КЛАПАН-ОТСЕКАТЕЛЬ Российский патент 2006 года по МПК E21B34/02 

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

Известен клапан-отсекатель типа В фирмы Cameron (А.П.Силаш "Добыча и транспорт газа. М.: Недра, 1980 г., стр.140, рис.2,3 - 2.6.).

Клапан-отсекатель выполнен в виде шиберной задвижки с встроенным пилотным клапаном. Клапан-отсекатель закрывается при повышении давления выше заданного и автоматически открывается при снижении давления до рабочего значения. Известный клапан-отсекатель отличается сложной конструкцией и имеет внутренние каналы для прохода жидкости или газа к пилотному клапану и силовому поршню, которые при работе на сыром газе скважин засоряются и замерзают, т.е. обладает малой надежностью.

Наиболее близким техническим решением является устройство отсекающее УО 1610А 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 с 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.

Целью данного изобретения является упрощение конструкции, повышение чувствительности, надежности и точности срабатывания.

Указанная цель достигается тем, что в клапане-отсекателе, содержащем корпус с входным и выходным штуцерами, седлом с затвором, а также пилотный механизм и устройства настройки и взвода, пилотный механизм выполнен в виде вертикального, подпружиненного штока и горизонтального поршня с уплотнением, причем нижний конец штока через серьгу соединен с затвором, а верхний конец связан с устройством взвода, кроме того, в средней части штока и поршня выполнены плоские продольные поверхности с перпендикулярно расположенными единичными упорами на каждой, причем шток и поршень выполнены с возможностью взаимодействия плоскими поверхностями так, что упор штока может находить на упор поршня, а устройство настройки составлено из гайки настройки и пружины, взаимодействующей с горизонтальным поршнем, а устройство взвода представлено в виде наружной втулки взвода, находящейся в резьбовом соединении с корпусом и втулки взвода с возможностью свободного перемещения ее по верхнему концу штока и связанной с наружной втулкой взвода.

Анализ отобранных в результате поиска патентных, информационных и каталожных материалов по клапанам-отсекателям по фондам областной научно-технической библиотеки г. Саратова позволяет сделать вывод, что предлагаемое изобретение не известно из уровня техники, т.е. оно является новым. Кроме того, данное устройство не следует явным образом из уровня техники, т.е. имеет изобретательский уровень.

Данная конструкция вызвана к жизни недостатками известных клапанов-отсекателей и практикой их эксплуатации и направлена на устранение этих недостатков.

Так, за счет вынесения пилотного механизма за пределы клапана и выполнения его в виде вертикального подпружиненного штока с упором и горизонтального поршня с уплотнением и упором, при возможности взаимодействия этих упоров обеспечивается возможность выбора диаметра горизонтального поршня в широком диапазоне, что в совокупности позволяет увеличить чувствительность клапана и точность срабатывания пилотного механизма в широком диапазоне, а также обеспечивает доступ ко всем элементам пилотного механизма при его настройке, эксплуатации, ремонте и получения информации типа "сработал", "не сработал".

Кроме того, наличие втулки взвода вертикального подпружиненного штока позволяет заблокировать клапан-отсекатель в открытом положении в момент нахождения ее в верхнем, взведенном положении.

В настоящее время данная конструкция успешно прошла эксплуатационные испытания. Следовательно, предлагаемый клапан-отсекатель обладает промышленной полезностью.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид клапана-отсекателя (сечение) в закрытом (сработанном) положении, а на фиг.2 - место А (увеличенное) открытое, взведенное положение.

Клапан-отсекатель содержит корпус с входным 1 и выходным 2 штуцерами, седло 3 с затвором 4, пилотный механизм 5 и устройства настройки 6 и взвода 7.

Пилотный механизм 5 выполнен в виде вертикального подпружиненного штока 8 и горизонтального поршня 9 с уплотнением, причем нижний конец вертикального подпружиненного штока 8 через серьгу 10 соединен с затвором 4, а сам вертикальный подпружиненный шток 8 подпружинен пружиной 11. В средней части вертикального подпружиненного штока 8 и горизонтального поршня 9 выполнены плоские продольные поверхности 12 с перпендикулярно расположенными единичными упорами 13 и 14 на каждой, причем вертикальный подпружиненный шток 8 и горизонтальный поршень 9 выполнены с возможностью взаимодействия таким образом, что упор 13 вертикального подпружиненного штока 8 может находить на упор 14 горизонтального поршня 9, устройство настройки клапана-отсекателя составлено из гайки настройки 15 и пружины 16, взаимодействует с горизонтальным поршнем 9, а устройство взвода 7 выполнено в виде наружной втулки взвода 17, находящейся в резьбовом соединении 18 с корпусом и втулки взвода 19 с возможностью свободного перемещения ее по верхнему концу вертикального подпружиненного штока 8 и связанной с наружной втулкой взвода 17.

