Регулятор давления Советский патент 1992 года по МПК G05D16/06 

Изобретение относится к технике регулирования давления и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для разрядки газлифтной скважины после остановки последней для проведения ремонтных или глубинных исследовательских работ.

Известен регулятор давления, предназначенный для поддержания постоянного давления в отводящем трубопроводе и содержащий подводящий и отводящий трубопроводы, сообщающиеся между собой с помощью отверстий, перекрываемых запирающим элементом, нагруженным со стороны отводящего трубопровода пружиной и уравновешиваемым со стороны подводящего трубопровода давлением от мембранного регулятора.

Недостатками указанного регулятора давления являются, во-первых, наличие

мембранного узла, снижающего надежность работы при высоких давлениях, во-вторых, регулирование давления осуществляется изменением площади отверстий, соединяющих подводящий и отводящий трубопроводы, что снижает точность регулирования при больших перепадах давления на регуляторе и не исключает возможность проскока давления в отводящий трубопровод и порыв последнего и находящихся после него узлов. При этом возникает возможность возникновения опасных условий для обслуживающего персонала.

Известен также регулятор давления, состоящий из корпуса с входной и выходной полостями и расположенного в нем между чувствительным элементом в виде диаграммы и регулирующим органом дифференциального поршня, первая и вторая полости которого соединены каналом и связаны ы VI

Јь Ю О

ответственно с полостью заборника и выходной полостью, причем в канале установлено клапанное устройство, выполненное в виде подпружиненного профилированного элемента. Разгрузка чувствительного элемента осуществляется при помощи регулирующей пружины, дифференциального поршня.

Недостатком известного устройства является использование диафрагмы в качестве чувствительного элемента, что снижает надежность его работы. Кроме того, регулирование давления осуществляется в прерывистом режиме, особенно в период пуска ре лятора в работу путем перепускания газа в выходную полость через зазор между регулирующим органом и седлом, что затрудняет плавность и точность регулирования давления при больших перепадах давления (4,0 - 8,0 МПа) в процессе разрядки газлифтовой скважины

Наиболее близким к предлагаемому является регулятор давления, содержащий корпус в виде фланца с радиальным гнездом и с выходной полостями и расположен- ный в нем чувствительный элемент, выполненный в виде сильфона, связанный с регулирующим органом посредством толкателя, регулирующий орган выполнен в виде цилиндра с многозаходным винтовым капилляром на боковой поверхности и входным каналом на торцовой поверхности, причем чувствительный элемент расположен в обойме, установленной в радиальном гнезде корпуса.

Недостатком устройства является то, что все усилие, необходимое для удержания или перемещения регулирующего органа, передается через толкатель непосредственно на сильфон, отрицательно влияет на работоспособность последнего, снижая надежность работы регулятора давления.

Цель изобретения - повышение надежности и точности работы регулятора давления.

Указанная цель достигается тем, что затвор выполнен в виде установленного в отверстии седла плунжера с продольными каналами переменного сечения на боковой поверхности и капиллярного узла, выполненного в виде установленного в выходной полости корпуса набора конусных шайб, на поверхности которых выполнены капиллярные каналы, причем в центральном отверстии конусных шайб расположен плунжер, кинематически связанный с сильфоном через клиновидную передачу, а ось сильфона расположена под углом к оси плунжера.

На фиг.1 показан регулятор давления, общий вид; на фиг 2 - разрез А-А на фиг.1,

на фиг.З-узел I на фиг.1; на фиг. 4- вид Б на фигЗ; на фиг.5 - узел N на фиг.1; на фиг.6- разрез В-В на фиг.5; на фиг.7 - узел I на фиг.2.

Регулятор давления состоит (фиг, 1, 2) из

корпуса 1 с входной 2 и выходной 3 полостями, чувствительного элемента 4 в виде сильфона. размещенного в гильзе 5 корпуса 1 и связанного шпилькой 6 с ходовым клином 7

клиновой передачи, установленным и имеющим зацепление с внешней 8 и внутренней 9 щеками корпуса клиновой передачи и запорным клином 10, который соединен с плунжером 11 с ка злами 12 переменного

сечения на его боковой поверхности, входящим в центральное отверстие 13 капиллярного узла 14, состоящего из набора конусных шайб 15 (фиг.З) с капиллярами 16 (фиг.4) на их поверхности и установленного

в седле 17, закрепленным в корпусе 1 фигурной втулкой 18с отверстиями 19, причем втулки 17 и 18 образуют между собой коническую полость 20, в щеках 8 и 9 выполнены пазы 21.

Регулятор давления работает следующим образом.

Перед монтажом регулятора давления на скважине сильфон 4 заряжается на расчетное давление Pi, зависящее от рабочего

давления Рз (минимального) в системе сбора продукции скважин (выкидной линии и замерной установке) и максимального регулируемого давления PZ газй высоко о давления.

