ШИБЕРНАЯ ЗАДВИЖКА С КОРОТКИМ ШИБЕРОМ Российский патент 2004 года по МПК F16K3/02 

Изобретение относится к устьевой арматуре, в частности к шиберным задвижкам, и используется в нефтегазодобывающей отрасли.

Известна шиберная задвижка с коротким шибером по патенту GB 1369422 А, кл. F 16 К 3/02, 09.10.1974, которая содержит корпус, крышку, шпиндель и запорный орган - шибер, шибер расположен между седлами, выполненными в виде двух колец, установленных в расточках корпуса и зафиксированных распоркой ниже их проходного отверстия со стороны дна полости корпуса, седла подпружинены и устанавливаются по шиберу. Распорка выполнена в виде диска, установленного на пластинчатую пружину, в свою очередь, прикрепленную болтовым соединением к корпусу задвижки. Кроме этого, распорка может быть выполнена в виде диска с заплечиками и хвостовиком, подпружиненного относительно корпуса винтовой цилиндрической пружиной и установленного в монтажном блоке. Подпружиненной конструкция распорки выполнена для обеспечения монтажа и демонтажа седел путем отжатия распорки вниз и выведения ее из зацепления с седлами.

В реальных условиях эксплуатации шиберных задвижек на нефтепромыслах Сибири и Крайнего Севера, когда управление задвижками на обычной арматуре ручное, а добываемая жидкость - это смесь нефти, химически агрессивной воды, вымываемой легкой породы, парафина и т.д., которые осаждаются во внутренних полостях корпуса, у данной конструкции задвижки выявляется ряд недостатков, в частности отсутствие жесткого упора при ходе шибера вниз и наличие свободного пространства между распоркой и дном корпуса. Любое непреднамеренное вращение шпинделем вниз ниже отметки "Закрыто" выдавит распорку из зацепления с седлами, а так как она находится в застойной зоне корпуса среди загустевших продуктов транспортировки, особенно смеси парафина и песка, то проблематично ее возвращение назад. (У нефтяников существует специальная технология пропарки скважин нефтью, разогретой до температуры выше 100°С, применяемая для очистки арматуры от продуктов транспортировки.) При невозврате распорки в свое нормальное положение седла выйдут из гнезд и при ходе шибера вниз произойдет заклинивание.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение надежности работы и увеличение срока службы шиберной задвижки с коротким шибером.

Технический результат изобретения достигается тем, что в шиберной задвижке с коротким шибером, содержащей корпус, крышку, шпиндель и запорный орган - шибер, шибер расположен между седлами, выполненными в виде двух колец, установленных в расточках корпуса и зафиксированных распоркой ниже их проходного отверстия со стороны дна полости корпуса, седла подпружинены и самоустанавливаются по шиберу, распорка состоит из основания, выполненного в виде кольца, и упора, выполненного в виде ступенчатого валика, при этом основание и упор зафиксированы относительно друг друга кольцом из упругого материала, например резины.

При этом распорка может быть установлена в гнезде на дне корпуса соосно с центральной линией шибера с зазором, обеспечивающим ее подвижность в направлении, перпендикулярном продольной оси шибера, на величину большую, чем ход седла, и зафиксирована от выпадения седлами и стенками гнезда, одновременно распорка выполняет роль упора шибера в его крайнем нижнем положении. Кроме этого, упор снабжен отверстием для демонтажа.

На фиг.1 показан общий вид задвижки, на фиг.2 - узел А на фиг.1.

В расточках 1 корпуса 2, представляющего собой цельнолитую конструкцию с отверстиями 3, образующими соосные каналы для потока среды, и горловиной 4, установлены седла 5, выполненные в виде двух колец и подпружиненные резиновыми кольцами 6. Внутрь корпуса задвижки между седлами установлен запорный орган - плоский шибер 7, связанный Т-образным пазом со шпинделем 8, проходящим сквозь крышку 9. В дне корпуса соосно с центральной линией шибера выполнено гнездо 10, в котором помещена распорка 11 с зазором, обеспечивающим ее подвижность в направлении, перпендикулярном продольной оси шибера, на величину большую, чем ход седла. Распорка состоит из основания 12, упора 13 и кольца 14 из упругого материала, например резины. Упор 13 представляет собой ступенчатый валик, который находится между седлами и удерживает их от схождения при верхнем положении шибера. Валик имеет две лыски, контактирующие с седлами, а размер между лысками несколько меньше, чем ширина шибера. При этом упор 13 снабжен центральным резьбовым отверстием для демонтажа. Основание 12 представляет собой кольцо с наружным диаметром несколько большим, чем ширина шибера. Основание 12 и упор 13 фиксируются между собой на посадочном пояске упора кольцом 14 за счет его упругих свойств. Основание 12 находится в зоне контакта с седлами, заходя своей периферийной частью под наружные диаметры седел. За счет этого распорка в сборе удерживается от выпадения из гнезда 10. Шибер 7 имеет два крайних положения. В нижнем положении он упирается в распорку 11, и в этом случае распорка играет роль упора. В верхнем положении шпиндель 8 своим буртом 15 упирается в крышку 9, обеспечивая положение шибера, при котором он полностью выходит из проходных отверстий седел 5, но остается между ними.

Сборка задвижки осуществляется следующим образом. На дно корпуса в гнездо 10 устанавливается основание 12. Поочередно вводятся седла 5 с кольцами 6 и устанавливаются в расточки 1 корпуса 2. Седла за специальные технологические проточки разжимаются приспособлениями через отверстия 3. После этого между ними заводится упор 13 с установленным на нем кольцом 14, доводится до соприкосновения с основанием 12 и под определенным усилием дожимается до полного соприкосновения с основанием 12. После этого вводится шибер и седла отпускаются. Демонтаж упора производится в обратной последовательности, только для удобства выемки упора в него ввинчивается съемник.

Задвижка работает следующим образом.

В крайнем нижнем положении шибер 7 упирается в распорку 11, отверстия 3 полностью перекрыты. При малых давлениях герметичность между седлами 5 (фиг.2) и шибером 7 достигается за счет прижима седел к шиберу резиновыми кольцами 6. При увеличении давления, когда усилие от среды, действующее на шибер, становится больше, чем противодействующее ему усилие от упругого кольца, герметичность достигается за счет прижима средой шибера к седлу, при этом распорка 11, имея свободу перемещения, двигается вместе с седлами и шибером. При подъеме шибера вверх он полностью выходит из зоны отверстий 3 и в своем крайнем верхнем положении остается между седлами только в верхней их части. В этом положении седла за счет того, что шибер несколько толще распорки, имеют угол наклона, но он столь незначителен, что на закрытие задвижки при ходе шибера вниз не влияют.

Изобретение относится к устьевой арматуре, в частности к шиберным задвижкам, и используется в нефтегазодобывающей отрасли. Шиберная задвижка с коротким шибером содержит корпус, крышку, шпиндель и запорный орган – шибер. Шибер расположен между седлами. Седла выполнены в виде двух колец. Кольца установлены в расточках корпуса и зафиксированы распоркой ниже их проходного отверстия со стороны дна полости корпуса. Седла подпружинены и устанавливаются по шиберу. Распорка состоит из основания и упора. Основание выполнено в виде кольца. Упор выполнен в виде ступенчатого валика. Основание и упор зафиксированы относительно друг друга кольцом из упругого материала, например резины. Изобретение направлено на повышение надежности работы и увеличение срока службы шиберной задвижки. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Шиберная задвижка с коротким шибером, содержащая корпус, крышку, шпиндель и запорный орган - шибер, шибер расположен между седлами, выполненными в виде двух колец, установленных в расточках корпуса и зафиксированных распоркой ниже их проходного отверстия со стороны дна полости корпуса, седла подпружинены и устанавливаются по шиберу, отличающаяся тем, что распорка состоит из основания, выполненного в виде кольца, и упора, выполненного в виде ступенчатого валика, при этом основание и упор зафиксированы относительно друг друга кольцом из упругого материала, например резины.2. Шиберная задвижка с коротким шибером по п.1, отличающаяся тем, что распорка установлена в гнезде на дне корпуса соосно с центральной линией шибера с зазором, обеспечивающим ее подвижность в направлении, перпендикулярном продольной оси шибера на величину большую, чем ход седла, и зафиксирована от выпадения седлами и стенками гнезда, одновременно распорка выполняет роль упора шибера в его крайнем нижнем положении.3. Шиберная задвижка с коротким шибером по п.2, отличающаяся тем, что упор снабжен отверстием для демонтажа.