Клапан-отсекатель



Клапан-отсекатель
Клапан-отсекатель
Клапан-отсекатель

 


Владельцы патента RU 2447259:

Общество с ограниченной ответственностью Фирма "Саратовгазприборавтоматика" (RU)

Изобретение относится к газовой промышленности, а именно к устройствам, предназначенным для защиты газовых и нефтяных фонтанирующих скважин при критическом понижении (повышении) давления в шлейфе скважины. Содержит корпус, входной и выходной штуцеры, механизм настройки, состоящий из подпружиненных горизонтального поршня и вертикального штока, взаимодействующих друг с другом плоскими продольными поверхностями с упорами, и механизм взвода. Механизм взвода состоит из втулки-корпуса, наружной на резьбе и внутренней двухступенчатой подвижной втулок. Кроме того, в корпусе размещено седло и затвор, соединенный серьгой с вертикальным, подпружиненным штоком. Сечение внутренней цилиндрической части корпуса выполнено со смещенным центром по вертикальной оси вниз, верхняя часть внутренней двухступенчатой подвижной втулки имеет меньший диаметр, чем нижняя, а неподпружиненный конец подпружиненного горизонтального поршня меньше по диаметру конца, подпружиненного пружиной. Достигается увеличение давления срабатывания, упрощение конструкции, а также увеличение надежности и долговечности. 3 ил.

 

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано для защиты газовых и нефтяных фонтанирующих скважин при критическом понижении (повышении) давления в шлейфе скважины.

Известно устройство клапана-отсекателя, устанавливаемого на шлейфе скважины, - это устройство, отсекающее УО 1610A с регулирующим механизмом НПО «Промавтоматика».

Клапан этого устройства имеет корпус с седлом и затвор в виде захлопки, закрепленной на оси. Захлопка удерживается в открытом положении рычагом, связанным пилотным механизмом.

Клапан устройства имеет невысокую точность и надежность срабатывания из-за того, что шток чувствительного пилотного механизма размещен внутри крышки клапана и имеет небольшой диаметр, и усилия на штоке от действия давления сравнимы с усилиями от трения. А рычажный механизм создает боковые усилия на шток и вызывает его заклинивание.

Наиболее близким техническим решением является клапан-отсекатель по патенту РФ №2271438, кл. Е21В 34/02.

Положительным эффектом данной конструкции является чувствительность, надежность и точность срабатывания. Недостатком устройства является то, что клапан-отсекатель не обеспечивает надежное срабатывание при больших величинах давлений, причем конструкция отличается относительной сложностью.

Целью предлагаемой конструкции является достижение больших величин давлений срабатывания, упрощение конструкции, а также увеличение надежности и долговечности.

Указанная цель достигается тем, что в клапане-отсекателе, содержащем корпус, входной и выходной штуцеры, механизм настройки, состоящий из подпружиненных горизонтального поршня и вертикального штока, взаимодействующих друг с другом плоскими продольными поверхностями, снабженными перпендикулярно расположенными единичными упорами, механизм взвода, состоящий из втулки-корпуса, наружной на резьбе и внутренней подвижной втулок, кроме того, в корпусе размещены седло и затвор, соединенный серьгой с вертикальным, подпружиненным штоком, сечение внутренней цилиндрической части корпуса выполнено со смещенным центром по вертикальной оси вниз, внутренняя подвижная втулка механизма взвода представлена двухступенчатой, причем верхняя часть ее меньшего диаметра, снабжена уплотнением, а подпружиненный горизонтальный поршень механизма настройки выполнен с разными по диаметру концами, снабженными уплотнениями, причем неподпружиненный конец меньше по диаметру подпружиненного.

Анализ отобранных в результате поиска патентных, информационных и каталожных материалов по клапанам-отсекателям по фондам Саратовской областной универсальной научной библиотеки позволяет сделать вывод, что предлагаемое изобретение не известно из уровня техники, т.е. имеет изобретательский уровень.

