КЛАПАН-ОТСЕКАТЕЛЬ Российский патент 2001 года по МПК F16K17/04 F16K15/03 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для перекрытия шлейфа газовой скважины в случае ее прорыва.

Известен клапан-отсекатель, который имеет поворотный запорный механизм типа заслонки, поворачивающейся на оси, и чувствительный элемент в виде штока, уплотненного кольцом и нагруженного пружиной [1].

Однако данный клапан ненадежен при перекрытии шлейфа и не обеспечивает точную регулировку на срабатывание при уменьшении давления.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является клапан-отсекатель, содержащий герметичные полости и каналы для независимого сообщения этих полостей с источником давления для упрощенной настройки. Каналы выполнены в корпусе, в котором размещены заслонка и фиксирующий ее в открытом положении чувствительный элемент, выполненный в виде нагруженного пружиной штока [2].

Недостатком данного клапана является то, что заслонка при срабатывании клапана, поворачиваясь на оси, не может качественно перекрыть проход клапана. В известной конструкции не могут компенсироваться погрешности, возникающие при изготовлении, сборке и износе запорных элементов, располагающихся вдоль оси, на которой заслонка поворачивается. Чувствительный элемент при работе клапана с большим давлением газового шлейфа скважины не является точным и работает с большими погрешностями, так как пружина установлена на прямом противоходе штоку, на который воздействует давление газа, и при срабатывании клапана вынужден преодолевать полностью усилие, действующее на шток: P•S, где P - рабочее давление, S - площадь штока, и, как следствие, пружина является жесткой, слабо подающейся регулированию. Все это снижает надежность перекрытия газового шлейфа и не обеспечивает точную регулировку клапана на срабатывание при уменьшении давления.

Задачей настоящего изобретения является повышение надежности перекрытия газового шлейфа и обеспечение точной регулировки клапана на срабатывание при уменьшении давления.

Поставленная задача достигается тем, что в известном клапане-отсекателе, содержащем корпус с рабочей полостью и заслонкой, пружину, находящуюся в полости регулировочного корпуса, и шток, отличающийся тем, что в регулировочном корпусе расположен пневмоканал, благодаря которому на торцы дифференциального штока действует равное давление, причем площадь торца в регулировочной полости меньше, чем площадь торца в рабочей полости, кроме этого, дифференциальный шток входит в зацепление с заслонкой посредством рычагов, расположенных в рабочей полости корпуса, в которой также находится шарнирное (шаровый шарнир) соединение, которое стыкует заслонку с поворотным механизмом.

На чертеже отображен предлагаемый клапан-отсекатель с продольным разрезом.

Клапан-отсекатель содержит корпус 1, корпус регулировочный 2, заслонку 3, ось 4, шарнирное (шаровой шарнир) соединение 5, дифференциальный шток 6, пружину 7, рабочую полость 8, регулировочную полость 9, пневмоканал 10, колпачок настройки 11, рычаги 12, фиксирующие заслонку.

Клапан-отсекатель работает следующим образом.

Настройка клапана на рабочее давление происходит следующим образом. Давление подается в рабочую полость 8 и через канал 10 в регулировочную полость 9, тем самым рабочее давление действует на дифференциальный шток 6 с двух противоположных сторон (P•S₁ и P•S₂). Площадь торца дифференциального штока 6, находящегося в регулировочной полости 9 меньше, чем площадь торца дифференциального штока 6, работающего с рабочей полостью 8, поэтому пружину 7, установленную в регулировочной полости 9, применяют с небольшим усилием сжатия и не жесткую, а следовательно поддающуюся точной настройке (усилие P_пруж=P•S₁-P•S₂). Вращая колпачок настройки 11 придают пружине 7 необходимое усилие P_пруж с помощью шкалы (не показано).

С помощью ручного механизма (не показан) заслонка 3, вращаясь вокруг оси 4 до горизонтального положения фиксируется рычагами 12. Таким образом, клапан устанавливают в положение открыто.

При порыве газопровода давление в рабочей полости 8 корпуса 1 и регулировочной полости 9 падает. Пружина 7 небольшим усилием передвигает дифференциальный шток 6 вниз, выводя заслонку 3 из зацепления с рычагами 12.

Заслонка 3, вращаясь вокруг оси 4, под собственным весом перекрывает проход клапана, а шарнирное (шаровой шарнир) соединение выбирает погрешности, возникающие при изготовлении, сборке и износе запорных элементов по двум осям, тем самым обеспечивая высококачественное перекрытие газового шлейфа, не допускающее утечек газа.

Предлагаемый клапан-отсекатель повышает надежность перекрытия газового шлейфа и обеспечивает исключение утечек газа из шлейфа.

Предлагаемый клапан-отсекатель обеспечивает точную регулировку на срабатывание при уменьшении давления в газовом шлейфе.

Источники информации
1. Авт. св. СССР N 855311, F 15 K 17/04// F 16 K 15/03, 1981, БИ N 30.

2. Авт. св. СССР N 1571342, F 16 K 17/04// F 16 K 15/03, 1990, БИ N 22.

Клапан-отсекатель предназначен для перекрытия шлейфа газовой скважины в случае ее прорыва. Клапан-отсекатель содержит корпус с рабочей полостью, заслонку, стыкуемую при помощи шарнирного соединения, расположенного в рабочей полости, с поворотным механизмом. Клапан-отсекатель содержит также пружину, находящуюся в полости регулировочного корпуса, и шток, выполненный дифференциальным. В регулировочном корпусе выполнен пневмоканал с возможностью обеспечения последним равного давления на торцы дифференциального штока. Причем площадь дифференциального штока в полости регулировочного корпуса меньше, чем площадь дифференциального штока в рабочей полости. Дифференциальный шток связан с заслонкой посредством рычагов, расположенных в рабочей полости. Изобретение позволяет повысить надежность перекрытия газового шлейфа и обеспечить исключение утечек газа из шлейфа. 1 ил.

Клапан-отсекатель, содержащий корпус с рабочей полостью, заслонку, стыкуемую при помощи шарнирного соединения, расположенного в рабочей полости, с поворотным механизмом, пружину, находящуюся в полости регулировочного корпуса, и шток, отличающийся тем, что шток выполнен дифференциальным, а в регулировочном корпусе выполнен пневмоканал с возможностью обеспечения последним равного давления на торцы дифференциального штока, причем площадь торца дифференциального штока в полости регулировочного корпуса меньше, чем площадь торца дифференциального штока в рабочей полости, кроме этого дифференциальный шток связан с заслонкой посредством рычагов, расположенных в рабочей полости.