Клапан регулируемый



Клапан регулируемый
Клапан регулируемый
Клапан регулируемый

 


Владельцы патента RU 2581075:

Общество с ограниченной ответственностью "Арлиз" (RU)

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.

 

Изобретение относится к горной промышленности, в частности к устьевым регулирующим устройствам, для эксплуатации фонтанирующих нефтяных и газовых скважин.

Известна конструкция прямоточного регулируемого штуцера (см. «Справочное пособие по газлифтному способу эксплуатации скважин», Ю.В. Зайцев, Р.А. Муксутов, О.В. Чурбаков и др. - М.: «Недра», 1984 г., с.115-116).

Устройство состоит из полого корпуса, в осевом канале которого размещена штуцерная насадка. На днище полого поршня установлен наконечник симметрично каналу штуцерной насадки, который связан через шаровое зацепление с гайкой на внешней стороне полого корпуса.

За счет осевого перемещения наконечника изменяют площадь поперечного сечения канала штуцерной насадки. Тем самым обеспечивают изменение расхода пластового флюида. Однако осуществить замену штуцерной насадки без демонтажа устройства с места установки невозможно за счет перемещения наконечника. Невозможно также осуществить очистку дросселирующего канала от отложений и наличия механических примесей.

Известно клапанное устройство (см. авт. св. №1.440.574, М. кл. E21B 34/06, опубл. 30.11.1988, бюл. №44).

Устройство состоит из цилиндрического корпуса с приемной и отводящей камерами, сообщающимися друг с другом через осевой канал, в котором установлена ступенчатая втулка. В теле ступенчатой втулки выполнены радиальные отверстия, снабженные насадками. Осесимметрично установлен дроссель, в осевой канал которого введен стержень, снабженный гидравлическим приводом в виде подпружиненной гильзы с фиксатором. Снаружи на гильзе установлена ступенчатая втулка с образованием между ними камеры, гидравлически связанной с отводящей камерой. Ступенчатая втулка снабжена подпружиненным золотником с фиксатором.

В случае изменения перепада давления на штуцере, например, при его забивании механическими примесями или отложениями газогидратов, происходит воздействие избыточного от расчетного перепада давления на сечение гильзы. Это приводит к ее перемещению в сторону отводящей камеры и воздействию на золотник, который сжимает пружину и снимает его с фиксатора, что приводит к образованию гидравлической связи приемной камеры с отводящей камерой через радиальные отверстия в теле ступенчатой втулки. Одновременно, при перемещении гильзы, с которой связан стержень, последний вводится в осевой канал дросселя и воздействует на слой механических примесей или газогидратов, с их разрушением и удалением. При этом происходит выравнивание перепада давления до расчетного, и усилием предварительно сжатой пружины стержень возвращается в исходное положение с продолжением процесса добычи пластового флюида через осевой канал дросселя.

К недостаткам конструкции можно отнести следующие:

- невозможность осуществить настройку устройства на заданный технологический режим работы без демонтажа с места применения;

- сложность монтажа устройства в осевом канале корпуса, что связано с необходимостью его завинчивания внутрь трубы.

Кроме того, в процессе эксплуатации устройства возникают условия забивания пропускного канала штуцерной насадки механическими примесями или газогидратами с изменением режима эксплуатации в худшую сторону. При этом восстановить работоспособность устройства без демонтажа с места применения не представляется возможным.

Известно клапанное устройство для управления работой газонефтяной скважины (см. авт. св. №1.624.130, М. кл. E21B 34/16, опубл. 30.01.91, бюл. №4), принятое авторами за прототип.

Устройство состоит из корпуса с приемной и отводящей камерами, связанными между собой через осевой канал дросселя, стержня для его очистки и привода.

Корпус снабжен стаканом, в ступенчатой расточке в нижней части которого размещено посадочное седло, на которое установлен торцовый клапан. Между стаканом и посадочным седлом образована кольцевая полость, в которой размещен кольцевой выступ подпружиненного поршня. В его осевом канале размещен стержень и дросселирующий штуцер. Стержень расположен выше радиальных щелей подпружиненного поршня, гидравлически связанных с приемной камерой и кольцевой полостью. Высота щелей принята меньше диаметра канала дросселирующего штуцера.

Работа устройства

Пластовая жидкость из подводящей магистрали подается внутрь устройства и далее через щели в канал дросселирующего штуцера, откуда истекает в отводящую камеру и далее - в промысловый коллектор.

При забивании канала дросселирующего штуцера газогидратами или механическими примесями изменяется перепад давления между подводящей и отводящей магистралями, что приводит к перемещению подпружиненного поршня с дросселирующем штуцером вверх, с вводом стержня в осевой канал штуцера и очисткой отложений. При этом процесс добычи пластового флюида ведется через кольцевую камеру под открытым кольцевым поршнем.