Устройство работает следующим образом.

Поток среды подается во входную полость клапана-отсекателя через штуцер 1 и в полости клапана-отсекателя создается рабочее давление, воздействующее по зазорам на вертикальный подпружиненный шток 8 и горизонтальный поршень 9. Давление рабочей среды уравновешивается пружиной 16, при этом вертикальный подпружиненный шток 8 удерживается в верхнем положении упором 13, опирающимся на упор 14 горизонтального поршня 9.

В случае падения давления на входной полости клапана-отсекателя (ситуация разрыва шлейфа), пружина 16 воздействует на горизонтальный поршень 9 и уводит его в крайнее левое положение, при этом упор 14 горизонтального поршня 9 выходит из-под упора 13 вертикального подпружиненного штока 8, который под действием пружины 20 перемещается вниз и затвор 4 садится на седло 3.

Для открытия затвора 4 (взвод клапана) необходимо выравнить или сбросить давление в шлейфе "до" и "после" клапана. Перед взводом затвора 4 проверить положение горизонтального поршня 9, который должен находиться в крайнем левом положении, чтобы не препятствовать прохождению вертикального подпружиненного штока 8 и упора 13 вверх. После этого, отворачивая наружную втулку взвода 17, поднимаем вертикальный подпружиненный шток 8 в крайнее, верхнее положение, и открываем затвор 4. Далее упор 14 горизонтального поршня 9 подводится под упор 13 вертикального подпружиненного штока 8. Это достигается путем подачи давления во входную полость клапана-отсекателя (через штуцер) величиной, превышающей величину давления настройки на срабатывание. Наружную втулку взвода 17 закрутить вниз до упора. На этом взвод клапана-отсекателя заканчивается.

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано для защиты газовых и нефтяных фонтанирующих скважин при критическом понижении (повышении) давления в шлейфе скважины. Клапан-отсекатель содержит корпус с входным и выходным штуцерами, седло с затвором, пилотный механизм и устройства настройки и взвода. Пилотный механизм выполнен в виде вертикального подпружиненного штока и горизонтального поршня с уплотнением. Нижний конец штока через серьгу соединен с затвором. В средней части штока и поршня выполнены плоские продольные поверхности с перпендикулярно расположенными единичными упорами на каждой, причем шток и поршень выполнены с возможностью взаимодействия таким образом, что упор штока может находить на упор поршня. Устройство настройки клапана-отсекателя составлено из гайки настройки и пружины, взаимодействующей с поршнем. Устройство взвода выполнено в виде наружной втулки взвода, находящейся в резьбовом соединении с корпусом, и втулки взвода с возможностью свободного перемещения ее по верхнему концу штока и связанной с наружной втулкой взвода. Упрощается конструкция, повышается чувствительность, надежность и точность срабатывания. 2 ил.

Клапан-отсекатель, содержащий корпус с входным и выходным штуцерами, седло с затвором, пилотный механизм и устройства настройки и взвода, отличающийся тем, что пилотный механизм выполнен в виде вертикального подпружиненного штока и горизонтального поршня с уплотнением, причем нижний конец вертикального подпружиненного штока через серьгу соединен с затвором, а верхний конец связан с устройством взвода, кроме того, в средней части вертикального подпружиненного штока и горизонтального поршня выполнены плоские продольные поверхности с перпендикулярно расположенными единичными упорами на каждой, причем вертикальный подпружиненный шток и горизонтальный поршень выполнены с возможностью взаимодействия плоскими поверхностями так, что упор вертикального подпружиненного штока может находить на упор горизонтального поршня, а устройство настройки составлено из гайки настройки и пружины, взаимодействующей с горизонтальным поршнем, а устройство взвода представлено в виде наружной втулки взвода, находящейся в резьбовом соединении с корпусом и втулки взвода, с возможностью свободного перемещения ее по верхнему концу вертикального подпружиненного штока и связанной с наружной втулкой взвода.