RU141160U1

RU141160U1 - ELECTRIC CENTRIFUGAL UNIT CHECK VALVE FOR OIL BOREHOLE PRODUCTION

Info

Publication number: RU141160U1
Application number: RU2014101827/03U
Authority: RU
Inventors: Асгар Маратович Валеев; Салават Мухаметзакиевич Салимгареев; Борис Викторович Назаров; Венер Занкирович Гаскаров
Original assignee: Асгар Маратович Валеев
Priority date: 2014-01-21
Filing date: 2014-01-21
Publication date: 2014-05-27

Abstract

Обратный клапан электроцентробежной установки для скважинной добычи нефти, включающий корпус с верхним и нижним присоединительными резьбами, посадочное седло для клапана, закрепленное неподвижно внутри корпуса, сферический запорный клапан, ограничитель хода клапана, стопорное кольцо ограничителя, согласно полезной модели, посадочное седло клапана выполнено ступенчатой формы с удлиненным внутренним цилиндрическим выступом для посадки клапана и сквозными окнами в его верхней части, на наружной поверхности цилиндрического выступа со скользящей посадкой размещена гильза с окнами и крышкой со сквозными отверстиями, а снизу гильзы размещена пружина, опирающаяся на тарельчатую часть посадочного седла, закрепленного в корпусе контрагайкой, при этом стопорное кольцо размещено в верхней части цилиндрического выступа, а верхняя часть наружной поверхности гильзы содержит гофрированную манжету, герметизирующую полость между гильзой и корпусом клапана.Check valve of an electric centrifugal installation for downhole oil production, including a housing with upper and lower connecting threads, a seat seat for the valve fixed fixed inside the body, a spherical shut-off valve, a valve stroke limiter, a stop ring of a limiter, according to a utility model, the valve seat is made in a stepped form with an elongated inner cylindrical protrusion for seating the valve and through holes in its upper part, on the outer surface of the cylindrical protrusion with a sleeve with windows and a lid with through holes is placed in a sliding fit, and a spring is placed at the bottom of the sleeve, resting on the disk-shaped portion of the seat saddle, secured in the housing with a lock nut, the retaining ring is placed in the upper part of the cylindrical protrusion, and the upper part of the outer surface of the sleeve contains a corrugated cuff , a sealing cavity between the sleeve and the valve body.

Description

Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использована для промывки приема и полости электроцентробежных насосов от налипших твердых взвешенных частиц песка, асфальтосмолистых веществ и солей.The utility model relates to the oil industry and can be used to flush the intake and cavity of electric centrifugal pumps from adhering solid suspended particles of sand, asphalt-resinous substances and salts.

Известно, что на выходе из электроцентробежного насоса (ЭЦН) в насосно-компрессорных трубах (НКТ) устанавливаются обратный и сбивной клапаны. Обратный клапан при остановке насоса предупреждает излив жидкости из НКТ в скважину и раскручивание вала насоса в обратном направлении. Сбивной клапан позволяет, напротив, освободить НКТ от жидкости для подъема оборудования при ремонте (А.А. Богданов. Погружные центробежные электронасосы для добычи нефти. М.: Недра. 1968. С. 52-54).Излив жидкости из НКТ в скважину осуществляют сбросом в НКТ груза, который долетев до сбивного клапана, ломает его и образует отверстие, соединяющее полость НКТ с затрубным пространством.It is known that at the outlet of the electric centrifugal pump (ESP) in the tubing (non-tubing) are installed check and knockdown valves. When the pump stops, the non-return valve prevents the liquid from spilling out of the tubing into the well and unscrewing the pump shaft in the opposite direction. The knock-down valve, on the contrary, allows the tubing to be freed of liquid for lifting equipment during repairs (A. A. Bogdanov. Submersible centrifugal electric pumps for oil production. M .: Nedra. 1968. P. 52-54). Liquid is spilled from the tubing into the well. dumping into the tubing of the cargo, which reaches the knocking valve, breaks it and forms a hole connecting the tubing cavity with the annulus.

