Запорно-регулирующее устройство для автоматической отсечки шлейфа газовой скважины

Авторы патента:

F16K17/34 - в которых энергия потока протекающей среды приводит в действие запорный механизм

Владельцы патента RU 2386882:

Открытое акционерное общество "НПО "Промавтоматика" (RU)

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для использования на скважинных газоконденсатных месторождениях для автоматического перекрытия трубопровода высокого давления при аварийном положении давления в нем. Запорно-регулирующее устройство содержит установленный в газовом шлейфе запорный механизм 1 с входным 2 и выходным 3 каналами и рабочей полостью управления 5. Пилотный клапан 12 выполнен в виде подпружиненного распределителя, связанного каналом 18 с источником управляющей среды 19, а каналом 20 - с полостью управления запорного механизма. Устройство снабжено третьим 21 и четвертым 22 каналами с установленным в последнем обратным клапаном 23. Канал 21 сообщает рабочую полость управления с входным каналом запорного механизма. Канал 22 сообщает пилотный клапан 12 с выходным каналом 3 запорного механизма. Пилотный клапан 12 в одном положении сообщает между собой канал 18 и канал 20, а в другом - канал 20 и канал 22. Запорный механизм выполнен запорно-регулирующим с регулируемым упором 4. Рабочая полость управления 5 представляет собой подпоршневую полость поршневого привода 6. В надпоршневой полости расположен регулируемый упор 4. Эта полость соединена с входным каналом 2 через сквозной осевой канал 8 в штоке 9 поршня 10. Подпружиненный распределитель выполнен двухпозиционным и установлен над поршневым приводом 6 с образованием полости 11, соединенной с выходным каналом 3. В канале 21 перед входным каналом 2 установлен блок дозирования ингибитора 24, предназначенный для автоматического поддержания заданного расхода ингибитора, подаваемого в шлейф газовой скважины с целью предупреждения гидратообразования. Изобретение направлено на осуществление регулирования расхода газа газовой скважины и на автоматическое поддержание заданного расхода ингибитора. 1 ил.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, а именно к отключающим устройствам, в которых энергия потока протекающей среды приводит в действие запорный механизм, и может быть использовано для установки на скважинах газоконденсатных месторождений для автоматического перекрытия трубопровода высокого давления при аварийном понижении давления в нем.

Известно устройство отсекающее, содержащее корпус, расположенный в нем поворотный запорный орган, выполненный в виде накладываемых одна на другую двух поворотных заслонок, одна из которых - разгрузочная - с отверстием, а другая - глухая, перекрывающая отверстие разгрузочной заслонки, удерживающий запорный орган в открытом положении фиксатор и чувствительный элемент, выполненный в виде нагруженного пружинами штока, при этом шток чувствительного элемента связан с фиксатором, причем фиксатор удерживает в открытом положении разгрузочную поворотную заслонку с отверстием, при этом глухая поворотная заслонка выполнена с упором и установлена с возможностью взаимодействия упором со штоком чувствительного элемента (патент РФ №2249138, 7МПК F16K 17/04, 39/04, 02.06.2003 г.).

Известно устройство отсекающее, содержащее корпус, расположенный в нем поворотный запорный орган, выполненный в виде накладываемых одна на другую двух поворотных заслонок, одна из которых - разгрузочная - с отверстием, а другая - глухая, перекрывающая отверстие разгрузочной заслонки, удерживающий запорный орган в открытом положении фиксатор с упорами и чувствительный элемент, выполненный в виде нагруженного пружинами штока, причем шток чувствительного элемента связан с фиксатором, а фиксатор упорами удерживает в открытом положении разгрузочную поворотную заслонку с отверстием, при этом глухая поворотная заслонка выполнена с упором, причем упор глухой поворотной заслонки выполнен в виде пластины с отверстием для прохода фиксатора с упорами и расположен над разгрузочной поворотной заслонкой с возможностью взаимодействия с упорами фиксатора после срабатывания разгрузочной поворотной заслонки (патент РФ №2313714, 7МПК F16K 17/04, 39/04, 10.03.2006 г.).

Недостатком известных устройств является невозможность после срабатывания их автоматического открытия при повышении давления в трубопроводе до рабочего.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков, выбранным в качестве прототипа, является устройство для отсечки шлейфа газовой скважины, содержащее установленный в газовом шлейфе запорный механизм с рабочей полостью управления и пилотный клапан, выполненный в виде подпружиненного трехпозиционного распределителя, связанного первым каналом с источником управляющей среды, а вторым - с полостью управления запорного механизма, при этом устройство снабжено третьим и четвертым каналами с установленными в них обратными клапанами, первый из которых сообщает рабочую полость управления с газовым шлейфом до запорного механизма, а второй - пилотный клапан с газовым шлейфом после запорного механизма, причем пилотный клапан в одном положении сообщает между собой первый и второй каналы, а в другом - второй и четвертый (патент СССР № 1822477, 7МПК F16K 17/34, 29.03.1991 г.).

Недостатком известного устройства является невозможность регулирования расхода газа газовой скважины и автоматического поддержания заданного расхода ингибитора, подаваемого в шлейф для предотвращения гидратообразования, соответствующего установленному расходу газа.

Задача, достигаемая изобретением, состоит в том, чтобы создать такое техническое решение, при использовании которого осуществлялось регулирование расхода газа газовой скважины и автоматическое поддержание заданного расхода ингибитора, подаваемого в шлейф для предотвращения гидратообразования, соответствующего установленному расходу газа.

Для достижения названного технического результата, запорно-регулирующее устройство для автоматической отсечки шлейфа газовой скважины содержит установленный в газовом шлейфе запорный механизм с входным и выходным каналами и рабочей полостью управления, а также пилотный клапан, выполненный в виде подпружиненного распределителя, связанного первым каналом с источником управляющей среды, а вторым - с полостью управления запорного механизма, при этом устройство снабжено третьим и четвертым каналами с установленным в последнем обратным клапаном, первый из которых сообщает рабочую полость управления с входным каналом запорного механизма, а второй - пилотный клапан с выходным каналом запорного механизма, причем пилотный клапан в одном положении сообщает между собой первый и второй каналы, а в другом - второй и четвертый.

Заявляемое устройство отличается от прототипа тем, что запорный механизм выполнен запорно-регулирующим с регулируемым упором, причем рабочая полость управления представляет собой подпоршневую полость поршневого привода, а надпоршневая полость, в которой расположен регулируемый упор, через сквозной осевой канал в штоке поршня соединена с входным каналом, при этом подпружиненный распределитель выполнен двухпозиционным и установлен над поршневым приводом с образованием полости, соединенной с выходным каналом, а в третьем канале перед входным каналом установлен блок дозирования ингибитора.

Предлагаемое изобретение изображено на чертеже, где изображен продольный разрез устройства в закрытом положении.

Устройство содержит запорно-регулирующий механизм 1 с входным 2 и выходным 3 каналами, регулируемым упором 4 и рабочей полостью управления 5, установленный в газовом шлейфе. Рабочая полость управления представляет собой подпоршневую полость поршневого привода 6, а надпоршневая полость 7, в которой расположен регулируемый упор, через сквозной осевой канал 8 в штоке 9 поршня 10 соединена с входным каналом. Над поршневым приводом с образованием полости 11, соединенной с выходным каналом, установлен пилотный клапан 12 со штоком-золотником 13, выполненный в виде подпружиненного двухпозиционного распределителя с каналами 14, 15, сообщенными между собой для разгрузки штока-золотника. Шток-золотник нагружен пружиной 16 для установки давления срабатывания от понижения гайкой 17. Пилотный клапан связан первым каналом 18 с источником управляющей среды - линией 19 нагнетания ингибитора гидратообразования, а вторым каналом 20 - с полостью управления запорно-регулирующего механизма. Устройство снабжено также третьим 21 и четвертым 22 каналами с установленным в последнем обратным клапаном 23. Третий канал сообщает рабочую полость управления с входным каналом запорно-регулирующего механизма, а четвертый - пилотный клапан с выходным каналом запорно-регулирующего механизма. В третьем канале перед входным каналом запорно-регулирующего механизма установлен блок дозирования ингибитора (например, БРМ 1) 24, предназначенный для автоматического поддержания заданного расхода ингибитора, подаваемого в шлейф газовой скважины с целью предупреждения гидратообразования. Пилотный клапан в одном положении сообщает между собой первый и второй каналы, а в другом - второй и четвертый.

