surface 7, in this case, as shown in the drawing, with a conical sealing edge on the washer hole 6. However, the sealing surface may be formed by the flat lateral surface of the washer or, for example, by a sealing lip at the opening of the washer with a curved generatrix. The locking body 2 is made in the form of a cylindrical plug 8, conjugated with the stem 3 with a conical surface 9 on one side and provided with a sealing strip 10 on the other, interacting in the closed position with the sealing surface 7 of the washer 6. The mechanical seal 4 is formed by a group of sealing rings 11,

колец 11, которые поджаты друг к другу в осевом направлении, а отверстие уплотнительных колец 11, ограничивающее их внутреннюю цилиндрическую поверхность, выполнено концентрично внешней цилиндрической поверхности. В эластичной втулке 12 выполнены эксцентричные друг другу кольцевые канавки, в каждой из которых установлено уплотнительное кольцо 11, при этом соседние канавки попарно смещены относительно друг друга в диаметрально противоположном направлении. Клапан снабжен переходником 13, соединенным с корпусом 1 посредством резьбы. В переходнике 13 выполнена плоская опорная площадка 14 под шайбу 6, а на ней - кольцевая канавка, в которой расположено упругое уплотнительное кольцо 15, посредством которого через шайбу 6 уплотнительные кольца 11 поджаты друг к другу. Шайба 6 выполнена с двумя противоположно расположенными уплотнительными поверхностями 7 с возможностью замены уплотнительной поверхности 7 путем переворачивания шайбы 6.rings 11, which are pressed against each other in the axial direction, and the opening of the sealing rings 11 bounding their inner cylindrical surface is made concentric with the outer cylindrical surface. In the elastic sleeve 12, annular eccentric grooves are made to each other, in each of which a sealing ring 11 is installed, while adjacent grooves are pairwise offset relative to each other in a diametrically opposite direction. The valve is equipped with an adapter 13 connected to the housing 1 by means of a thread. In the adapter 13, a flat supporting platform 14 for the washer 6 is made, and on it is an annular groove in which an elastic sealing ring 15 is located, through which the sealing rings 11 are pressed against each other through the washer 6. The washer 6 is made with two opposed sealing surfaces 7 with the possibility of replacing the sealing surface 7 by turning the washer 6.

Запорный орган 2 может быть выполнен с дополнительным штоком 16, проходящим через седло 5 и имеющим направляющую в переходнике 13. Аналогичная направляющая 17 выполнена в корпусе 1 для штока 3.The locking element 2 can be made with an additional rod 16 passing through the saddle 5 and having a guide in the adapter 13. A similar guide 17 is made in the housing 1 for the rod 3.

Уплотнительный поясок 10 запорного органа 2 может быть образован плоской поверхностью, параллельной уплотнительной поверхности 7 шайбы, образованной плоской боковой поверхностью шайбы (не показано на чертеже), или образован конической поверхностью, как показано на чертеже.The sealing band 10 of the locking member 2 may be formed by a flat surface parallel to the sealing surface of the washer 7, formed by the flat lateral surface of the washer (not shown in the drawing), or formed by a conical surface, as shown in the drawing.

Пробка 8 запорного органа 2 разъемно соединена, например посредством резьбы, со штоком 3 с возможностью переворачивания.The stopper 8 of the locking element 2 is detachably connected, for example by means of a thread, to the rod 3 with the possibility of turning.

Под действием собственного веса запорный орган 2 опускается вниз и закрывает проходное отверстие седла 5 клапана. При этом уплотнительные кольца 11 под воздействием эластичной втулки 12 плотно прижимаются к боковой цилиндрической поверхности выполненного в виде пробки 8 запорного органа 2 с противоположных сторон в перпендикулярном направлении, чем обеспечивается герметичность клапана. Зазор в осевом направлении между уплотнительными кольцами 11 устраняется за счет прижима уплотнительных колец 11 друг к другу при воздействии на них через шайбу 6 упругого уплотнительного кольца 15.Under the action of its own weight, the locking member 2 lowers down and closes the passage opening of the valve seat 5. At the same time, the sealing rings 11 under the influence of the elastic sleeve 12 are tightly pressed against the lateral cylindrical surface of the closure member 2 made in the form of a stopper 8 from opposite sides in the perpendicular direction, which ensures the tightness of the valve. The axial clearance between the sealing rings 11 is eliminated by pressing the sealing rings 11 against each other when exposed to them through the washer 6 of the elastic sealing ring 15.

При воздействии на запорный орган 2 давления снизу он поднимается, выходит из механического уплотнения 4 и жидкость проходит через кольцевой зазор между механическим уплотнением 4 и запорным органом 2 в кольцевую полость корпуса 1 выше запорного органа 2.When the pressure is applied to the locking member 2 from below, it rises, leaves the mechanical seal 4 and the liquid passes through the annular gap between the mechanical seal 4 and the locking member 2 into the annular cavity of the housing 1 above the locking member 2.

Настоящий клапан может быть использован в нефтегазодобывающей и других отраслях промышленности и при добыче нефти и других жидких сред штанговыми погружными насосами.This valve can be used in oil and gas and other industries and in the extraction of oil and other liquid media by rod submersible pumps.

Claims

1. The valve of a sucker rod pump, comprising a housing in which a locking member with a stem is located, a mechanical seal and a seat made in the form of a washer with a sealing surface, wherein the locking member is made in the form of a cylindrical plug coupled to the stem by a conical surface on one side and equipped with a sealing belt with another, interacting in the closed position with the sealing surface of the washer, and the mechanical seal is formed by a group of sealing rings located in an elastic th sleeve from the side of their outer cylindrical surface, the o-rings are mounted in pairs with eccentricity in the opposite direction to each other in each pair of o-rings, the latter are axially pressed against each other, the opening of the o-rings limiting their inner cylindrical surface is made concentric with the outer cylindrical surface, and in the elastic sleeve eccentric to each other annular grooves are made, in each of which a sealing to a face, while adjacent grooves are pairwise offset relative to each other in a diametrically opposite direction, characterized in that it is equipped with an adapter connected to the housing by means of a thread, in which a flat supporting platform for the washer is made, and on it is an annular groove in which the elastic O-ring, by means of which the O-rings are pressed against each other through the washer, the washer is made with two opposed sealing surfaces, replaceable noy surface by tumbling washer.

2. The valve according to claim 1, characterized in that the shut-off element is made with an additional rod passing through the seat and having a guide in the adapter.

3. The valve according to claim 1, characterized in that the sealing band of the locking member is formed by a flat surface parallel to the sealing surface of the washer.

4. The valve according to claim 1, characterized in that the sealing band of the locking member is formed by a conical surface.

5. The valve according to claim 1, characterized in that the sealing band of the locking member is formed by a spherical surface.

6. The valve according to claim 4, characterized in that the stopper plug is detachably connected to the stem with the possibility of turning over.