РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТОЯКА ПОДЗЕМНОГО ГЕНЕРАТОРА ГАЗА Советский патент 1939 года по МПК F16K11/10 

Стояк подземного генератора представляет собой головку скважины, служащую связью между подземной частью генератора с поверхностной коммуникацией. Через него проходит в подземный генератор сжатый воздух, а с генератора - горючий газ. Когда в генератор подается воздух, газовую поверхностную коммуникацию следует отключить от стояка затвором и, наоборот, когда генератором выдается горючий газ, отключается воздушная коммуникация. При этом затворы должны быть совершенно герметичными.

Для выполнения этих операций и предназначается предлагаемое распределительное устройство. С целью разобщения стояка с источником сжатого воздуха, во время подачи генератором горючего газа, с газопроводом, во время подачи воздуха в генератор, оно выполнено в виде трех полых поршней, смонтированных на одном штоке, охлаждаемых и уплотняемых водой, которая, действуя на крайние поршни, передвигает их, а вместе с ними и средний переключающий поршень - золотник.

Подача охлаждающей и уплотняющей воды в полости пустотелых поршней производится через общий для всех трех поршней шток, который для этой цели выполнен полым и снабжен на концах открывающимися внутрь клапанами. Нагретая вода отводится из внутренних полостей поршней через трубу, сообщающуюся с каналом штока.

Управление движением поршней производится закрытием или открытием соответствующих водопроводных вентилей.

На фиг. 1 показана общая схема устройства; на фиг. 2 - конструктивное оформление одной его части, составляющей верхнюю половину цилиндра для подачи сжатого воздуха в генератор.

Центральный отвод стояка укреплен над обсадной трубой 2 скважины. Он состоит из опорной трубы 1, к которой примыкают расположенные один над другим патрубки 3 и 4 одинакового с ней диаметра, переходной патрубок 5, до которого доходит открытый верхний конец обсадной трубы 2, тройник 6, переходной патрубок 7, выхлопная труба 8 и свеча 9 с мембранным взрывным клапаном 10 для выпуска, при желании, газов в атмосферу и продувки газоходов.

Тройник 6 имеет подводящий наклонный патрубок 10а, примыкающий к воздушному цилиндру 12 и отводящий наклонный патрубок 11, соединенный с газовым цилиндром 13. Цилиндр 12 снабжен патрубком 14 для подачи в него воздуха, а цилиндр 13 - патрубком 15 для отвода из него горючего генераторного газа. Отверстия, сообщающие цилиндры со своими патрубками, перекрыты решетками, составленными из ребер 16 и 17, образующих ряд параллельных щелей.

В цилиндры; 12 и 13 помещены по три полых поршня 18, 19, 20 и 21, 22, 23, из которых средние 19 и 22 являются собственно золотниками, производящими необходимые переключения, и могут занимать два положения: между патрубками 10а, 14 и соответственно 11, 15, перекрывая сообщение со стояком, и выше патрубков 14 и 15, открывая это сообщение.

Как видно из фиг. 2, все три поршня каждого из цилиндров 12 и 13 имеют одинаковое устройство и состоят из насаженных на общий полый шток 24 коробок, образованных двумя днищами 25 и 26 с помещенными между ними кольцами 27. К коническим выточкам этих колец винтами 28 с гайками прижимаются конусные кольца 29. Между коническими поверхностями колец 27 и 29 зажаты края цилиндрических кожаных манжет 30. Таким образом, внутри поршня образуется полость, герметизируемая этими манжетами. Вода вводится во внутреннюю полость, поршня через отверстия 31 в стенках полого штока 24. Для вывода воды из внутренней полости поршня служит помещенная в канале штока отводящая труба 32, которая при помощи отростка 33 сообщается с кольцевым пространством между штоком 24 и окружающей его трубкой 34. Кольцевое пространство сообщается также с внутренней полостью поршня через отверстие 35 трубки 34.

Верхний и нижний концы штока 24 снабжены открывающимися внутрь клапанами 36.

Устройство поршней 21, 22, 23 аналогично описанному.

Кроме того, поршни 22, 23 и 19, 18 снабжены диафрагмами 37, направляющими поступающую в полости поршней холодную воду вдоль днищ, обращенных к патрубкам 11 и 10 и находящихся в зоне действия высокой температуры газов, притекающих из генератора. Для предохранения от загрязнения пылью нижних поршней 18 и 23 в цилиндры 12 и 13 вставлены наклонные щитки 38 и 39.

Уплотнение между обсадной трубой 2 и стволом стояка производится при помощи гидравлического затвора 40 с кожаными манжетами.

Отводящая труба 32 цилиндра 12 и такая же труба 32а цилиндра 13 через сальник в верхней крышке цилиндра выходят наружу и образуют П-образное колено, второй отросток которого двигается в сальнике неподвижных труб 41 и 42, к нижним концам которых примыкают сливные трубы 43, 44, заканчивающиеся над сборной воронкой 50.

Подача воды в цилиндры 12 и 13 и выпуск ее производится в верхней и нижней частях цилиндров по трубам 45, 46 и 47, 48, присоединенным через систему переключающих кранов к водопроводу 49 и к сливным трубам над воронкой 51. Кроме того, для выпуска воды в случае ремонта цилиндры 12 и 13 снабжены трубами 52, 53, заканчивающимися над воронкой 50.

Питание гидравлического затвора 40 производится также от водопровода 49 по трубе 54, а выпуск воды - по трубе 55, идущей к воронке 50. В центральный ствол стояка через отверстая кольца 56, окружающего выхлопную трубу 5, вводится вода, которая, падая вниз против направления идущего из генератора газа, охлаждает его. Через это же кольцо может подаваться пар для продувки скважины в момент начала подачи воздуха в скважину. Вода к кольцу 56 подается по трубе 57 от водопровода, а пар - по трубе 58 от котла.

На фиг. 1 и 2 показано положение поршней, когда скважина отключена от источника сжатого воздуха и сообщается с газопроводами. В этом случае верхняя часть воздушного цилиндра 12 и нижняя часть газового цилиндра 13 находится под давлением воды.

Вода проходит в верхнюю часть воздушного цилиндра 12 по трубе 45 при закрытом кране 59 и открытом кране 60. Войдя в цилиндр 12 под давлением, вода закрывает нижний клапан 36 штока 24, заполняет через полость штока последовательно все три поршня 18, 19, 20 и омывает в них манжеты 30. Затем из нижнего поршня 18 по трубе 32 вода поднимается вверх и уходит через трубы 41 и 43 в воронку 50.

В то же время вода подается в нижнюю часть газового цилиндра 13 по трубе 48 при закрытом кране 61 и открытом кране 62. Заполнив нижнюю часть цилиндра 13, вода силой своего давления открывает нижний клапан 36а штока 24а, заполняет последовательно все поршни 21, 22, 23 и выходит наружу через трубы 32а, 42, 44 в воронку 50.

Такое положение сохраняется до тех пор, пока не потребуется закрыть выход газа из генератора и открыть вход для воздуха. Для этого закрывают водопроводные краны 60, 62, 63, 64 и открывают краны 59, 61, 65 и 66. Вода, заполнявшая цилиндры при предыдущем цикле, вытесняется при открывании кранов 59, 61 по трубам 45 и 48 в сливную воронку 51. Чтобы закрыть газ и открыть воздух, нужно последовательно закрыть краны 64 и 62 и открыть краны 66 и 61. Тогда вода, поступая по трубе 47, переместит поршни газового цилиндра 13, вниз, а вытесняемая из нижней части цилиндра 13 вода будет уходить по трубе 48 в сливную воронку 51.

После закрытия газового патрубка 15 и последующей продувки паром через вентиль 67 открывается воздушный патрубок 14. Для этого необходимо в первую очередь закрыть краны 60 и 63 и затем открыть краны 59 и 65. Вода, поступающая по трубе 46, поднимет поршни 18, 19, 20, а вытесняемая из верхней части цилиндра 12 вода выйдет по трубе 45 в сливную воронку 51.

При последующем открытии воздушного патрубка 14 и закрытии газового патрубка 15 операция повторяется в обратном порядке.

1. Распределительное устройство для стояка подземного генератора газа, отличающееся тем, что, с целью разобщения стояка с источником сжатого воздуха во время подачи генератором горючего газа и разобщения стояка с газопроводом во время подачи воздуха в генератор, оно выполнено в виде трех смонтированных на одном штоке полых поршней, охлаждаемых водой, взаимодействующей с крайними поршнями для перестановки среднего поршня - золотника, и уплотняемых давлением той же воды.

2. Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью подачи в полости поршней уплотняющей и охлаждающей воды, шток поршней выполнен полым и снабжен на концах открывающимися внутрь его полости клапанами.

3. Форма выполнения устройства по п. 2, отличающаяся тем, что, с целью отвода из внутренних полостей поршней нагретой воды, в канале штока установлена отводящая труба, сообщающаяся с полостями поршней.