Известен клапан скважинного центробежного насоса (патент RU 72268 U1, заявл. 26.12.2007, опубл. 10.04.2008), содержащий корпус с внутренней и внешней присоединительными резьбами и закрепленным в нем седлом и, размещенный в канале ограничителя осевого перемещения шариковый запорный элемент. Седло клапана снабжено посадочной проточкой под уплотнительное кольцо и зафиксировано относительно корпуса цилиндрической втулкой и шайбой с отверстиями для прохода пластовой жидкости. В верхней части корпуса клапана установлен патрубок с ввинченной в него трубой шламоуловителя, снабженной радиальными отверстиями для прохода пластовой жидкости. Шайба с отверстиями для прохода пластовой жидкости зафиксирована от осевого перемещения относительно корпуса клапана посредством пружинного кольца, а патрубок монтируется в корпусе посредством шпонки с пружинным кольцом.A well-known centrifugal pump valve (patent RU 72268 U1, application form. 26.12.2007, publ. 10.04.2008), comprising a housing with internal and external connecting threads and a saddle fixed in it and a ball locking element located in the channel of the axial displacement limiter. The valve seat is equipped with a seating groove under the o-ring and is fixed relative to the housing by a cylindrical sleeve and a washer with holes for the passage of formation fluid. In the upper part of the valve body there is a pipe with a sludge trap screwed into it, equipped with radial holes for the passage of formation fluid. A washer with holes for the passage of formation fluid is fixed from axial movement relative to the valve body by means of a spring ring, and the nozzle is mounted in the body by means of a key with a spring ring.

Общим недостатком приведенных аналогов является невозможность промывки ЭЦН при засорении приемной части, а также закачки различных химических реагентов через насос в скважину.A common drawback of the above analogues is the inability to flush the ESP during clogging of the receiving part, as well as the injection of various chemicals through the pump into the well.

Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является клапан обратный (патент RU №56940 U1, заявл. 07.04.2006, опубл. 27.09.2006), состоящий из корпуса, седла, закрепленного в корпусе, запорного элемента в виде шара. В корпусе образован цилиндрический канал и ограничитель осевого перемещения запорного элемента в канале с отверстиями для протока жидкости, при этом ограничитель выполнен за одно целое с корпусом. Оси отверстий для протока жидкости расположены на образующих цилиндрического канала. Седло закреплено на входе с помощью гайки и (или) резьбовой втулки с пазами под ключ.The closest technical solution to the claimed utility model is a check valve (patent RU No. 56940 U1, application form 04/07/2006, publ. 09/27/2006), consisting of a housing, a saddle fixed in the housing, a locking element in the form of a ball. A cylindrical channel and a limiter for the axial movement of the locking element in the channel with openings for the fluid flow are formed in the housing, the limiter being made integrally with the housing. The axis of the holes for the fluid duct are located on the generatrices of the cylindrical channel. The saddle is fixed at the inlet with a nut and / or threaded sleeve with keyways.

Недостатком выбранного прототипа также является невозможность промывки ЭЦН при засорении приемной части, а также закачки различных химических реагентов через насос в скважину.The disadvantage of the selected prototype is the inability to flush the ESP during clogging of the receiving part, as well as the injection of various chemicals through the pump into the well.

Технической задачей полезной модели является обеспечение очистки фильтра на приеме насоса без подъема оборудования на поверхность обратной промывкой жидкостью из колонны насосно-компрессорных труб в скважину через обратный клапан установки, а также совмещение обратного клапана со сбивным.The technical task of the utility model is to ensure that the filter is cleaned at the pump intake without lifting the equipment to the surface by backwashing with liquid from the tubing string into the well through the unit’s check valve, as well as combining the check valve with the knockout valve.

Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве, включающем корпус с верхним и нижним присоединительными резьбами, посадочное седло для клапана, закрепленное неподвижно внутри корпуса, сферический запорный клапан, ограничитель хода клапана, стопорное кольцо ограничителя, согласно полезной модели, посадочное седло клапана выполнено ступенчатой формы с удлиненным внутренним цилиндрическим выступом для посадки клапана и сквозными окнами в его верхней части, на наружной поверхности цилиндрического выступа со скользящей посадкой размещена гильза с окнами и крышкой со сквозными отверстиями, а снизу гильзы размещена пружина, опирающаяся на тарельчатую часть посадочного седла, закрепленного в корпусе контрагайкой, при этом, стопорное кольцо размещено в верхней части цилиндрического выступа, а верхняя часть наружной поверхности гильзы содержит гофрированную манжету, герметизирущую полость между гильзой и корпусом клапана.The problem is solved in that in the known device, comprising a housing with upper and lower connecting threads, a seat seat for the valve fixed fixed inside the body, a spherical shut-off valve, a valve travel stop, a stop ring of the stop, according to a utility model, the valve seat is made stepwise forms with an elongated inner cylindrical protrusion for seating the valve and through-holes in its upper part, on the outer surface of the cylindrical protrusion with a sliding pos The sleeve has a sleeve with windows and a cover with through holes, and a spring is placed at the bottom of the sleeve, which rests on the disk-shaped portion of the seat saddle, which is secured in the housing with a lock nut, while the retaining ring is located in the upper part of the cylindrical protrusion, and the upper part of the outer surface of the sleeve contains a corrugated cuff , a sealing cavity between the sleeve and the valve body.