Конструкция предлагаемого клапана-отсекателя вызвана потребностью в них эксплуатирующих организаций-заказчиков.

Выполнение сечения внутренней цилиндрической части корпуса со смещенным центром по вертикальной оси вниз позволило получить корпус клапана-отсекателя с разной толщиной стенки, а именно более широкой в верхней части, где крепится механизм настройки. А это позволяет выполнять корпус не сварной конструкции, а сборной.

Несварной корпус позволяет применять более прочные, термически упрочняемые конструкционные материалы. Это значительно облегчает сборку и разборку клапанов-отсекателей, что свидетельствует об упрощении конструкции.

Кроме того, учитывая пожелания заказчика, были предприняты усилия для разработки клапанов-отсекателей, срабатывающих при больших величинах давлений, например до 28 МПа.

Для достижения этих целей концы подпружиненного горизонтального поршня механизма настройки в предлагаемой конструкции выполнены разными по диаметру и снабжены уплотнениями, причем неподпружиненный конец выполнен меньшим по диаметру подпружиненного конца.

Это приводит к тому, что подпружиненный горизонтальный поршень механизма настройки работает в функции дифференциального поршня, т.е. принимает на себя нагрузку, уравновешиваемую пружинами.

где Fпруж. - нагрузка на пружины, кг; p - давление, кгс/см2;

Д - большой ⌀ поршня, см; d - малый ⌀ поршня, см.

Выполнение в механизме взвода подвижной втулки двухступенчатой позволяет значительно снизить нагрузки, передаваемые от давления на резьбу наружной втулки за счет того, что верхняя часть подвижной втулки имеет небольшой диаметр относительно диаметра нижней части.

В результате возрастает надежность и долговечность работы клапана-отсекателя. В результате закрытия затвора клапана давление до клапана-отсекателя держится до 32 МПа.

Следовательно, предлагаемая конструкция обладает промышленной полезностью.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид в разрезе, на фиг.2 - место А, а на фиг.3 - место Б.

Клапан-отсекатель содержит корпус 1, входной 2 и выходной 3 штуцеры, механизм настройки, состоящий из подпружиненных горизонтального поршня 4 и вертикального штока 5 взаимодействующих друг с другом плоскими продольными поверхностями, снабженными перпендикулярно-расположенными соответствующими единичными 6 и 7 упорами, механизм взвода, состоящий из втулки-корпуса 8, наружной 9 на резьбе и внутренней 10 двухступенчатой подвижной втулок, кроме того, в корпусе размещено седло 11 и затвор 12, соединенный серьгой 13 с вертикальным, подпружиненным штоком 5, сечение внутренней цилиндрической части корпуса выполнено со смещенным центром по вертикальной оси вниз, верхняя часть внутренней двухступенчатой подвижной втулки 10 имеет меньший диаметр, чем нижняя, а неподпружиненный конец подпружиненного горизонтального поршня 4 меньше по диаметру конца, подпружиненного пружиной 14.

Клапан-отсекатель работает следующим образом.

Поток среды подается во входную полость клапана-отсекателя через входной штуцер 2 и в полости клапана-отсекателя создается рабочее давление, воздействующее на вертикальный, подпружиненный шток 5 и горизонтальный, подпружиненный поршень 4. Давление рабочей среды уравновешивается пружиной 14 горизонтального подпружиненного поршня 4, при этом вертикальный подпружиненный шток 5 удерживается в верхнем положении упором 6 опирающегося на упор 7 горизонтального подпружиненного поршня 4.

В случае падения давления во входной полости клапана-отсекателя (ситуация разрыва шлейфа) пружина 14 воздействует на горизонтальный поршень 4 и сдвигает его в крайнее левое положение, при этом упор 7 горизонтального подпружиненного поршня 4 выходит из под упора 6 вертикального подпружиненного штока 5, который под действием пружины перемещается вниз и затвор 12 садится на седло 11.

