Фонтанная арматура Советский патент 1990 года по МПК E21B33/03 

Изобретение относится к горной промышленности, а именно к оборудованию для герметизации устья скважины.

Цель изобретения - повышение надежности работы арматуры за счет возможности выравнивания давления над и под перекрывающим элементом перед открытием запорного органа при одновременном снижении ее металлоемкости

На фиг.1 изображена фонтанная арматура, общий вид; на фиг.2 - дистанционно управляемый запорный орган с тарельчатым перекрывающим элементом, общий вид; на фиг.З - то же, с шаровым перекрывающим элементом; па фиг„4 - разрез А-А на фиг.З.

Фонтанная арматура состоит из крестовины 1 с размещенными на ней трубной головкой 2, тройниками 3, запорными органами 4 с дистанционным управлением, регулируемыми штуцерами 5, манометрами 6, а также станции управления 7 с распределителем 8, соединительными трубопроводами 9 и вентилями 10. Элементы фонтанной арматуры могут быть соединены между собой либо фланцами, либо с помрщью резьбы.

Запорный орган 4 может быть выполнен с тарельчатым или шаровым перекрывающим элементом. В первом случае он состоит из корпуса 11, имеющего осевой канал и выполненного с кольцевым пазом 12 на своей внутренней поверхности, В корпусе 11 концентрично установлены втулка 13 и полый поршень 14, а также размещены перекрывающий

0 элемент в виде тарельчатого клапана 15 и его седло 16. Втулка 13 установлена между корпусом 11 и поршнем 14 и имеет на своей внутренней поверхности кольцевые выступы 17 и 18. Кроме

с того, она выполнена с радиальным каналом 19 под кольцевым выступом 17. Ниже кольцевого выступа 18 во втулке 13 размещен уравнительный клапан 20, который конструктивно выполнен как

0 обратный клапан. Втулка 13 фиксируется в корпусе 11с помощью гайки 2Т и кожуха 22 с внутренним буртом. Седло 16 жестко связано с нижней частью втулки 13. Тарельчатый клапан

5 t5 связан со втулкой 13 с помощью оси 23 и может поворачиваться вокруг последней. Ось 23 установлена перпендикулярно осевому каналу корпуса 11. Тарельчатый клапан 15 прижат к

Q своему седлу 16 пружиной кручения (не показана).

Поршень t4 выполнен с кольцевыми выступом 24 и проточкой 25 на наружной поверхности. Поршень 14 размещен в корпусе 11 с возможностью взаимодействия с тарельчатым клапаном 15. Между кольцевыми выступами 18 и 24 размещена пружина 26, отжимающая поршень 14 в крайнее верхнее положе515

ние. Уравнительный клапан 20 установлен с возможностью взаимодействия с наружной поверхностью поршня 14 до его кольцевого выступа, при этом он открыт.

Наружная поверхность поршня 14, внутренняя поверхность втулки 13, кольцевые выступы 17 и 24 образуют кольцевую камеру 27, которая посред- ством радиального канала 19 втулки

13сообщается с соединительным трубопроводом 9 распределителя 8.

При выполнении запорного органа 4 с шаровым перекрывакдащм элементом он имеет некоторые конструктивные отличия. Поршень 14 связан подвижно (телескопически) с седлом 16. Перекрывающий элемент выполнен в виде шарового клапана 28, установленного на седле 16 с помощью двух консолей 29 с полуосями 30. Во втулке 13 установлены пальцы 31, которые взаимодействуют с пазами 32 шарового клапана 28.

Фонтанная арматура работает следующим образом.

С помощью вентилей 10 управляющая жидкость по трубопроводам 9 от распределителя 8 станции управления 7 подается к запорным органам 4. При повышении давления в кольцевой камере 27 поршень 14 начинает перемещаться вниз, сжимая при этом пружину 26. Приближаясь к тарельчатому клапану 15, поршень 14 своей наружной поверхностью, находящейся между кольцевыми выступом 24 и проточкой 25, начинает взаимодействовать с уравнительным клапаном 20, открывая последний.

Тем самым происходит выравнивание давления над и под тарельчатым клапаном 15. Последующим движением поршень

14открывает тарельчатый клапан 15, который поворачивается вокруг оси 23 и опускается до упора во внутренний бурт кожуха 22, изолируя тем самым тарельчатый клапан 15 от воздействия

потока при эксплуатации.

i

В запорном органе 4 с шаровым кла- паном 28 поршень 14 сперва открывает при своем движении вниз уравнительный клапан 20, а затем начинает опускаться вместе с седлом 16. При этом поступательное движение седла 16 за счет взаимодействия пальцев 31 с пазами 32 шарового клапана 28 приводит к повороту последнего на 90, т.е. к открытию запорного органа 4.

ю

j 5 20 25

30 .«

,с

50 55

35

При стравливании давления из кольцевой камеры 27 поршень 14 за счет усилия сжатой пружины 26 и скважинно го давления возвращается в верхнее положение и, таким образом, происходит закрытие запорного органа 4.

Формула изобретения

1. Фонтанная арматура, содержащая крестовину с установленными на ней трубной головкой, запорными органами, включающими корпус, выполненный с осевым каналом и связанный с системой управления запорными органами, седло и перекрывающий элемент, тройниками и регулируемыми штуцерами, о т л и - чающаяся тем, что, с целью повышения надежности в работе арматуры за счет возможности выравнивания давления над и под перекрывающим элементом перед открытием запорного органа при одновременном снижении ее металлоемкости, она снабжена концент- рично размещенными в корпусе запорного органа подпружиненным полым поршнем с кольцевым выступом и проточкой на наружной поверхности и втулкой с кольцевыми выступами на внутренней поверхности, причем втулка размещена между корпусом и поршнем и имеет уравнительный клапан, установленный с возможностью взаимодействия с на- - ружнон поверхностью поршня между его кольцевыми выступом и проточкой, при этом внутренняя поверхность втулки, наружная поверхность поршня и их кольцевые выступы образуют кольцевую камеру, а втулка имеет радиальный канал под своим кольцевым выступом для сообщения кольцевой камеры с системой управления, причем корпус выполнен с кольцевым пазом на внутренней поверхности для сообщения через уравнительный клапан полостей корпуса над и под перекрывающим элементом, при этом перекрывающий элемент установлен в корпусе при помощи оси и с возможностью поворота вокруг нее, а ось размещена перпендикулярно осевому каналу корпуса.

2. Арматура поп.1, отличающаяся тем, что перекрывающий элемент выполнен в виде тарельчатого клапана, при этом седло жестко связано с втулкой, а поршень установлен с возможностью взаимодействия с тарельчатым клапаном.

71557312

3. Арматура по п.1, отличающаяся тем, что перекрывающий элемент выполнен в виде шарового клапана , установлен на седле, которое

св ос сл

8

связано с поршнем с возможностью осевого перемещения относительно следнего.

Изобретение относится к горной промышленности. Цель - повышение надежности работы арматуры за счет выравнивания давления над и под перекрывающим элементом перед открытием запорного органа при одновременном снижении ее металлоемкости. Фонтанная арматура включает крестовину, трубную головку, тройники, запорные органы, регулируемые штуцеры, манометры, станцию управления с распределителем, соединенными трубопроводами 9 и вентилями 10. Запорный орган имеет перекрывающий элемент (ПЭ) в виде тарельчатого 15 или шарового клапанов и состоит из корпуса 11, в котором концентрично размещены полый поршень (ПП) 14 и втулка (В) 13 с седлом 16. На ПП 14 и корпусом 11 размещена В 13 с кольцевыми выступами 17 и 18 на внутренней поверхности. Корпус 11 имеет на внутренней стороне кольцевую проточку 12. С помощью пружины 26 ПП 14 отжат в корпусе 11 в крайнее верхнее положение. В В 13 установлен уравнительный клапан 20, который может взаимодействовать с наружной поверхностью ПП 14 между его кольцевыми выступом 24 и проточкой 25, сообщая тем самым полости над и под ПЭ. В корпусе 11 ПЭ установлен с помощью оси 23, вокруг которой он может поворачиваться. Ось 23 размещена перпендикулярно осевому каналу корпуса 11. Кольцевые выступы 17 и 24, наружная поверхность ПП 14 и внутренняя поверхность В 13 образуют кольцевую камеру 27, причем В 13 имеет под своим выступом 17 радиальный канал 19 для сообщения кольцевой камеры с системой управления. В случае, когда ПЭ выполнен в виде тарельчатого клапана 15, седло 16 жестко связано с В 13, а ПП 14 установлен с возможностью взаимодействия с тарельчатым клапаном 15. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

/г 1

Составитель А.Кейбал Редактор Н.Горват Техред м.Ходанич

37

П

28

ФигЛ

Корректор М.Шарогои