На рис. показана схема обратного клапана, установленного в НКТ на выкиде электроцентробежного насоса. В корпусе 1 клапана, установленного выше насоса, размещено посадочное седло 2 ступенчатой формы с удлиненным внутренним цилиндрическим выступом и сквозными окнами 3 в его верхней части. На верхний торец цилиндрической части посадочного седла опирается сферический клапан 4, а на наружной ее поверхности со скользящей посадкой размещена гильза 5 с окнами 6 и крышкой 7 со сквозными отверстиями 8. Снизу гильзу 5 подпирает пружина 9, а на верхнем торце посадочного седла размещено стопорное кольцо 10, ограничивающее движение гильзы 5 вверх. Тарельчатая часть посадочного седла сверху зафиксирована контрагайкой 11. В верхнюю часть корпуса 1 вворачивается труба 12 колонны НКТ, а снизу - муфта НКТ (на рис. не показана). Для герметизации узлов клапана установлены эластичные кольца 13, 14 и 15. В верхней части гильзы установлена гофрированная манжета 16 для предупреждения попадания оседающих твердых частиц в пространство между гильзой 5 и корпусом 1 клапана.In fig. shows a diagram of the check valve installed in the tubing on the discharge of the electric centrifugal pump. In the valve body 1, installed above the pump, a step-shaped landing seat 2 with an elongated inner cylindrical protrusion and through-holes 3 in its upper part is placed. A spherical valve 4 is supported on the upper end of the cylindrical part of the landing seat, and on its outer surface with a sliding fit, a sleeve 5 with windows 6 and a cover 7 with through holes is placed 8. A spring 9 supports the bottom of the sleeve 5, and a snap ring is placed on the upper end of the landing seat 10 restricting the upward movement of the sleeve 5. The dish-shaped part of the seat saddle is fixed with a lock nut on top 11. A pipe 12 of the tubing string is screwed into the upper part of the housing 1, and a tubing sleeve (not shown) is screwed into the bottom. To seal the valve assemblies, elastic rings 13, 14 and 15 are installed. A corrugated sleeve 16 is installed in the upper part of the sleeve to prevent settling solid particles from entering the space between the sleeve 5 and the valve body 1.

Работа клапана состоит в следующемThe valve operation is as follows

После спуска электроцентробежного насоса в скважину сферический клапан 4 под собственным весом располагается на верхнем торце цилиндрической части посадочного седла 2. При этом пружина 9 остается в полностью разжатом положении, при котором сквозные окна 3 и окна 6 в гильзе 5 не совпадают, а сама гильза прижата пружиной к стопорному кольцу 10, что предупреждает переток жидкости из НКТ через обратный клапан и насос в скважину.After the electric centrifugal pump is lowered into the well, a spherical valve 4 under its own weight is located on the upper end of the cylindrical part of the seat saddle 2. In this case, the spring 9 remains fully unpressed, in which the through windows 3 and the windows 6 in the sleeve 5 do not coincide, and the sleeve itself is pressed spring to the retaining ring 10, which prevents the flow of fluid from the tubing through the check valve and pump into the well.

После запуска насоса в работу под действием напора жидкости снизу клапан 4 приподнимается и пропускает жидкость в НКТ через окна 6 и отверстия 8 в крышке 7.After starting the pump into operation under the action of a pressure of fluid from below, valve 4 rises and passes the fluid into the tubing through windows 6 and holes 8 in the cover 7.

Для очистки фильтра на приеме насоса от налипших мехпримесей производится его остановка. Клапан 4 под собственным весом опустится вниз и прижмется гидростатическим давлением сверху к верхнему торцу седла 2. Для создания обратного перетока жидкости из НКТ через приемный фильтр насоса в скважину с устья при помощи лубрикатора на скребковой проволоке спускается груз (на рис. не показан). Дойдя до крышки 7 гильзы, груз под достаточным собственным весом переместит гильзу вниз, сжав пружину 9 до упора. При этом окна 6 в гильзе и окна 3 в цилиндрической части посадочного седла совпадут и жидкость из НКТ под большим перепадом давления будет перетекать через насос и фильтр в скважину, очищая сетчатый материал фильтра от налипших мехпримесей. Излив жидкости из НКТ производится до тех пор, пока уровень жидкости в затрубном пространстве не достигнет статического положения во избежание создания репрессии на пласт. После промывки фильтра груз поднимается и извлекается из скважины через лубрикатор. Пружина 9 вернет гильзу 5 в крайнее верхнее положение и переток жидкости из НКТ прекратится. После этого насос запускается в работу.To clean the filter at the pump inlet from adhering mechanical impurities, it is stopped. Valve 4, under its own weight, will go down and press hydrostatic pressure from above to the upper end of seat 2. To create a backflow of fluid from the tubing through the pump intake filter into the well, a load is lowered from the wellhead using a lubricator on a scraper wire (not shown). Having reached the cover 7 of the sleeve, the load with sufficient own weight will move the sleeve down, compressing the spring 9 to the stop. In this case, the windows 6 in the sleeve and the windows 3 in the cylindrical part of the seat saddle will coincide and the liquid from the tubing under a large pressure drop will flow through the pump and filter into the well, cleaning the filter mesh from adhering solids. Fluid is poured from the tubing until the fluid level in the annulus reaches a static position in order to avoid creating repression on the formation. After washing the filter, the load rises and is removed from the well through a lubricator. The spring 9 will return the sleeve 5 to its highest position and the flow of fluid from the tubing will stop. After that, the pump starts up.

Обратный клапан насоса одновременно выполняет функции сбивного клапана. Перед подъемом подземного оборудования в случае проведения ремонтных работ производят сброс груза в НКТ без скребковой проволоки. Сброшенный груз, долетев до клапана ударится о крышку 7, сожмет пружину 9 и будет удерживать гильзу 5 в крайнем нижнем положении и позволять жидкости из НКТ через совмещенные окна в гильзе и цилиндрической части посадочного седла 2 вытекать в скважину при подъеме оборудования в период ремонта.The non-return valve of the pump simultaneously functions as a whipping valve. Before lifting the underground equipment, in the event of repair work, discharge the cargo into the tubing without scraper wire. The dumped cargo, having reached the valve, will hit the cover 7, compress the spring 9 and hold the sleeve 5 in its lowest position and allow the liquid from the tubing to flow out of the tubing in the sleeve and the cylindrical part of the landing seat 2 into the well when lifting the equipment during the repair period.

Технико-экономическими преимуществами предложенного устройства являются простота и надежность его работы, а также отсутствие необходимости подъема насоса на поверхность для промывки насоса и фильтра. Кроме того, обратный клапан может одновременно выполнять роль сбивного клапана, что упрощает спуско-подъемные операции при ремонте скважины.The technical and economic advantages of the proposed device are the simplicity and reliability of its operation, as well as the absence of the need to lift the pump to the surface to flush the pump and filter. In addition, the check valve can simultaneously act as a knockdown valve, which simplifies tripping during well repair.

Claims

Check valve of an electric centrifugal installation for downhole oil production, including a housing with upper and lower connecting threads, a seat seat for the valve fixed fixed inside the body, a spherical shut-off valve, a valve stroke limiter, a stop ring of a limiter, according to a utility model, the valve seat is made in a stepped form with an elongated inner cylindrical protrusion for seating the valve and through holes in its upper part, on the outer surface of the cylindrical protrusion with the sleeve with windows and the lid with through holes is placed in a sliding fit, and a spring is placed at the bottom of the sleeve, resting on the disk-shaped part of the seat saddle, secured in the housing with a lock nut, the retaining ring is placed in the upper part of the cylindrical protrusion, and the upper part of the outer surface of the sleeve contains a corrugated cuff , a sealing cavity between the sleeve and the valve body.