Клапан обратный
Изобретение относится к области горного дела, в частности к нефтегазодобывающей промышленности, и предназначено для использования в нефтепромысловом оборудовании при установке клапана обратного, например, в канавках между торцевыми поверхностями соединений трубопроводов с целью их надежного перекрытия при перепаде давлений перед и за клапановой зонах. Клапан обратный содержит корпус клапана, затвор и каналы гидравлической связи. Затвор закреплен на оси и выполнен в виде гибкого эластичного кольца. Внутри корпуса клапана выполнены: на торце кольцевой паз для взаимодействия с кольцевым выступом гибкого эластичного затвора, а на внутреннем диаметре - выточка. В последней установлен стабилизатор с конической поверхностью и каналами гидравлической связи. Стабилизатор взаимодействует с одной стороны с затвором. С противоположной стороны через предохранительное упругое уплотнительное кольцо с торцевой поверхностью соединения. Изобретение направлено на увеличение надежности и срока эксплуатации клапана обратного, особенно в зимнее время, на удобство его обслуживания, ремонтопригодности и конкурентоспособности. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области горного дела, в частности, к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано в нефтепромысловом оборудовании при установке клапана обратного в канавках между торцевыми поверхностями соединений трубопроводов с целью их надежного перекрытия при перепадах давлений перед- и заклапановой зонах.
Известны клапаны обратные, содержащие корпуса, затворы, закрепленные на осях [2]-[19].
Недостатками известных клапанов обратных являются сложность в конструкции, технологические сложности в изготовлении и, как следствие, вибрации и ненадежность в процессе эксплуатации, малый гарантийный срок.
Известен клапан обратный, содержащий корпус клапана, затвор, закрепленный на оси и выполненный в виде гибкого эластичного кольца, каналы гидравлической связи [1].
Недостатками известного клапана обратного являются ненадежность в процессе эксплуатации при высоких давлениях МПа (кгс·см2) 21(210) и выше, особенно в зимнее время, когда клапаны обратные замерзают, обратным давлением затворы срывает с оси вместе с ледяными пробками и резьбовыми элементами крепления.
Техническая задача состоит в устранении конструктивных условий вибрации, в исключении резьбового крепления в корпусе клапана гибкого эластичного затвора, в увеличении надежности и срока эксплуатации клапана обратного при высоких давлениях МПа (кгс·см2) 21(210) и выше, особенно в зимнее время, в удобстве его обслуживания, ремонтопригодности и конкурентоспособности.
Решение технической задачи достигается тем, что внутри корпуса клапана выполнены: на торце кольцевой паз для взаимодействия с кольцевым выступом гибкого эластичного затвора, на внутреннем диаметре выточка, в которой установлен стабилизатор с конической поверхностью и каналами гидравлической связи, взаимодействующий, с одной стороны, с затвором, с противоположной стороны, через предохранительное упругое уплотнительное кольцо, - с торцевой поверхностью соединения.
Гибкий эластичный затвор, выполненный в виде тарельчатой пружины, при взаимодействии с торцом корпуса клапана или с конической поверхностью стабилизатора приобретает свойства напряженного пружинящего кольца (фиг.3).
На фиг.1 изображен клапан обратный, установленный в соединении трубопроводов в открытом положении.
На фиг.2 изображен клапан в закрытом положении.
На фиг.3 изображен гибкий эластичный затвор в свободном состоянии.
Клапан обратный содержит:
корпус клапана 1,
торец корпуса клапана 2,
кольцевой паз 3,
кольцевой выступ затвора 4,
гибкий эластичный затвор 5,
выточку 6,
стабилизатор 7,
коническую поверхность стабилизатора 8,
каналы гидравлической связи в стабилизаторе 9,
предохранительные упругие уплотнительные кольца 10,
торцевые поверхности соединения 11
В статическом положении элементы клапана обратного взаимодействуют следующим образом.
В кольцевой паз 3, выполненный в корпусе клапана 1, кольцевым выступом 4 устанавливается гибкий эластичный затвор 5.
В выточку 6, выполненную на внутреннем диаметре корпуса клапана, устанавливается стабилизатор 7.
Во внутренние кольцевые канавки корпуса клапана устанавливаются предохранительные упругие уплотнительные кольца 10 (решение о выдаче патента по заявке № 9810438/03).
При этом предохранительное упругое уплотнительное кольцо 10 фиксирует стабилизатор 7, который поджимает гибкий эластичный затвор 5 к торцу 2 корпуса клапана 1.
Гибкий эластичный затвор 5 при взаимодействии с торцом 2 корпуса клапана 1 приобретает свойства напряженного пружинящего кольца (фиг.2).
Клапан обратный в собранном виде устанавливается, например, в канавку между торцевыми поверхностями соединения 11 и стягивается резьбовыми шпильками с гайками (на чертежах не показано).
В динамическом положении, в трубопроводе, элементы клапана обратного взаимодействуют следующим образом.
При перепадах давлений перед- и заклапановой зонах трубопровода (включение насосного агрегата) под напором перекачиваемой среды гибкий эластичный затвор 5 взаимодействует с конической поверхностью 8 стабилизатора 7.
Перекачиваемая среда, огибая гибкий эластичный затвор 5, по каналам гидравлической связи 9, перекачивается по трубопроводу согласно технологическому регламенту. Клапан открыт (фиг.1).
При этом наличие кольцевого паза 3, в котором установлен гибкий эластичный затвор 5, через кольцевой выступ 4 обеспечивает надежное крепление затвора, а наличие конической поверхности 8 в стабилизаторе 7 исключает вибрацию гибкого эластичного затвора в процессе эксплуатации.
При перепадах давлений перед- и заклапановой зонах трубопровода (отключение насосного агрегата) под действием пружинящего свойства гибкий эластичный затвор 5 по торцу 2 корпуса клапана 1 перекрывает обратный клапан и дополнительно обратным напором перекачиваемой среды через каналы гидравлической связи 9, выполненные в стабилизаторе 7, поджимает гибкий эластичный затвор 5 к торцу 2 корпуса клапана 1. Клапан закрыт (фиг.2).
В зимнее время, когда клапан обратный замерзает, стабилизатор 7, вследствие взаимодействия через предохранительное упругое уплотнительное кольцо 10 с торцевой поверхностью соединения 11, предохраняет гибкий эластичный затвор от смещения в направлении оси клапана обратного и его срыва с кольцевого паза 3, выполненного на торце 2 корпуса клапана 1.
Предложенное новое техническое решение клапана обратного отличается от известных технических решений новизной и его использование в производстве, особенно в зимнее время, когда клапаны замерзают, повысит показатели надежности эксплуатации нефтегазодобывающего оборудования.
Предложенный клапан обратный по уровню технического решения не имеет аналогов как в Российской Федерации, так и за рубежом, прост в изготовлении, надежен в эксплуатации, ремонтопригоден, конкурентоспособен и найдет широкое использование в промышленности с обеспечением положительного технико-экономического эффекта.
Литература
[1] US № 1408724 A F 16 К 15/14, 1922 г.
[2] SU № 229897 А F 16 K 1/38, 1968 г.
[3] DE № 2119613 C 3 F 16 К 15/14, 1978 г.
[4] SU № 1702052 А 1 F 16 К 41/02, 1991 г.
[5] SU № 1670278 А 1 F 16 K 41/02, 1991 г.
[6] US № 3381628 А f 16 К 15/14, 1974 г.
[7] А.Св. № 124257 Класс 47 д. 47/01, 1958 г.
[8] GB № 847513 А F 16 К 15/14, 1960 г.
[9] А.Св. № 395654 F 16 К 15/10, 1973 г.
[10] SU № 344200 М.Кл F 16 К 3/28, F 16 К 15/14, 1972 г.
[11] GB № 2274327 А F 16 К 15/14, 1993 г.
[12] GB № 1020359 A. F 16/K, 1996 г.
[13] JP № 0473261 А2. F 16 К 15/14, 1991 г.
[14] Технология бурения нефтяных скважин Х.Рабиа. изд. Москва. “Недра”, 1989 г., стр. 226, рис.8.21.
[15] Спутник буровика. Справочник. К.В.Иогансен. Москва “Недра”. 1990 г. стр. 84, рис.5.23 стр. 160 рис.7.9.
[16] Спутник буровика. Справочник. К.В.Иогансен. Москва “Недра”. 1981 г. стр. 90, рис.34, рис.35.
[17] Техника и технология капитального ремонта скважин А.В.Сулейманов и др. изд. Москва. “Недра”. 1987 г., стр. 226, рис.8.21.
[18] Каротаж, испытание, перфорация и торпедирование скважин. Л.Ф.Шакиров. изд. Москва “Недра”, 1987 г., стр. 46, рис.20.
[19] УДК 621.646.24 (031). Трубопроводная арматура с автоматическим управлением. Справочник под общей редакцией С.И.Косых. Ленинград. “Машиностроение” 1982 г., стр. 142-167.
1. Клапан обратный, содержащий корпус клапана, затвор, закрепленный на оси и выполненный в виде гибкого эластичного кольца, каналы гидравлической связи, отличающийся тем, что внутри корпуса клапана выполнены на торце кольцевой паз для взаимодействия с кольцевым выступом гибкого эластичного затвора, на внутреннем диаметре выточка, в которой установлен стабилизатор с конической поверхностью и каналами гидравлической связи, взаимодействующий с одной стороны с затвором, с противоположной стороны через предохранительное упругое уплотнительное кольцо с торцевой поверхностью соединения.
2. Клапан обратный по п.1, отличающийся тем, что гибкий эластичный затвор, выполненный в виде тарельчатой пружины, при взаимодействии с торцом корпуса клапана или с конической поверхностью стабилизатора приобретает свойства напряженного пружинящего кольца.
