РЕГУЛЯТОР УРОВНЯ Советский патент 1970 года по МПК G05D9/02 

Регулятор предиазиачен для поддержания уровня нефти и давления газа в анпарата.х при транспортировке нефти и полутного газа.

Известны регуляторы уровня, содержащие поплавок, р1лчажную систему и клапаны.

Предложенный регулятор отличается от изьестных те:м, что с целью повышения качества регулирования содержит два последовательно соединенных клапана выхода газа, управляющий орган одного из которых связан общим штоком с управляющим органом кланана выхода нефти и управляющая камера другого связана каналом с нефтесборным коллектором.

Схема регулятора приведена на чертеже.

Регулятор смонтирован в корпусе 1 с иатр.убками. Патрубки 2, 3 и 4 предназначены для присоединения регулятора к аппарату, 5 и 6- для присоедипения его соответственно к нефтссборно.му и газосборному коллекторам. Штупер 7 служит для присоединения к регулятору импульсной трубки-канала 8 нефтесборного коллектора. Регулятор имеет клапан 9 выпуска нефти и клапан 10 выпуска газа.

Клапаны соединены полым стальным штоком с ребордами в средней части для восприятия возвратно-постуиательного движения от поплавка 11. Поплавок с рычагом 12 служит для перемещения клапана 9, 10 ири изменеHIU1 уровня жпдкостн в апиарате. Регулирующий клапан 13 с пружиной 14 и регулировочным винтом /5 служит для выпуска газа. Цилиндрический щибер 16 газового клапана позволяет изменять время отсечки по газу в заьнсимости от уровня в аппарате.

На,ибольщей неравномерности поступление нефти и газа в аппараты сбора и транспорта достигает, когда в выкидных лнниях скважин и нефтесборных коллекторах возникает так называемый «пробковый режим течения двухфазиой среды.

При таком режиме в аппарат периодически поступает нефть или газ, причем скорость поступления нефти в аннарат резко нарастает и ioжeт достигнуть таких величин, которые значительно превышают средние расчетные.

Проиесс работы регулятора уровня рассматривается в нанболее трудных для регулирующих приборов условнях.

Рассмотрим работу регулятора, когда в аппарат поступает нефть с малым содержанием газа.

С увеличеииел притока нефти в аннараг уровень жидкости в нем поднг.мается, и поплавок // нодппмает клапаны 9 н 10, приоткрывая отверстие для выпуска нефти и ирнкрывая отверстие для вынуска газа, отчегв увелнчивается сток нефти из аппарата и нарастает давленне в нефтесборном коллекторе. По импульсной трубке 8 это давление передается в камеру 17, нарушая равновесие сил.

действующих на клапан 13. В результате клапан 13 будет нодниматься, сокращая расход газа через отверстня 18, что приведет к повышению давления в аппарате и, следовательно, к новому увеличению стока нефти из аппарата и росту да1вления в нефтесборном коллекторе. Так будет продолжаться до тех пор, пока по мере подъема уровня жидкости в аппарате, а вместе с этим поплавка // и клапанов 9 и 10 не наступит равновесие всех сил, действующих на клапан 13. Это будет соответствовать установлению уровня жидкости в пределах заданного диалазола регулирования, т. е. произойдет автоматическое регулирование перепада давления на нефтяном клапане 9. Если же приток нефти будет продолжать расти п дальнейщ-ий подъем клапана 9 поплавком 11 не даст увеличения стока нефти в нефтесбор,ный коллектор, то при достижении верхнего предела регулирующей способности регулятора уровня и щели клапаном 10 будут перекрыты. Это предотвратит выброс нефти в газосборный коллектор, а давление в аппарате, достигнув максимума, выдавит излишки нефти в .нефтесборлый коллектор, понизив уровень. Одновременно откроется клапан 10 отсечкп газа, отчего давление в аппарате снизится. Если же приток нефти остается большим, цикл повторится.

В том случае, когда в аппарат поступает только газ с малым содержанием нефти, начинается резкое падение уровпя жидкости.

Поплавок 11, следуя за уровнем, опускает клапаны 9 и 10, прикрывая отверстия для выпуска нефти и открывая отверстия для выпуска газа, благодаря чему сток нефти из аппарата сокращается, а давление в нефтесборном коллекторе и в камере 17 клапана 13 падает. Вследствие этого усилие, необходимое для открывания клапана 13, уменьшится и существенного Повышения давления в аппарате

с уве тичением притока газа не произойдет.

При достижении нижнего предельного уровня клапан 9 полиостью перекроет отВврстия для выпуска нефти, а клапан 10 нолностью откроет отверстия для выпуска газа и, следовательно, проникновения газа в нефтесборный коллектор не произойдет.

Повышение или понижение давления в нефтесборном коллекторе приводит к уменьшению ) или к увеличению перепада давления на клапане 9, а это, в свою очередь, влечет за собой сокращение или увеличение стока нефти из аппарата. Но одновременно это повышение или понижение давления в нефтесборном коллекторе по импульсной трубке 8 перел1,ается в камеру 17, нарушая равновесие сил, действующих на клапан 13, который в перво.м случае поднимется, сокращая над собой щель для выхода газа, а во втором случае опустится, увеличивая отверстие для выхода газа. Подъем или опускание клапана 13 будет происходить до тех пор, пока давление в аппарате не возрастет или уменьшится на ту же величину, на которую изменится давление в нефтесборном 5 коллекторе. В результате перепад давления на клапане 9 Восстановится, и уровень жидкости в аппарате не изменится.

Предмет изобретения

30

Регулятор уровня, содержащий корпус, клапаны, поплавки и рычажный механизм, отличающийся тем, что, с целью повышения качества регулирования, содержит два последовательно соединенных кла.пана выхода газа, управляющий орган одного из которых связан общим штоком с управляющим органом клапана выхода нефти и управляющая камера другого связана каналом с нефтесборным коллектором.

//

/7