При выравнивании перепада давления происходит возврат кольцевого поршня на седло, с выходом стержня из канала дросселирующего штуцера и возобновление добычи в прежнем режиме.

К недостаткам конструкции устройства можно отнести следующие:

- высокое гидравлическое сопротивление потоку пластовой жидкости, которое существует при изменении направления движения;

- для замены изношенных деталей (дросселирующего штуцера, стержня, седла и т.д.), необходимо прекратить подачу и отвод пластовой жидкости через устройство, что требует наличия задвижек. Для этого необходимо произвести переобвязку устьевого оборудования с применением газосварочных работ.

Технический результат, который может быть получен при реализации предлагаемого изобретения, заключается в следующем:

- снижение местных гидравлических сопротивлений потоку добываемого пластового флюида;

- возможность замены и очистки осевого канала дросселирующего штуцера без демонтажа устройства с места применения и проведения дополнительных операций по переоснащению устьевой пускорегулирующей арматуры;

- повышение надежности работы устройства за счет снижения воздействия абразивных частиц на детали конструкции;

- возможность поддержания необходимых контактных напряжений на торцовой поверхности дискового шибера с обеспечением его центровки относительно седел, установленных в расточках полу корпусов.

Корпус устройства выполнен разъемным и состоит из двух полукорпусов с подводящей и отводящей камерами, связанных между собой через осевой канал сменного дросселирующего штуцера. В одном из полукорпусов выполнена внутренняя расточка, в которой на оси вращения размещен дисковый шибер. Шибер снабжен зубчатым венцом и посадочным отверстием, в котором установлено посадочное седло со сменным дросселирующем штуцером внутри. Привод выполнен в виде вала-шестерни, установленного с возможностью взаимодействия с зубчатым венцом дискового шибера. В подводящем и отводящем каналах полукорпусов выполнены проточки, внутри которых расположены седла, установленные с возможностью торцового контакта с дисковым шибером. В теле полукорпусов дополнительно выполнены цилиндрические расточки, удаленные от оси вращения на равном расстоянии, что и посадочное отверстие под сменный дросселирующий штуцер в шибере. В одной из цилиндрических расточек установлен регулирующий элемент. Он включает в себя прорезную втулку, поджатую к торцу дискового шибера резьбовой втулкой с внутренним кольцевым выступом, в осевой канал которого пропущен подпружиненный стержень. В цилиндрической расточке другого полукорпуса установлена прорезная втулка с внутренним кольцевым выступом, поджимаемая к торцовой поверхности дискового шибера резьбовой втулкой. В последней имеются дренажные отверстия и внутреннее сужение, выполняющие роль посадочного седла под подпружиненный шаровой клапан. Также в осевой канал данной резьбовой втулки пропущен толкатель, установленный с возможностью взаимодействия с шаровым клапаном.

Прорезные втулки выполнены из материала, обладающего низким коэффициентом трения, например фторопласта.

Конструкция клапана регулируемого показана на рисунках, где:

- фиг. 1 - общий вид устройства в разрезе в рабочем положении подачи пластового флюида;

- фиг. 2 - в разрезе и увеличенном масштабе показано устройство по месту расположения регулирующих элементов конструкции;

- фиг. 3 - взаимное расположение регулирующих элементов конструкции при прекращении подачи пластового флюида через устройство в увеличенном масштабе.

Клапан регулируемый состоит из двух полукорпусов 1 и 2, в одном из которых выполнена расточка 3. В полукорпусах 1 и 2 имеются подводящий 4 и отводящий 5 каналы, в которых выполнены проточки с установленными в них седлами 6 и 7. Эти седла образуют торцовый контакт с дисковым шибером 8, размещенным на оси вращения 9 внутри расточки 3. В теле дискового шибера 8 выполнено посадочное отверстие 10 с размещенным в нем посадочным седлом 11 со сменным дросселирующим штуцером 12. Дисковый шибер 8 содержит зубчатый сектор 13.

В полукорпусах 1 и 2 установлен привод в виде вала - шестерни 14. Он расположен внутри расточки 3 и взаимодействует с зубьями зубчатого сектора 13 дискового шибера 8.

В теле полукорпуса 1 выполнена цилиндрическая расточка 15, в которой размещен регулирующий элемент, состоящий из прорезной втулки 16, поджатой к торцовой поверхности дискового шибера 8, и резьбовой втулки 17 с внутренним кольцевым выступом 18 в осевом канале 19. На внутренний кольцевой выступ 18 опирается своим внешним кольцевым выступом 20 стакан 21, проходящий в осевом канале прорезной втулки 16. Внутри осевого канала резьбовой втулки 17 установлен стержень 22 с образованием между ними кольцевого зазора 19, в котором размещается пружина 23 с опорой на внутреннее сужение 24 стакана 21, охватывающего стержень 22. В теле резьбовой втулки 17 выполнена резьба, на которой установлена упорная гайка 25.

Цилиндрическая расточка 15 выполнена на равном удалении от оси вращения 9 дискового шибера 8, что и проточки под посадочные седла 6 и 7. Осесимметрично расположению цилиндрической расточки 15 в теле полукорпуса 2 также выполнена цилиндрическая расточка 26, в которой установлена прорезная втулка 27 с внутренним кольцевым выступом 28, поджатая к торцовой поверхности 29 дискового шибера 8 резьбовой втулкой 30 с внутренним кольцевым выступом 31. Этот выступ оканчивается сужением 32, выполняющим роль седла под шаровой клапан 33, который поджимается пружиной 34.

Осевой канал 35 резьбовой втулки 30 гидравлически связан дренажными отверстиями 36 с внешней средой. Внутри резьбовой втулки 30 в осевом канале 35 размещен толкатель 37 с возможностью его взаимодействия с шаровым клапаном 33 при осевом перемещении.

Работа устройства

Устройство в сборе устанавливается в составе фонтанной арматуры скважины при открытой гидравлической связи подводящего канала 4 полукорпуса 1 через сменный дросселирующий штуцер 12 с отводящим каналом 5 полукорпуса 2.

В процессе эксплуатации скважины существует вероятность забивания перепускного канала сменного дросселирующего штуцера 12 механическими примесями в виде окалины или песка. При изменении термодинамического режима эксплуатации скважин и резком снижении температуры окружающей среды, существует высокая вероятность отложения газогидратов внутри устройства, что может также привести к прекращению процесса добычи пластового флюида.

В этом случае существует необходимость восстановления пропускной способности устройства. Для этого вращением вала-шестерни 14 осуществляют поворот дискового шибера 8 на оси вращения 9 с получением состояния, когда осевой канал сменного дросселирующего штуцера 12 располагается осесимметрично цилиндрическим расточкам 15 и 26 в полукорпусах 1 и 2. В этом положении осуществляют осевое перемещение толкателя 37 внутри резьбовой втулки 30, с воздействием на шаровой клапан 33 и его отжимом от седла 32. В случае наличия пластового флюида под давлением внутри устройства осуществляют его стравливание в атмосферу через дренажные отверстия 36 в теле резьбовой втулки 30. После этого осуществляют процедуру очистки осевого канала сменного дросселирующего штуцера 12 путем ввода внутрь стержня 22 с воздействием на слой отложений, который разрушается и выносится в полость прорезной втулки 27 полукорпуса 2. При наличии большого количества отложений можно удалить резьбовую втулку 30 с прорезной втулкой 27, что позволяет свободно удалять механические примеси из цилиндрической расточки 26 в окружающую среду. Затем снова устанавливают на прежнее место прорезную втулку 27 и резьбовую втулку 30. После этого контролируют возврат стержня 22 в исходное положение с его выводом из осевого канала сменного дросселирующего штуцера 12. Вращением вала-шестерни 14 поворачивают дисковый шибер 8 на оси вращения 9 до тех пор, пока осевой канал сменного дросселирующего штуцера 12 станет осесимметричен седлам 6 и 7. Это позволяет продолжить добычу пластового флюида.

При необходимости изменения технологического режима добычи возникает потребность смены дросселирующего штуцера 12. Для этого переводят устройство в режим прекращения добычи пластового флюида с расположением дискового шибера 8 таким образом, чтобы сменный дросселирующий штуцер 12 располагался осесимметрично цилиндрическим расточкам 15 и 26. Демонтируют регулирующие элементы из этих расточек и удаляют сменный дросселирующий штуцер 12 из посадочного седла 11 в теле дискового шибера 8. Затем заменяют его на новый с большим или меньшим диаметром его перепускного канала. В соответствии с этими размерами подбирают и стержень 22. Затем восстанавливают на прежнем месте регулирующие элементы. Вращением вокруг оси 9 дискового шибера 8 возвращают в прежнее положение сменный дросселирующий штуцер 12, с продолжением процесса добычи пластового флюида.

Для повышения эффективности герметизации кольцевого зазора между торцовыми поверхностями дискового шибера и полукорпусами 1 и 2, прорезные втулки 16 и 27 выполнены из термически расширяемого материала с низким коэффициентом трения, например фторопласта. В таком исполнении они играют роль прорезной пружины. Также такое исполнение позволяет обеспечить надежную центровку дискового шибера 8 относительно седел 6 и 7.

1. Клапан регулируемый, состоящий из корпуса с приемной и отводящей камерами, связанными между собой через осевой канал сменного дросселирующего штуцера, стакана, подпружиненного стержня для очистки осевого канала, привода перемещения шибера, отличающийся тем, что корпус выполнен разъемным, состоящим из двух полукорпусов с внутренней расточкой в одном из них, в которой на оси вращения установлен дисковой шибер, снабженный зубчатым венцом и посадочным отверстием с размещенным в нем седлом со сменным дросселирующим штуцером внутри, привод выполнен в виде вала-шестерни, установленного с возможностью взаимодействия с зубчатым венцом дискового шибера, в теле полукорпусов в подводящем и отводящем каналах выполнены проточки, снабженные седлами, установленными с возможностью торцового контакта с дисковым шибером, причем в теле полукорпусов выполнены цилиндрические расточки, удаленные от оси вращения на одинаковое расстояние с посадочным отверстием в дисковом шибере, в одной из цилиндрических расточек установлен регулирующий элемент, включающий прорезную втулку, поджатую к дисковому шиберу резьбовой втулкой с внутренним кольцевым выступом, на который опирается стакан с внутренним сужением, в осевой канал которого пропущен подпружиненный стержень, а в другой цилиндрической расточке установлена прорезная втулка с внутренним кольцевым выступом, поджимаемая к поверхности дискового шибера резьбовой втулкой с дренажными отверстиями и внутренним сужением, выполняющим роль посадочного седла, подпружиненным шаровым клапаном и толкателем, установленным в резьбовой втулке с возможностью взаимодействия с шаровым клапаном.

2. Клапан регулируемый по п.1, отличающийся тем, что прорезные втулки выполнены из термостойкого материала с низким коэффициентом трения, например, из фторопласта.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к конструкции затвора, который также может использоваться для аэрации. Устройство включает вертикально установленный цилиндрический корпус, внутри которого жестко закреплен, по меньшей мере, один диск.

Изобретение относится к трубопроводной запорно-регулирующей арматуре высокого давления и предназначено для перекрытия и регулирования расхода или давления потоков загрязненных, в том числе абразивосодержащих, жидких и газообразных рабочих сред.

Изобретение относится к устройству для осуществляемого вручную регулирования количества протекающего вещества паропроводов или им подобных сооружений. .

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и может быть использовано для регулирования расхода и давления рабочей среды (жидкости, газа или пара) в системах для машиностроительной, химической, газовой и других отраслей промышленности.

Изобретение относится к водоразборной санитарно-технической арматуре и может быть использовано в системах внутренних водопроводов зданий. .

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для перекрытия и регулирования давления или расхода потоков загрязненных жидких и газообразных рабочих сред.

Изобретение относится к области арматуростроения, более конкретно - к регулирующим устройствам, применяемым при транспортировании жидкости по трубопроводу, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для регулирования закачки воды в пласты при поддержании пластового давления, а также в химической, энергетической и других отраслях народного хозяйства.

Изобретение относится к многовходовым кранам, управляемым одним элементом, и может быть использована в пневматических системах высокого давления, в частности, для управления системой разгрузки вагонов хоппер-дозаторов.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для дисковых клапанов средних и больших диаметров, применяемых в технологических линиях ТЭЦ, АЭС и нефтехимического производства.

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.

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть применено для защиты газовых и нефтяных фонтанирующих скважин при критическом изменении давления в отводящем трубопроводе.

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.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для использования, преимущественно, в качестве переключателя скважин в групповых замерных установках объектов нефтедобычи.

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

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

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 и может быть применено при разработке и создании обогреваемых обратных клапанов, устанавливаемых в насосно-компрессорные трубы.

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.

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

Объемный бустер для системы привода преимущественно включает регулируемый ограничитель, так что выводящая мощность устройства может регулироваться для конкретного применения. Устройство содержит корпус, подводящий путь, выводящий путь и ограничитель. Подводящий путь функционирует так, чтобы обеспечить подвод текучей среды для форсирования времени перевода привода в системе привода, например, в направлении открытия. Выпускной путь функционирует так, чтобы обеспечить стравливание обратного давления, например, когда система привода переводит привод в направлении закрытия. Ограничитель расположен в выводящем пути и является селективно манипулируемым между множеством положений для задания множества определенных выводящих мощностей, тем самым исключая любые требования замены объемного бустера целиком для получения другого значения выводящей мощности. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх