Устройство сочленения уплотнения клапана и корпуса переключателя скважин многоходового Российский патент 2022 года по МПК F16K11/85 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для переключения направления нефти от трубопроводов, проводящих нефть от добывающих скважин, на устройство, замеряющее дебит скважин.

Известен переключатель скважин многоходовой (ПСМ) [RU 83551, МПК F04B 47/04, опубл. 10.06.2009], содержащий корпус с отверстиями для подключения патрубков, подающих рабочую жидкость, гидрораспределитель для подключения канала измерения к патрубкам подачи рабочей жидкости, установленную в корпусе втулку с отверстиями, соответствующими отверстиям корпуса, канал измерения, выполненный в виде угольника с подвижной кареткой, соединенного с полым валом, подающим рабочую жидкость в измерительный патрубок. Гидрораспределитель устройства выполнен в виде корпуса, в котором установлен подпружиненный поршень, соединенный с зубчатой рейкой, взаимодействующей с шестерней, кинематически связанной с шестерней-делителем.

Главным недостатком (известным из опыта пользования устройством) известного устройства является его частое заклинивание в процессе работы непосредственно при переключении скважин. Происходит это по причине изнашивания роликов каретки и направляющих канавок корпуса. По причине образования износа каретка проворачивается вокруг своей оси, подклинивает и не обеспечивает надежного прилегания, герметичности уплотнения. Негерметичность уплотнения никак не определяется оперативно, может быть определена лишь методом сличительных измерений дебита скважин, проводимых по байпасу, минуя ПСМ, требующих присутствия обслуживающего персонала непосредственно на объекте, где эксплуатируется ПСМ. Дополнительным недостатком является преждевременный износ резинового уплотнения каретки, возникающий в связи с налипанием механических примесей на уплотняемые поверхности корпуса.

Известен переключатель скважин многоходовой [RU 2657383, МПК F16K 11/072, Е21В 34/02, опубл. 13.06.2018], содержащий корпус с крышкой, выполненный с входными отверстиями для патрубков подвода рабочей жидкости, размещенный в корпусе поворотный вал с прижимной кареткой с уплотнительным кольцом, контактирующей с горизонтальными кольцевыми канавками, выполненными на внутренней цилиндрической поверхности корпуса по обеим сторонам от входных отверстий, и связанный с поворотным валом переключающий орган.

Недостаток известного аналога заключается в том, что за счет свободного перемещения уплотнения возможно попадание посторонних частиц между корпусом и уплотнением.

Наиболее близким аналогом является переключатель скважин многоходовой [RU 2505729, МПК F16K 11/085, F16K 5/04, Е21В 34/02, опубл. 27.01.20014], содержащий корпус с несколькими входными патрубками и одним общим выходным патрубком, крышку с патрубком для подключения к измерительному устройству, полый вал между полостями корпуса и крышки, отличающийся тем, что в корпусе выполнены каналы от каждого входного патрубка до внутренней поверхности плоского участка дна, один из входных патрубков через канал в корпусе сообщается с полым поворотным селектором, прижимаемым пружиной к дну корпуса и имеющим герметичное уплотнение с плоским участком дна корпуса, полый поворотный селектор соединен с полым валом, при этом остальные входные патрубки корпуса сообщаются с общим выходным патрубком корпуса. На дно корпуса внутри может быть установлена сменная деталь для защиты корпуса и возможности ремонта без демонтажа корпуса путем замены сменной детали. Уплотнение между селектором и сопрягаемой деталью может быть выполнено «металл по металлу». Позиционирование селектора выполняется шариками по плоской поверхности с углублениями.

Недостатком данного устройства является наличие контакта между корпусом и уплотнительным элементом поворотного селектора при его перемещении от одного входного патрубка к другому. Устройство имеет высокую трудоемкость, невозможность обработки некоторых деталей, ведет к увеличению габаритных размеров и массы переключателя скважин многоходового; предназначено к применению переключателя скважин многоходового с восьмью входными патрубками.

Переключатель скважин многоходовой содержит корпус 1, крышку 2, соединенную с валом 3, вращающимся на шариковых подшипниках. На валу 3 установлен клапан 6, поджатый пружиной 7, на клапане установлено мягкое уплотнение 9 и стальное уплотнение 4, поджатое пружиной 5. Натяжку клапана производят с помощью натяжной гайки 8.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение надежности герметичности соединения каретки и корпуса, повышение устойчивости к перепадам температур, коррозионной стойкости по сравнению с полимерным уплотнением, устойчивости к перепадам давления между измерительной линией и коллектором.

Технический результат устройства сочленения уплотнения клапана и корпуса переключателя скважин многоходового заключается в повышении надежности герметизации сочленения уплотнения клапана и корпуса переключателя и достигается тем, что в переключателе скважин многоходовом уплотнение клапана реализовано из двух материалов, при этом внешняя часть уплотнения реализована в исполнении «металл-по-металлу». Таким образом, конструкция уплотнения в месте соединения предотвращает контакт мягкого уплотнения от потока механических примесей общего коллектора, делая поверхность гладкой, что сохраняет целостность мягкого уплотнения.

Стальное уплотнение повышает устойчивость к абразивному износу, а также защищает от потока летящих механических частиц. Стальное уплотнение, выполненное в виде уплотнительного кольца, исполняет роль уплотнения, при этом дополнительно используется в качестве скребка. Твердость материалов повышает надежность конструкции и повышает наработку на отказ, за счет выдерживания большей нагрузки по сравнению с предыдущими аналогами ПСМ, что обеспечивает повышенную износостойкость к температурам, условиям эксплуатации и долговечность.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для переключения направления нефти от трубопроводов, проводящих нефть от добывающих скважин, на устройство, замеряющее дебит скважин. Устройство сочленения уплотнения клапана и корпуса переключателя скважин многоходового, содержащее корпус с отверстиями для подключения патрубков подачи рабочей жидкости, крышку, соединенную с валом, вращающимся на шариковых подшипниках. При этом на валу установлен клапан с уплотнением, поджатый пружиной к отверстию корпуса переключателя для подключения патрубков подачи рабочей жидкости, причем натяжка клапана выполнена с помощью натяжной гайки, при этом уплотнение клапана выполнено из двух материалов в виде установленного на клапане мягкого уплотнения и стального уплотнения, поджатого пружиной и являющегося внешней частью уплотнения клапана. Изобретение повышает надежность сочленения каретки и патрубка за счет предотвращения контакта мягкого уплотнения от потока механических примесей общего коллектора, делая поверхность гладкой, что сохраняет целостность мягкого уплотнения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство сочленения уплотнения клапана и корпуса переключателя скважин многоходового, содержащее корпус с отверстиями для подключения патрубков подачи рабочей жидкости, крышку, соединенную с валом, вращающимся на шариковых подшипниках, отличающееся тем, что на валу установлен клапан с уплотнением, поджатый пружиной к отверстию корпуса переключателя для подключения патрубков подачи рабочей жидкости, при этом натяжка клапана выполнена с помощью натяжной гайки, при этом уплотнение клапана выполнено из двух материалов в виде установленного на клапане мягкого уплотнения и стального уплотнения, поджатого пружиной и являющегося внешней частью уплотнения клапана.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что стальное уплотнение выполнено в виде уплотнительного кольца.