Патент РФ на полезную модель № 73436 «Сменное седло обратного клапана системы закачки раствора для цементирования нефтяных или газовых скважин»

Патентообладатель: Общество с ограниченной ответственностью "Стромнефтемаш"; Авторы: Соболев Алексей Станиславович, Трушин Станислав Николаевич, Кукушкин Николай Михайлович, Доронин Вячеслав Вячеславович; Международная патентная классификация: F16K 25/00 (2006.01); Дата подачи заявки: 24.01.2008; Дата публикации сведений о выдаче патента (выдача патента): 20.05.2008.


Полезная модель относится к нефте- и газодобывающей отрасли промышленности, а конкретно к сменному седлу обратного клапана системы закачки раствора для цементирования нефтяных или газовых скважин.

Известно седло клапана, установленное в корпусе клапана и выполненное в виде цилиндрической втулки с отбортовкой и посадочной рабочей конической поверхностью клапана в зоне отбортовки в форме фаски по внутренней поверхности стакана (Орлов П.И., Основы конструирования, Справочно-методическое пособие, Москва, Машиностроение, 1988, книга 1, стр.337, рис. 331, изображение Б).

Седло клапана закрепляется в отверстии корпуса клапана и упирается отбортовкой в корпус в направлении воздействия на седло подпружиненной запирающей детали, сопрягающейся своей рабочей конической поверхностью с конической поверхностью седла.

Седло клапана известной конструкций не может быть использовано в системах закачки раствора для цементирования нефтяных или газовых скважин, поскольку его конструкция не предусматривает частую смену седла, тогда как при закачке раствора седло быстро изнашивается. Посадка седла по цилиндрической поверхности существенно усложняет его смену из-за трения, обусловленного наличием в работавшей системе абразивных частиц цементного раствора, затрудняющих выпрессовку седла. Значительное давление в системе закачки цементного раствора, периодический характер воздействия высоких давлений приводит к пропусканию раствора между седлом и корпусом клапана, корпус клапана в зоне сопряжения с седлом изнашивается, в результате чего появляется необходимость смены корпуса клапана, а не смены только седла клапана.

Техническая проблема, на решение которой направлена настоящая полезная модель, заключается в разработке сменного седла обратного клапана, пригодного для использования в системе закачки раствора для цементирования нефтяных или газовых скважин и минимизирующего износ корпуса клапана в зоне установки седла.

Эта техническая проблема решена выполнением сменного седла клапана в виде втулки из легированной стали с внутренней цилиндрической и наружной конической посадочной поверхностью, а также с расположенными с края втулки со стороны большего основания конуса, описанного наружной посадочной конической поверхностью, внутренней конусной поверхностью и буртиком. Внутренняя конусной поверхность сопряжена с внутренней цилиндрической поверхностью. Буртик расположен на наружной посадочной конической поверхности. На наружной посадочной конической поверхности выполнена проточка для установки уплотнения.

Выполнение посадочной поверхности конической упрощает выполнение операции извлечения седла из корпуса клапана при его смене, а наличие уплотнения в проточке уменьшает вероятность износа сопряжения седло – корпус клапана.

Величина конусности наружной посадочной конической поверхности, как правило, равна 1:5, что является оптимальной величиной для надежного крепления седла и его извлечения. В частном случае выполнения седло клапана изготавливается из стали 40Х, причем оно может быть подвергнуто общему термическому упрочнению.

Возможность осуществления полезной модели иллюстрируется конкретным примером.

На фиг.1, показано сменное седло клапана, разрез по оси.

Сменное седла клапана выполнено в виде втулки с внутренней цилиндрической 1 и наружной посадочной конической 2 поверхностями.

Со стороны края 3 втулки, соответствующего большему основанию конуса, описанного наружной посадочной конической поверхностью 2, расположены внутренняя конусная поверхность 4, сопряженная с внутренней цилиндрической поверхностью 2, и буртик 5 на наружной посадочной конической поверхности 2.

На наружной посадочной конической поверхности 2 выполнена проточка 6.

Величина конусности наружной посадочной конической поверхности 2 равна 1:5.

Вариант использования выполненного в соответствии с настоящей полезной моделью сменного седла в конструкции обратного клапана системы закачки раствора для цементирования нефтяных или газовых скважин, проиллюстрирован на фиг.2, где показан блок обратных клапанов в сборе в разрезе.

Внутренняя конусная поверхность 4 предназначена для посадки запирающего элемента 7 клапана, а по внутренней цилиндрической поверхности 1 обеспечивается центрирование запирающего элемента 7 клапана. В проточку 6 перед монтажом сменного седла устанавливается уплотнительное резиновое кольцо 8.

Для извлечения сменного седла съемник (на чертежах не показан) зацепляется через внутреннюю цилиндрическую поверхность 1 за торцевую поверхность 9. Седло изготавливается из стали 40Х и подвергается общему термическому упрочнению. Седло изготавливается по традиционной технологии изготовления деталей из стали, имеющих форму тела вращения.



1. Сменное седло клапана, выполненное в виде втулки из стали с внутренней цилиндрической и наружной посадочной конической поверхностью, с расположенными с края втулки со стороны большего основания конуса, описанного наружной посадочной конической поверхностью, внутренней конусной поверхностью и буртиком, причем внутренняя конусная поверхность сопряжена с внутренней цилиндрической поверхностью, а буртик расположен на наружной посадочной конической поверхности, при этом в средней части на наружной посадочной конической поверхности выполнена проточка для установки уплотнения.

2. Седло клапана по п.1, отличающееся тем, что величина конусности наружной посадочной конической поверхности равна 1:5.

3. Седло клапана по п. 1, отличающееся тем, что оно изготовлено из легированной стали и подвергнуто общему термическому упрочнению.



Техническая проблема, на решение которой направлена настоящая полезная модель, заключается в разработке сменного седла обратного клапана, пригодного для использования в системе закачки раствора для цементирования нефтяных или газовых скважин и минимизирующего износ корпуса клапана в зоне установки седла. Сменное седла клапана выполнено в виде втулки с внутренней цилиндрической 1 и наружной посадочной конической 2 поверхностями. Со стороны края 3 втулки, соответствующего большему основанию конуса, описанного наружной посадочной конической поверхностью 2, расположены внутренняя конусная поверхность 4, сопряженная с внутренней цилиндрической поверхностью 2, и буртик 5 на наружной посадочной конической поверхности 2. На наружной посадочной конической поверхности 2 выполнена проточка 6. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.