В исходном положении, когда давление в полости 3 (фиг.2) минимальное, сильфон 4 имеет максимальную длину, соответствующую давлению Pi его разрядки. При этом входная полость 2 и выходная полость 3

соединены посредством щели (фиг.7), образованной нижней кромкой седла 17 и верхней кромкой шайбы плунжера 11, далее через максимальное сечение каналов 12 плунжера 11, находящегося в крайнем верхнем положении (фиг.1 и 2), и максимальное количество капилляров 16 конусных шайб 15 (фиг.2), коническую полость 20 и запорный клин 10, зацепленный с ходовым клином 7, находящегося в крайнем верхнем

положении (фиг.1), так как горизонтальное движение его ограничено пазами 21 щек 8 и 9 (фиг 6). Размер щели между седлом 17 и шайбой подобран так, что в начальный момент работы регулятора происходит дросселирование газа, что необходимо для предупреждения резкого проскока давления в выходную полость и после нее.

При подаче газа высокого давления (Рг) в полость , при проходе его в полость 3 и s

зависимости от давления Рз сильфоя 4 ежимается и перемещает ходовой клин 7, имеющий возможность движения вправо и влево (фиг.1 и 5), который, в свою очередь, перемещает зацепленный с ним и со щеками 8 и 9 (фиг.6) запорный клин 10 вниз (фиг.2). При этом плунжер 41, соединенный своей головкой с запорным клином 10 (фиг.5, 6), перемещается (оказывается ниже его положения, показанного на фиг.2) в отверстии 13 капиллярного узла 14 (фиг.З), уменьшая рабочее сечение каналов 12 и количество капилляров 16 (конусных шайб), по которым газ движется из полости 2 в полость 3, т.е. обеспечивает дросселирование газа до заданной величины в зависимости от режимных параметров. По мере уменьшения давления Р2 во входной полости 2 снижается давление Рз в выходной полости 3, что приводит к снижению нагрузки на сильфон 4, последний разжимается и через клиновую передачу перемещает вверх плунжер 11 из капиллярного узла 14, увеличивая рабочее сечение каналов 12 и капилляров 16, т.е. уменьшая местные сопротивления потоку газа через регулирующий орган и устанавливая давление Рз на заданном уровне.

Связь чувствительного элемента (силь- фона) 4 с регулирующим плунжером 11 через клиновую пару - ходовой клин 7 и запорный клин 10 - уменьшает нагрузку на сильфон 4 от силы, действующей на регулирующий плунжер 11 от перепада давления Д Р Р2 - Рз.

Предлагаемая форма регулирующего плунжера 11 и капиллярного узла 14 пдзво- ляет обеспечить длину капилляров 16, обеспечивающих точное итонкое регулирование требуемого перепада давления, причем при габаритах узла меньших, чем в известных устройствах.

Таким образом применение предлагаемого регулятора давления позволяет получить положительный эффект и обеспечить по сравнению с известными устройствами следующие преимущества: уменьшить нагрузку на чувствительный орган регулятора и увеличить точность регулирования давления, повысив тем самым надежность его работы и снизив вероятность порыва выкидной линии и разгерметизации элементов системы сбора и возникновения опасных условий на объектах нефтедобычи при разрядке газлифтной скважины от газа высокого давления; уменьшить загрязнение воздушного бассейна на территории куста скважина при проведении ремонтных и исследовательских работ в газлифтной скважине; уменьшить габариты регулирующего органа и, соответственно, снизить его металлоемкость.

Формула изобретения Регулятор давления, содержащий корпус с входной и выходной полостями, и расположенные е нем чувствительный элемент, выполненный в виде сияьфона, и регулирующий орган, выполненный з виде седла, расположенного в корпусе между входной и выходной полостями, и затвора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и точности, затвор выполнен в виде установленного в отверстии седла плунжера с продольными каналами переменного сечо- ния на боковой поверхности и капиллярного узла, выполненного в виде установленного в выходной полости корпуса набора конусных шайб, на поверхности которых выполнены капиллярные каналы, причем в центральном отверстии конусных шайб расположен плунжер, кинематически связанный ссильфо- ном через клиновую передачу, а ось сильфона расположена под углом к оси плунжера.

f f дрЯЛЯф Л

EFEr

Изобретение относится к технике регулирования давления и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для разрядки газлифтной скважины после остановки последней для проведения ремонтных или глубинных исследовательских работ. Цель изобретения - повышение надежности и точности работы регулятора давления. Регулятор содержит затвор, выполненный в виде установленного в отверстии седла плунжера с продольными каналами переменного сечения на боковой поверхности и капиллярного узла, выполненного в виде набора конусных шайб, на поверхности которых выполнены капиллярные каналы. В центральном отверстии конусных шайб расположен плунжер, кинематически связанный с сильфоном через клиновую передачу. Ось сильфона расположена под углом к оси плунжера. 7 ил.

И

г. /

Фиг 3

/

1737420

Вид В

ф.

&

.

а г. &

xZ

Ј. 6

JL.

Фиг 7