Устройство работает следующим образом. В исходном положении (открыто) шток-золотник 13 под действием давления газа в шлейфе находится в крайнем верхнем положении, сообщая источник управляющей среды - линию 19 нагнетания ингибитора гидратообразования через первый канал 18 с пилотным клапаном 12 и далее через второй канал 20 с полостью управления 5 запорно-регулирующего механизма 1. В результате подачи ингибитора гидратообразования под давлением, всегда превышающим давление газа в шлейфе на 0,5-1,0 МПа, в полости управления 5 происходит открытие запорно-регулирующего механизма 1 для прохода газа и одновременно через третий канал 21, блок дозирования ингибитора 24 происходит ввод ингибитора гидратообразования во входной канал 2 запорно-регулирующего механизма 1. Вращением регулируемого упора 4 необходимо установить проходное сечение запорно-регулирующего механизма 1, соответствующее требуемому по технологии расходу газа, при этом блок дозирования ингибитора 24 необходимо настроить на расход ингибитора, обеспечивающий предупреждение гидратообразования в шлейфе с требуемым расходом газа.

При аварийном понижении давления в шлейфе ниже установленного пружиной 16 и гайкой 17 усилие пружины 16 преодолевает выталкивающее усилие от давления газа на шток-золотник 13 и выталкивает его вниз в крайнее нижнее положение. При этом разъединяются первый канал 18 и второй канал 20 и прекращается поступление ингибитора гидратообразования из линии 19 в полость управления 5 запорно-регулирующего механизма 1 и через третий канал 21, блок дозирования ингибитора 24 во входной канал 2 запорно-регулирующего механизма 1. Одновременно второй канал 20 сообщается через четвертый канал 22 и обратный клапан 23 с выходным каналом запорно-регулирующего механизма 1. В результате этого давление ингибитора гидратообразования в полости управления 5 запорно-регулирующего механизма 1 падает до давления газа в выходном канале 3 запорно-регулирующего механизма 1, который закрывается, прекращая подачу газа.

Для автоматического открытия устройства подают газ в шлейф за устройством (через байпасную линию или от сборного пункта газа), в результате чего давление в выходном канале 3 устройства повышается и после того, как оно превысит давление, установленное пружиной 16 и гайкой 17, шток-золотник 13 перемещается в крайнее верхнее положение, сообщая источник управляющей среды - линию 19 нагнетания ингибитора гидратообразования через первый канал 18 с пилотным клапаном 12 и далее через второй канал 20 с полостью управления 5 запорно-регулирующего механизма 1. В результате подачи ингибитора в полость управления 5 происходит открытие запорно-регулирующего механизма 1 для прохода газа и одновременно через третий канал 21, блок дозирования ингибитора 24 осуществляется ввод ингибитора гидратообразования во входной канал 2 запорно-регулирующего механизма 1.

Благодаря такой конструкции осуществляется автоматическое перекрытие газового шлейфа при аварийном понижении давления в нем и автоматическое его открытие после повышения давления в шлейфе за устройством выше аварийного с установленным расходом газа и автоматическим поддержанием заданного расхода ингибитора, подаваемого в шлейф для предотвращения гидратообразования, соответствующего установленному расходу газа.

Запорно-регулирующее устройство для автоматической отсечки шлейфа газовой скважины, содержащее установленный в газовом шлейфе запорный механизм с входным и выходным каналами и рабочей полостью управления, а также пилотный клапан, выполненный в виде подпружиненного распределителя, связанного первым каналом с источником управляющей среды, а вторым - с полостью управления запорного механизма, при этом устройство снабжено третьим и четвертым каналами с установленным в последнем обратным клапаном, первый из которых сообщает рабочую полость управления с входным каналом запорного механизма, а второй - пилотный клапан с выходным каналом запорного механизма, причем пилотный клапан в одном положении сообщает между собой первый и второй каналы, а в другом - второй и четвертый, отличающееся тем, что запорный механизм выполнен запорно-регулирующим с регулируемым упором, причем рабочая полость управления представляет собой подпоршневую полость поршневого привода, а надпоршневая полость, в которой расположен регулируемый упор, через сквозной осевой канал в штоке поршня соединена с входным каналом, при этом подпружиненный распределитель выполнен двухпозиционным и установлен над поршневым приводом с образованием полости, соединенной с выходным каналом, а в третьем канале перед входным каналом установлен блок дозирования ингибитора.

Изобретение относится к области арматуростроения, в частности к устройствам для аварийного перекрытия потока рабочей среды, являющейся одним из компонентов, участвующих в реакции горения, в зону пожара.

Автомат аварийного закрытия крана на магистральных газопроводах // 2238468

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для автоматического перекрытия газопровода в случае возможных разрывов и утечек газа при транспортировке газов по магистральным газопроводам.

Устройство для подачи воды из скважины в башню и его автоматический сливной клапан // 2222671

Изобретение относится к области водоснабжения для автоматического слива жидкости в трубопроводах, в качестве защиты башни от замерзания в ней воды, предпочтительно в водозаборных скважинах сельского хозяйства.

Автомат аварийного закрытия крана на магистральных газопроводах // 2208730

Изобретение относится к арматуростроению и может быть использовано при транспортировке газов по магистральным газопроводам. .

Дистанционно-управляемый регулятор // 2193131

Изобретение относится к средствам автоматизации и регулировки технологическими параметрами жидкости или газа и может быть использовано в системах газоснабжения и других технологических трубопроводах, в том числе и магистральных.

Устройство для отсечки шлейфа газовой скважины // 2180717

Изобретение относится к технике автоматического управления и регулирования технологическими процессами, может быть использовано на газоконденсатных и газовых месторождениях для автоматической отсечки шлейфа газовой скважины при аварийном падении давления в нем.

Клапан-отсекатель // 2145024

Автомат аварийного отключения газопровода // 2138720

Изобретение относится к области арматуростроения и может быть использовано в газовой промышленности при транспортировке газа по трубопроводам. .

Устройство вскрытия баллона // 2097640

Автомат-предохранитель для отключения газопровода при его разрыве // 2037717

Изобретение относится к области арматуростроения и может быть использовано при транспортировке газа по трубопроводам. .

Блок клапанов с механизмом двойного контроля // 2485382

Затвор обратный поворотный // 2546884

Изобретение относится к арматурным средствам безопасности энергетических установок и предназначено для использования в трубопроводных системах для предотвращения нештатных ситуаций, связанных с аварийной сменой направления течения рабочей среды. Затвор обратный поворотный содержит корпус с крышкой и установленные внутри корпуса поворотную тарель с седлом и проходящий через крышку шток. Шток шарнирно соединен с тарелью. Затвор снабжен пневматическим приводом штока для закрывания тарели и пружинным приводом штока для ее пассивного открывания. Затвор снабжен управляющей системой, активирующей пневматический привод, когда давление среды внутри затвора достигает заданного значения закрытия, и деактивирующей пневматический привод, когда давление среды внутри затвора достигает заданного давления открытия. Изобретение направлено на расширение области возможного применения затвора обратного, а также на улучшение технико-экономических характеристик за счет повышения уровня безопасности, надежности и увеличения срока эксплуатации. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Предохранительное устройство // 2578765

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для обслуживания в аварийных режимах систем и агрегатов большой единичной мощности с высокими энергетическими параметрами. Профилирование проточной части предохранительного устройства выполнено по форме сопла. Во входном патрубке 2 выполнена суживающаяся часть сопла. В выходном патрубке 3 выполнена расширяющаяся часть сопла. В шаровой пробке 4 выполнено минимальное сечение сопла диаметром, равным расчетному диаметру проходного сечения крана. Возвратное устройство объединено с поршневым приводом в одном силовом цилиндре 7 двухстороннего действия. Рабочая полость 8 привода и рабочая полость 9 возвратного устройства сообщены между собой через сквозной канал 12 в дифференциальном поршне 6 и соединены со сбросом через импульсный предохранительный клапан 14. Изобретение направлено на повышение эффективности защиты охраняемого объекта. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Клапан // 2591382

Изобретение относится к арматуростроению, а именно к нормально открытым клапанам, и предназначено для закрытия доступа рабочего тела из одной магистрали в другую. Клапан содержит корпус с патрубками входа и выхода, полость с перекрывной пробкой. В корпусе выполнена бобышка с проточкой. Со стороны входа корпуса выполнен жиклер с сужающейся и расширяющейся полостями. По оси входа корпуса выполнены две проточки. В проточки корпуса установлена подпружиненная ступенчатая пробка с поршнем. В корпусе выполнены каналы, соединяющие входную полость до жиклера и надпоршневую полость ступенчатой пробки с поршнем клапана через проточку бобышки. Перпендикулярно оси жиклера выполнена бобышка со ступенчатыми проточками, в которые установлен подпружиненный дросселирующий шток с поршнем. Упомянутый поршень взаимодействует наружными поверхностями с внутренними поверхностями ступенчатых проточек бобышки. Со стороны входа клапана выполнен канал, соединяющий входную полость клапана с надпоршневой полостью дросселирующего штока с поршнем. Изобретение направлено на упрощение конструкции клапана и на снижение его массы за счет использования давления рабочего тела для привода клапана без электрической команды управления на привод клапана. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Автомат аварийного закрытия крана магистрального газопровода // 2591979

Изобретение относится к области арматуростроения и предназначено для использования при транспортировке газов по магистральным газопроводам. Автомат аварийного закрытия крана магистрального газопровода содержит две соединенные с газопроводом управляющие камеры, сообщающиеся между собой через калиброванные отверстия. Соединенная с гидроприводом запорного органа газопровода выходная камера разделена на две полости разрывной мембраной. Имеются балластная и аварийная емкости, соединенные с газопроводом через обратные клапаны. Подвижный шток с конусообразной головкой расположен вблизи мембраны. Управляющие камеры разделены первым сильфоном, размещенным соосно внутри цилиндрического корпуса и жестко закрепленным на его нижней крышке. Верхний свободный конец сильфона герметично закрыт пластиной с калиброванными отверстиями и с закрепленным на ней центральным штоком с возможностью его осевого перемещения при продольной деформации сильфона. Центральная часть штока закреплена на пластине, герметично закрывающей нижний свободный конец второго сильфона, жестко закрепленного на перегородке с центральным отверстием, установленной в корпусе. Средние диаметры первого D1 и второго D2 сильфонов находятся в определенном неравенстве. Суммарная площадь сечения калиброванных отверстий определяется алгебраическим соотношением. Изобретение направлено на повышение надежности работы автомата и долгосрочности его эксплуатации. 2 табл., 2 ил.

