Шиберная задвижка с коротким шибером

 

Изобретение относится к устьевой арматуре, в частности к шиберным задвижкам, и используется в нефтегазодобывающей отрасли. Шиберная задвижка с коротким шибером содержит корпус, крышку, шпиндель и запорный орган – шибер. Шибер расположен между седлами. Седла выполнены в виде двух колец. Кольца установлены в расточках корпуса и зафиксированы распоркой ниже их проходного отверстия со стороны дна полости корпуса. Седла подпружинены и устанавливаются по шиберу. Распорка состоит из основания и упора. Основание выполнено в виде кольца. Упор выполнен в виде ступенчатого валика. Основание и упор зафиксированы относительно друг друга кольцом из упругого материала, например резины. Изобретение направлено на повышение надежности работы и увеличение срока службы шиберной задвижки. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устьевой арматуре, в частности к шиберным задвижкам, и используется в нефтегазодобывающей отрасли.

Известна шиберная задвижка с коротким шибером по патенту GB 1369422 А, кл. F 16 К 3/02, 09.10.1974, которая содержит корпус, крышку, шпиндель и запорный орган - шибер, шибер расположен между седлами, выполненными в виде двух колец, установленных в расточках корпуса и зафиксированных распоркой ниже их проходного отверстия со стороны дна полости корпуса, седла подпружинены и устанавливаются по шиберу. Распорка выполнена в виде диска, установленного на пластинчатую пружину, в свою очередь, прикрепленную болтовым соединением к корпусу задвижки. Кроме этого, распорка может быть выполнена в виде диска с заплечиками и хвостовиком, подпружиненного относительно корпуса винтовой цилиндрической пружиной и установленного в монтажном блоке. Подпружиненной конструкция распорки выполнена для обеспечения монтажа и демонтажа седел путем отжатия распорки вниз и выведения ее из зацепления с седлами.

В реальных условиях эксплуатации шиберных задвижек на нефтепромыслах Сибири и Крайнего Севера, когда управление задвижками на обычной арматуре ручное, а добываемая жидкость - это смесь нефти, химически агрессивной воды, вымываемой легкой породы, парафина и т.д., которые осаждаются во внутренних полостях корпуса, у данной конструкции задвижки выявляется ряд недостатков, в частности отсутствие жесткого упора при ходе шибера вниз и наличие свободного пространства между распоркой и дном корпуса. Любое непреднамеренное вращение шпинделем вниз ниже отметки "Закрыто" выдавит распорку из зацепления с седлами, а так как она находится в застойной зоне корпуса среди загустевших продуктов транспортировки, особенно смеси парафина и песка, то проблематично ее возвращение назад. (У нефтяников существует специальная технология пропарки скважин нефтью, разогретой до температуры выше 100°С, применяемая для очистки арматуры от продуктов транспортировки.) При невозврате распорки в свое нормальное положение седла выйдут из гнезд и при ходе шибера вниз произойдет заклинивание.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности работы и увеличение срока службы шиберной задвижки с коротким шибером.

Технический результат изобретения достигается тем, что в шиберной задвижке с коротким шибером, содержащей корпус, крышку, шпиндель и запорный орган - шибер, шибер расположен между седлами, выполненными в виде двух колец, установленных в расточках корпуса и зафиксированных распоркой ниже их проходного отверстия со стороны дна полости корпуса, седла подпружинены и самоустанавливаются по шиберу, распорка состоит из основания, выполненного в виде кольца, и упора, выполненного в виде ступенчатого валика, при этом основание и упор зафиксированы относительно друг друга кольцом из упругого материала, например резины.

При этом распорка может быть установлена в гнезде на дне корпуса соосно с центральной линией шибера с зазором, обеспечивающим ее подвижность в направлении, перпендикулярном продольной оси шибера, на величину большую, чем ход седла, и зафиксирована от выпадения седлами и стенками гнезда, одновременно распорка выполняет роль упора шибера в его крайнем нижнем положении. Кроме этого, упор снабжен отверстием для демонтажа.

На фиг.1 показан общий вид задвижки, на фиг.2 - узел А на фиг.1.

В расточках 1 корпуса 2, представляющего собой цельнолитую конструкцию с отверстиями 3, образующими соосные каналы для потока среды, и горловиной 4, установлены седла 5, выполненные в виде двух колец и подпружиненные резиновыми кольцами 6. Внутрь корпуса задвижки между седлами установлен запорный орган - плоский шибер 7, связанный Т-образным пазом со шпинделем 8, проходящим сквозь крышку 9. В дне корпуса соосно с центральной линией шибера выполнено гнездо 10, в котором помещена распорка 11 с зазором, обеспечивающим ее подвижность в направлении, перпендикулярном продольной оси шибера, на величину большую, чем ход седла. Распорка состоит из основания 12, упора 13 и кольца 14 из упругого материала, например резины. Упор 13 представляет собой ступенчатый валик, который находится между седлами и удерживает их от схождения при верхнем положении шибера. Валик имеет две лыски, контактирующие с седлами, а размер между лысками несколько меньше, чем ширина шибера. При этом упор 13 снабжен центральным резьбовым отверстием для демонтажа. Основание 12 представляет собой кольцо с наружным диаметром несколько большим, чем ширина шибера. Основание 12 и упор 13 фиксируются между собой на посадочном пояске упора кольцом 14 за счет его упругих свойств. Основание 12 находится в зоне контакта с седлами, заходя своей периферийной частью под наружные диаметры седел. За счет этого распорка в сборе удерживается от выпадения из гнезда 10. Шибер 7 имеет два крайних положения. В нижнем положении он упирается в распорку 11, и в этом случае распорка играет роль упора. В верхнем положении шпиндель 8 своим буртом 15 упирается в крышку 9, обеспечивая положение шибера, при котором он полностью выходит из проходных отверстий седел 5, но остается между ними.

Сборка задвижки осуществляется следующим образом. На дно корпуса в гнездо 10 устанавливается основание 12. Поочередно вводятся седла 5 с кольцами 6 и устанавливаются в расточки 1 корпуса 2. Седла за специальные технологические проточки разжимаются приспособлениями через отверстия 3. После этого между ними заводится упор 13 с установленным на нем кольцом 14, доводится до соприкосновения с основанием 12 и под определенным усилием дожимается до полного соприкосновения с основанием 12. После этого вводится шибер и седла отпускаются. Демонтаж упора производится в обратной последовательности, только для удобства выемки упора в него ввинчивается съемник.

Задвижка работает следующим образом.

В крайнем нижнем положении шибер 7 упирается в распорку 11, отверстия 3 полностью перекрыты. При малых давлениях герметичность между седлами 5 (фиг.2) и шибером 7 достигается за счет прижима седел к шиберу резиновыми кольцами 6. При увеличении давления, когда усилие от среды, действующее на шибер, становится больше, чем противодействующее ему усилие от упругого кольца, герметичность достигается за счет прижима средой шибера к седлу, при этом распорка 11, имея свободу перемещения, двигается вместе с седлами и шибером. При подъеме шибера вверх он полностью выходит из зоны отверстий 3 и в своем крайнем верхнем положении остается между седлами только в верхней их части. В этом положении седла за счет того, что шибер несколько толще распорки, имеют угол наклона, но он столь незначителен, что на закрытие задвижки при ходе шибера вниз не влияют.

Формула изобретения

1. Шиберная задвижка с коротким шибером, содержащая корпус, крышку, шпиндель и запорный орган - шибер, шибер расположен между седлами, выполненными в виде двух колец, установленных в расточках корпуса и зафиксированных распоркой ниже их проходного отверстия со стороны дна полости корпуса, седла подпружинены и устанавливаются по шиберу, отличающаяся тем, что распорка состоит из основания, выполненного в виде кольца, и упора, выполненного в виде ступенчатого валика, при этом основание и упор зафиксированы относительно друг друга кольцом из упругого материала, например резины.

2. Шиберная задвижка с коротким шибером по п.1, отличающаяся тем, что распорка установлена в гнезде на дне корпуса соосно с центральной линией шибера с зазором, обеспечивающим ее подвижность в направлении, перпендикулярном продольной оси шибера на величину большую, чем ход седла, и зафиксирована от выпадения седлами и стенками гнезда, одновременно распорка выполняет роль упора шибера в его крайнем нижнем положении.

3. Шиберная задвижка с коротким шибером по п.2, отличающаяся тем, что упор снабжен отверстием для демонтажа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2