Для открытия затвора 12 (взвод) клапана-отсекателя необходимо выравнить или сбросить давление в шлейфе «до» и «после» клапана. Перед взводом затвора 12 необходимо проверить положение горизонтального подпружиненного поршня 4, который должен находиться в крайнем левом положении, чтобы не препятствовать прохождению вертикального подпружиненного штока 5 и упора 6 вверх. После этого, отворачивая наружную втулку 9 механизма взвода, поднимаем вертикальный подпружиненный шток 5 в крайнее верхнее положение и открываем затвор 12. Далее упор 7 горизонтального подпружиненного поршня 4 подводится под упор 6 вертикального подпружиненного штока 5. Это достигается путем подачи давления во входную полость клапана-отсекателя через штуцер 2, величиной, превышающей величину давления настройки на срабатывание. Наружную втулку 9 механизма взвода закрутить вниз до упора. На этом взвод клапана-отсекателя заканчивается.

Так как наружная на резьбе втулка 9 механизма взвода жестко связана в верхней части с внутренней подвижной втулкой 10, то в заключительной стадии взвода клапана-отсекателя давление рабочей среды приложено к нижнему торцу подвижной втулки 10 и в результате возникновения силы от давления среды в резьбе втулки 9 при ее закручивании вниз возникают большие силы трения, что приводит к истиранию резьбы, т.е. к уменьшению диаметра резьбы и выходу из строя всего клапана-отсекателя.

Чтобы этого избежать и продлить срок действия клапана-отсекателя, внутренняя подвижная втулка 10 выполнена двухступенчатой, причем верхняя часть ее имеет меньший диаметр, чем нижняя. В результате такого выполнения подвижной втулки 10 вокруг ее конца с меньшим диаметром образуется полая камера (см. фиг.2).

Принимая во внимание, что внутренняя втулка 10 является подвижной, а значит, между ее наружной поверхностью и внутренней поверхностью втулки - корпуса 8 механизма взвода нет уплотнительных колец и существует зазор, то через него свободно может проходить среда. Эта среда, действующая на нижний конец подвижной втулки, поступает в полую камеру. В результате удается снизить нагрузку из-за воздействия давления среды на меньший уплотняемый диаметр подвижной втулки 9. А это в свою очередь приводит к уменьшению воздействия давления на резьбу наружной втулки 9, а следовательно, к уменьшению износа резьбы и увеличению срока действия клапана-отсекателя, т.е. его долговечности.

Касаясь подпружиненного горизонтального поршня 4 механизма настройки, следует указать, что давление среды воздействующей на его торец уравновешивается пружиной 14, причем чем больше величина давления, тем больше возникает усилие, тем мощнее и крупнее требуется уравновешивающая пружина 14.

Выполнение подпружиненного горизонтального поршня с разными по диаметру концами позволяет уменьшать воздействие давления среды путем уменьшения площади приложения этого воздействия. В предлагаемой конструкции давление среды уже воздействует не на сплошной торец подпружиненного поршня 4, а на уменьшенную площадь, а именно (см. фиг.3) площадь разности кольцевых сечений. Это приводит к применению уравновешивающей пружины 14 меньших габаритов и мощности, а следовательно, к достижению больших величин давления срабатывания без увеличения габаритов клапана-отсекателя.

Следует указать, что конструкция предложенного клапана-отсекателя воплощена в металле, в частности изготовлена из образцов, которые успешно прошли испытания у заказчика. При эксплуатации подтвердилось выполнение всех поставленных целей.

Клапан-отсекатель, содержащий корпус, входной и выходной штуцеры, механизм настройки, состоящий из подпружиненных горизонтального поршня и вертикального штока, взаимодействующих друг с другом плоскими продольными поверхностями, снабженными перпендикулярно расположенными единичными упорами, механизм взвода, состоящий из втулки-корпуса, наружной на резьбе и внутренней подвижной втулок, кроме того, в корпусе размещено седло и затвор, соединенный серьгой с вертикальным подпружиненным штоком, отличающийся тем, что сечение внутренней цилиндрической части корпуса выполнено со смещенным центром по вертикальной оси вниз, внутренняя подвижная втулка механизма взвода представлена двухступенчатой, причем верхняя часть ее, меньшего диаметра, снабжена уплотнением, а подпружиненный горизонтальный поршень механизма настройки выполнен с разными по диаметру концами, снабженными уплотнениями, причем неподпружиненный конец меньше по диаметру подпружиненного.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горному делу, в частности к способам насосной и фонтанной добычи нефти из скважин. .

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности. .

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для обеспечения режима бесперебойной работы скважин, например нефтяных, или нефтегазовых, или нефтегазоконденсатных и пр., характеризующихся затрубными проявлениями газа.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для обеспечения режима бесперебойной работы нефтяных или нефтегазовых скважин, характеризующихся затрубными проявлениями газа.

Изобретение относится к нефтедобыче, в частности к оборудованию устья скважин. .

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для обеспечения режима бесперебойной работы нефтяных или нефтегазовых скважин, характеризующихся затрубными проявлениями газа.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано в качестве защитного клапана на газовых и нефтяных промыслах, сборных пунктах ПХГ и на ГРС.

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию для систем поддержания пластового давления и входит в устьевую арматуру нагнетательных скважин. .

Изобретение относится к технике и технологии закачки среды и/или добычи флюида из пластов скважины. .

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано для защиты газовых и нефтяных фонтанирующих скважин при критическом понижении (повышении) давления в шлейфе скважины.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть применено при разработке и создании обогреваемых обратных клапанов, устанавливаемых в насосно-компрессорные трубы

Изобретение относится к трубопроводной арматуре для газовой промышленности и может быть применено при разработке и создании обогреваемых обратных клапанов, устанавливаемых в насосно-компрессорные трубы

Изобретение относится к трубопроводной арматуре для газовой промышленности и может быть применено при разработке и создании обогреваемых обратных клапанов

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено при закачке рабочего агента в нагнетательную скважину

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для использования, преимущественно, в качестве переключателя скважин в групповых замерных установках объектов нефтедобычи. Корпус переключателя скважин многоходового (далее ПСМ) имеет несколько входных патрубков и один общий выходной патрубок. Корпус ПСМ имеет каналы от каждого входного патрубка до внутренней поверхности плоского участка дна, на который может быть установлена сменная деталь для защиты корпуса и возможности ремонта без демонтажа корпуса путем замены сменной детали. Сверху корпус закрыт крышкой, имеющей патрубок для подключения к измерительному устройству. Продукция одной из скважин поступает через канал в корпусе ПСМ в полый поворотный селектор, затем через полый вал в полость крышки и через патрубок в крышке направляется на замер. Патрубки остальных скважин сообщаются с общим выходом корпуса. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано в добывающих скважинах для снижения давления сепарированного попутного газа в затрубном пространстве и повышения притока нефти из пласта. Техническая задача - обеспечение возможности откачки газа из затрубного пространства в колонну насосно-компрессорных труб скважины для различных способов механизированной добычи нефти. Способ включает циклическую принудительную откачку газа из затрубного пространства и снижение в нем давления. Периодически частично перекрывают выкидной коллектор скважины. Повышают давление перед запорным органом коллектора для обеспечения поступления добываемой жидкости в расширительную камеру емкости с упругим элементом и накопления механической энергии в расширительной камере. После этого производят полное открытие запорного органа коллектора. Осуществляют снижению давления перед запорным органом и вытеснение жидкости из расширительной камеры в коллектор за счет накопленной в ней механической энергии. Каждым циклическим увеличением объема части емкости над расширительной камерой обеспечивают всасывание в нее газа затрубного пространства, а уменьшением этого объема - вытеснение из нее поступившего газа в коллектор. 1 ил.