Автомат аварийного закрытия крана запорной арматуры магистрального газопровода // 2620733

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для использования в газовой промышленности при транспортировке газов по магистральным газопроводам для автоматического перекрытия газопровода в случае возможных разрывов и утечек газа. Автомат содержит систему управления краном, включающую пневмогидропривод, манометр и помещенный в корпус пневмоцилиндр с чувствительным элементом, элементом перепускания газа и дроссельным узлом. Пневмоцилиндр выполнен в виде поршня с кольцевой проточкой и разделен внутри на две рабочие полости. Одна полость пневмоцилиндра сообщена с газопроводом, а вторая - с полостью сравнения давлений, сформированной внутри монолитного металлического корпуса, в который помещен пневмоцилиндр. Элемент перепускания газа выполнен в виде единого центрального сквозного отверстия поршня, в котором со стороны полости, сообщающейся с газопроводом, установлен во втулке дроссельный узел. Последний выполнен в виде последовательно соосно установленных двух дросселей, один из которых выполнен по типу дросселя постоянного сечения и обращен к наружному концу поршня, а второй - щелевой конический дроссель. Изобретение направлено на повышение надежности за счет исключения ложного срабатывания устройства при упрощении конструкции и уменьшении габаритов и массы. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

Гидромеханическое устройство для плавной нагрузки гидравлической системы // 2626191

Изобретение относится к гидравлике, в частности к устройствам для плавного изменения нагрузки гидравлических систем, и может быть использовано в системах водоснабжения и/или отопления, а также в других областях техники. Гидромеханическое устройство для плавной нагрузки гидравлической системы содержит корпус, пружину, снабжено поршнем, патрубком и резиновыми кольцами. В корпусе установлен поршень, к которому прикреплена пружина. Уплотнение поршня в корпусе обеспечивается резиновыми кольцами. Под действием давления воды в сети и пружины поршень перемещается в корпусе с возможностью открытия и закрытия протока воды и сброса излишнего давления воды в сети. Изобретение направлено на повышение эффективности гидромеханического устройства для плавной нагрузки гидравлической системы, путем гашения гидроудара и сброса воды при повышенном давлении. 3 ил.

Клапан предохранительный // 2634999

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для использования в качестве предохранительного клапана периодического действия, допускающего многократные срабатывания, в атомной энергетике, химической промышленности, энергетического комплекса. Предохранительный клапан содержит корпус с входным и выходным патрубками, сильфон, герметично соединенный с корпусом и подвижным элементом, фиксирующий механизм, содержащий нагруженный пружиной сепаратор с цилиндрическими фиксаторами. Фиксирующий механизм снабжен дополнительной пружиной 10, размещенной во внутренней полости подвижного элемента 11, выполненного в виде стакана, взаимодействующего с цилиндрическими фиксаторами 8, и опоры 14 со штоком 15, снабженным головкой 16, связанным с узлом уплотнения, состоящим из золотника 5, имеющего внутреннюю проточку, и уплотнительного седла 6 на выходном патрубке 3. Головка размещена 16 штока 15 в проточке золотника 5. Изобретение направлено на расширение эксплуатационных возможностей предохранительного клапана и на повышение надежности его работы при эксплуатации за счет обеспечения герметичности затвора после многократных срабатываний. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Пожарный клапан сверхвысокого давления // 2641792

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам, предназначенным для предотвращения разрушения рабочих емкостей от избыточного давления при возникновении пожара, например, для аварийного перекрытия систем трубопроводов сверхвысокого давления и сброса рабочего газа в окружающую среду. Пожарный клапан сверхвысокого давления с входным, выходным отверстиями содержит установленные во внутренней полости корпуса с возможностью взаимодействия подпружиненные запорный элемент и фиксатор, седло с внутренним отверстием, установленное соосно с запорным элементом, отверстия для сброса газа и отверстие, сообщающееся с внутренней полостью, один конец фиксатора выполнен в виде подпружиненного со стороны запорного элемента диска, зафиксированного плавкой частью, обращенные друг к другу поверхности седла и поршня снабжены металлической режущей кромкой, плавкая часть выполнена в виде диска. Во внутреннем отверстии седла размещены дополнительная плавкая часть и фиксатор в виде полого штока с диском, в отверстии корпуса размешена сварная втулка, в верхней части которой расположена мембрана, зафиксированная вставкой в форме диска, в свою очередь зафиксированной поршнем, верхняя часть которого выполнена в виде диска, который взаимодействует с плавкой частью в форме диска. 2 ил.