Предохранительное устройство Советский патент 1981 года по МПК E21B43/12 

(54) ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к добыче нефти и газа, а именно к устройствам дпя предохранения эксплуатацион ных колонн от смятия при понижении в лих давления ниже допуст имого. Известен предохранительньй юхапан устанавливаемый в трубах и приводимый в действие от вспомогательного приспособления. Клапан включает удлиненный корпус со сквозным каналом для прохода жидкости. В корпусе размещен элемент клапана, который перемещается с помощью приспособления, чувствительного к изменению давления жидкости и образующего камеру, где происходит изменение давления жидкости. Приспособление, приводяще е в действие клапан, имеет приводную гил зу с поршнем. Дополнительное подъемное приспособление приводится в действие подъемным инструментом, перемещающимся в канапе 1 J. Однако этот предохранительный кла пан имеет сложную конструкцию. Известно предохраш1тельное устройство, включающее клапан-отсекатель с приводом и соединительный трубопровод. Клапан-отсекатель предназначен для перекрытия потока жидкости в трубопроводе при снижении в нем давления до заданного. Он применяется в фонтанных, насосных, компрессорных нефтяных и газовых.скважинах. Клапан-отсекатель содержит приводной сёрвоклапан и байпасную линию с вентилем. В клапане-отсеткателе используется принцип подпружиненной проточной трубки, удерживающей в откинутом положении заслонку. При снижении давления в трубопроводе ниже заданного пружина сервоклапака, распрямляясь, сдвигает шариковый клапан с седла {,2. Однако наличие трущихся поверхностей снижает надежносгь устьевого клапана, а наличие сервоклапана усложняет процесс регулирования клапана на заданное давление.

Цель изобретения - повьшение надежности работы устройства и упрощение процесса регулирования предела срабатывания при заданном давлении.

Поставленная цель достигается тем, что привод клапана отсекателя выполнен в виде размещенных концентрично относительно друг друга неподвижного и подвижного подпружиненного цилиндров и датчика давления с клапаном и грузом, причем клапан датчика давления соединен с неподвижным цилиндром, а подвижный цилиндр жестко связан с запор1й.1М органом клапана-отсекателя. На чертеже показано предохраните ное устройство, общий вид. Предохранительное устройство сод жит клапан-отсекатель 1, привод кла на 2 датчик давления 3 и соединител ный трубопровод 4. Привод клапана 2 состоит из непо вижного цилиндра 5, жестко связанно с клапаном, и подвижного цилиндра 6 поджатого пружиной 7 с помощью винт 8 и маховика 9. Неподвижный цилиндр 5 привода клапана 2 имеет камеру 10, соединен ную трубопроводом 4 с датчиком 3, В рабочем положении верхняя часть камеры 10 запирается шаром 11, поджатым пружиной 12, Датчик давления 3 клапана-отсекателя состоит из клапана 13 и грузов 14. Запорная часть кладана-датчика состоит из шарика, заключенного в клетку, и седла. Открытие клапана про водистся давлением контролируемой среды при снятых грузах. Закрытие происходит под давлением грузов в момент, когда давление, создаваемое ими, превысит давление- контролируемой среды. С помощью набора грузов регулируется предел срабатывания клапана-отсекателя. Предохранительное устройство работает следующим образом. В рабочем положении клапан-отсекатель 1 открыт и давление контро:лируемой среды выше пределасрабатывания. Предел сра:батыаания отсекателя задан-весом грузов. Давление контролируемой-среды через клапан 13 датчика 3 передается в камеру 10 привода клапана 2,- Пружина 7 пр вода клапана 2, предварительно сжатая винтом 8, путем вращения

маховика 9 поддерживается в сжатом состоянии давлением среды в камере 10 привода клапана 2. При этом подвная часть привода, связанная с запорным органом клапана 1, находится в верхнем положении.

При понижении давления контролируемой среды ниже заданного грузом 14 предела клапан I3 под действием груза закрывается и разобщает контролируемую среду с камерой 10 привода клапана 2, сбросив из нее давление.

Пружина 7, поддержив аемая в сжаом состоянии этим давлением, через арик 11, подпружиненный пружиной 2, и по-движную часть привода разжиается и перемещает подвижную часть 6 привода 2, связанную с запорным, органом клапана 1, вниз. При этом клапан 1 закрывается и тем самым прекраает дальнейшее снижение давленр я контролируемой среды. Экономический эффект от внедрения предохранительного устройства для предупреждения смятия эксплуатационной колонны на одну сверхглубокую скважину оценивается примерно в 1950 тыс. руб. Формула изобретения Предохранительное устройство, включающее клапан-отсекатель с приводом и соединительный трубопровод, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения надежности работы устройства и упрощения процесса регулирования предела срабатывания при заданном давлении, привод клапана-отсекателя выполнен в виде размещенных концентрично относительно друг друга неподвижного и подвижного подпружиненного цилиндров и датчика давления с клапаном и груз-ом, причем клапан датчика давления- соединен с неподвижным цилиндром, а подвижный цилиндр жестко связан с запорным органом клапана-отсекателя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент-США № 3896876, кл. 166-224А, 1975. 2. Машины и нефтяное -Оборудование. М., 1974, № 12, с. 37.