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть применено для защиты газовых и нефтяных фонтанирующих скважин при критическом изменении давления в отводящем трубопроводе. Клапан-отсекатель содержит корпус, входной и выходной штуцеры, механизм настройки, состоящий из подпружиненных горизонтального поршня и вертикального штока, взаимодействующих друг с другом плоскими, перпендикулярно-расположенными упорами, механизм взвода, седло и затвор, соединенный тягой с вертикальным, подпружиненным штоком. Корпус снабжен подпружиненным плунжером, расположенным перпендикулярно его оси, магнитом, на одном из его концов, магнитным датчиком, например, нормально-разомкнутым герконом, светодиодом и источником питания. Причем плунжер выполнен так, что одним концом он взаимодействует с затвором при открытом клапане-отсекателе, а другим концом, на котором расположен магнит, с магнитным датчиком при закрытом клапане-отсекателе. Причем магнитный датчик соединен последовательно со светодиодом и источником питания. Технический результат заключается в повышении безопасности эксплуатации. 3 ил.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена в трубопроводной арматуре. Клапан содержит корпус с присоединительными патрубками для основного компонента и сбрасываемого газообразного компонента, крышку клапана, установленную на корпусе клапана. Запорный элемент выполнен в виде седла с подпружиненной тарелкой, установлен во внутреннем блоке, размещенном внутри корпуса клапана по линии сбрасываемого газообразного компонента. Ось седла располагается перпендикулярно оси патрубка сбрасываемого компонента. Корпус внутреннего блока выполнен в виде полого цилиндра, установленного вертикально, по центру корпуса клапана. Полость указанного внутреннего блока соединена с полостью патрубка сбрасываемого компонента. В верхней части корпуса внутреннего блока установлена крышка с образованием между указанной крышкой и корпусом внутреннего блока полости, преимущественно кольцевой, соединенной с внутренней полостью корпуса клапана. Причем упомянутая полость соединена каналами с внутренней полостью корпуса внутреннего блока. Ширина кольцевой полости составляет S=(0,05-0,2)D, при этом высота кольцевой полости h составляет h=(2-6)S, где: S - ширина кольцевой полости, D - внутренний диаметр крышки внутреннего блока, h - высота кольцевой полости. Технический результат заключается в повышении надежности работы клапана. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устьевым регулирующим устройствам для эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Клапан состоит из двух полукорпусов с подводящим и отводящим каналами, в которых выполнены проточки и установлены седла. В одном из полукорпусов выполнена цилиндрическая расточка, внутри которой на оси вращения расположен дисковый шибер с зубчатым сектором, связанный с приводом в виде вала-шестерни. В теле дискового шибера выполнено посадочное отверстие для седла, в котором размещен сменный дросселирующий штуцер. В теле полукорпусов выполнены цилиндрические расточки, в одной из которых размещен регулирующий элемент, состоящий из прорезной втулки, резьбовой втулки с внутренним кольцевым выступом, на который опирается внешним кольцевым выступом ступенчатая гильза, проходящая внутрь прорезной втулки. Внутри резьбовой втулки на пружине установлен толкатель. В теле другого полукорпуса в цилиндрической расточке установлена прорезная втулка с внутренним кольцевым выступом, поджатая к торцевой поверхности дискового шибера резьбовой втулкой. Внутренний кольцевой выступ резьбовой втулки снабжен седлом, на которое опирается подпружиненный шаровой клапан. Внутри резьбовой втулки размещен на резьбе толкатель с возможностью взаимодействия с шаровым клапаном. Осевой канал резьбовой втулки связан дренажными отверстиями с атмосферой. Цилиндрические расточки в теле полукорпусов выполнены на равноудаленном расстоянии от вращения дискового шибера, что и проточки под седла и сменный дросселирующий штуцер. Технический результат заключается в повышении надежности клапана. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх