Скважинный клапан-отсекатель

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промьшшенности и предназначено для предохранительных устройств, используемых при эксплуатации газовых, газоконденсатных и нефтяных скважин. Цель изобретения - повышение надежности работы клапана. Он содержит корпус (К) 1, седло 2, тарельчатый запорный орган 3, установленный с зазором в К 1, и фиксатор 4 открытого положения запорного органа 3, перед которым в К 1 размеФиг . / § (Л со 4 00 ел о со J2

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111 (51) 4 Е 21 В 34/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;, .

1г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3906469/22-03 (22) 25.03.85 (46) 30.10.87, Бюл. Ф 40 (71) Тюменский государственный научно-исследовательский и проектный институт природных газов (72) В.Я.Протасов, В.А.Костыгин и А.В.Кустьппев (53) 622.276 ° 5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Я - 534560, кл. E 21 В 34/06, 1966.

Авторское свидетельство СССР

11" 676798, кл. Е 21 В 34/06, 1976. (54) СКВАЖИННЫЙ КЛАПАН-ОТСЕКАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к нефтегазодобывающей промьппленности и предназначено для предохранительных устройств, используемых при эксплуатации газовых, газоконденсатных и нефтяных скважин. Цель изобретения— повышение надежности работы клапана.

Он содержит корпус (К) 1, седло 2, тарельчатый запорный орган 3, установленный с зазором в К 1, и фиксатор 4 открытого положения запорного органа 3, перед которым в К 1 разме48503

13 щена диафрагма 5. На боковой поверхности запорного органа 3 выполнены продольные каналы 9, в которых размещены концы возвратных пружин 7. Фиксатор 4 выполнен в виде нескольких соединенных одна с другой и консольно закрепленных в К 1 пластинчатых пружин (ПП) разной длины. Наиболее длинная ПП 6 контактирует с запорным органом 3 в открытом положении. При увеличении расхода флюида в скважине запорный орган 3 выходит из зацепления с фиксатором 4 и перекрывает седло 2, клапан закрывается. Момент выхода иэ зацепления определяется параметрами настройки органа 3: диаметром диафрагмы 5, кол-вом ПП и их длин.

Увеличение жесткости фиксатора 4 ведет к увеличению критического дебита срабатывания клапана. 2 ил, ленных в корпусе пластинчатых пружин разной длины. Наиболее длинная пружина 6 установлена с возможностью контактирования с запорным органом 3.

Возвратные пружины 7 надеты на ось 8 запорного органа 3, концы пружин размещены в продольных каналах 9 запорного органа и в зазоре 10. Наз30 начение пружин 7 заключается в том, что после выравнивания давлений в надклапанной полости с подклапанным они возвращают запорный орган в боковое отверстие клапана до момента эащелкивания запорного органа фик- 35 сатором.

Продольные каналы 9 запорного органа могут быть выполнены параллельно плоскости посадочного пояс11 или под углом 0-13

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к предохранительным устройствам, используемым при эксплуатации газо«ых, газоконденсатных и нефтяных скважин.

Цель изобретения — повышение надежности работы клапана.

На фиг.1 изображен скважинный клапан-отсекатель, общий вид; на фиг.2 — вид А на фиг.1.

Клапан содержит корпус 1, в котором установлено седло 2, и подпружиненный тарельчатый запорный орган

3, расположенный с зазором относительно корпуса. Запорный орган 3 в открытом положении стопорится фиксатором 4. Перед запорным органом установлена диафрагма 5. Фиксатор 4 состоит из нескольких соединенных одна с другой и консольно закреп10

В открытом положении клапана запорньп» орган удерживается фиксатором 6, выполненным из пакета пластинчатых пружин, закрепленных на кронштейне 12 с помощью гайки 13 и винта 14 к внутренней стенке корпуса 1, и образующим консоль.

Длина консоли равна расстоянию от кромки кронштейна до конца нижней пластины, прижимающей запорный орган к корпусу клапана. Пакет собран и смонтирован таким образом, что пластинчатая пружина, защемленная между верхними пластинчатыми пружи-. нами 4 и кронштейном 12, концевым участком прижимает запорный орган к корпусу клапана. Выступающий конец нижней пластиьч дает воэможность при утапливании "апорного органа действовать и испытывать сопротивление изгибу всех пластинчатых пружин фиксатора.

При открытии клапана запорный орган 3 действует только на одну нижнюю пластинчатую пружину.

При достаточной жесткости верхних пластинчатых пружин образуется вторая (малая) консоль фиксатора 6, которая работает тогда, когда на ее концевой участок действует (давит) эапорный орган при закрытии клапана, в противовес 1-й (большой) консоли, которая работает в момент открытия клапана и защелкивания запорного органа фиксатором. Момент сопротивления нижней пластинчатой пружины меньше пакета верхних пластинчатых пружин.

Поэтому при открытии клапана сила изгиба, приложенная к концевому участку нижней иластинчатой пружи1348503 ны фиксатора, намного меньше силы изгиба фиксатора прилагаемой к его концевому участку при закрытии клапана, так как в первом случае рабо5 тает на изгиб одна пластинчатая пружина, а во втором — весь пакет.

Практически можно получить такие отношения длин консолей, толщины нижней пластинчатой пружины фиксатора и всего пакета, мошностей возвратных пластин, что для пропуска запорного органа к стенке клапана и его фиксации будет достаточно привода запорного органа только возвратными пру- 15 жинами.

Клапан †отсекате работает следующим образом.

При аварийном расходе флюида на диафрагме 5 образуется перепад давле- 2О ния, который ведет к падения давления в полости 15 в сравнении с давлением за клапаном. Под действием разницы этих давлений возникает сила, действующая на запорный орган 3 и направ- 25 ленная в полость 15 клапана.

Под ее действием запорный орган начинает вращаться около оси 8 и действовать (давить) на концевой участок фиксатора. Жесткость фиксатора при этом определяется моментом сопротивления всего пакета пластинчатых пружин, так как в данном случае деформируется весь пакет пластинчатых пружин.

Если увеличение расхода флюида

35 кратковременно, то запорный орган 3 под действием возвратных пружин 7 прижимается к стенке корпуса 1. Если расход флюида продолжает увеличивать—

40 ся, то запорный орган выходит из зацепления с фиксатором 4 и перекрывает седло 2. Клапан-отсекатель закрыт. Момент выхода из зацепления запорного органа 3 с фиксатором 4 определяется параметрами настройки за45 порного механизма: диаметром диафрагмы 5, количеством пластинчатых пружин в фиксаторе 4 их длин. При постоянном внутреннем диаметре диафрагмы 5 увеличение жесткости фиксатора (это достигается путем увеличения числа пластинчатых пружин в пакете) ведет к увеличению критического дебита срабатывания клапана-отсекателя, а уменьшение жесткости фиксатора — к снижению критического дебита °

К увеличению критического дебита срабатывания клапана при постоянном диаметре диафрагмы 5 и жесткости фиксатора 4 ведет и увеличение бокового отверстия 16, сообщающего полость 15 клапана с внутрискважинным пространством, так как часть потока флюида пойдет в полость клапана через отверстие 16, минуя диафрагму 5, т.е. уменьшается гидравлическое сопротивление клапана, что приводит к уменьшению износа диафрагмы 5 под действием механических примесей, сод ржащихсч во флюиде, и увеличению периода бескомпрессорной эксплуатации скважин.

После выравнивания давлений в подклапанной и надклапанной зонах запорный орган под действием возвратных пружин 7 возвращается в первоначальное фиксированное состояние, преодолевая сопротивление только одной пластинчатой пружины, благодаря консольно исполненного концевого участка, Формула и з о б р е т е н и я

Скважинный клапан-отсекатель, содержащий корпус, седло, тарельчатый запорный орган, установленный с зазором в корпусе, фиксатор открытого положения запорного органа и диафрагму, установленную в корпусе перед запорным органом, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения надежности работы клапана, он снабжен возвратными пружинами, а на боковой поверхности запорного органа выполнены продольные каналы для размещения в них концов возвратных пружин, причем фиксатор выполнен в виде нескольких соединенных одна с другой и консольно закрепленных в корпусе пластинчатых пружин разной длины, причем наиболее длинная пружина установлена с возможностью контактирования с запорным органом в открытом положении.

1348503

Ф08, 2

Составите-и ?3.Борнскина

Техред И.Попович

Корректор А.Ильин

Редактор A.Äîëèíè÷

Заказ 5174/32 Тира . «32 Подписное

ЗНй!ПП осудар гл I, ; . "и, гета СССР о делам вномере I ен:.t,i,l . ° рк:тпй

113035, М )скн», > -3«, . - а:, ", .; «наб., д. 4! 5

Производственно — полиграф!лес к .. предпрня гп», г. Ужгород, ул. Проектная, 4