Патент на изобретение №2313022

(54) РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

(57) Реферат:

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, к отключающим устройствам с запорным элементом, и предназначено для установки на газовых скважинах газовых промыслов для регулирования потока транспортируемой среды. В корпусе регулирующего устройства с входным и выходным каналами и проходным отверстием в седле установлены плоский шибер с отверстием, соединенный со штоком привода, и вкладыш, и за седлом соосно проходному отверстию расположена ступенчатая втулка. Последняя установлена с возможностью осевого перемещения и фиксации ее в крайних положениях. Отверстия в корпусе выполнены сопрягаемыми с поверхностями ступенчатой втулки с образованием полости. Полость сообщается с атмосферой. Ступенчатая втулка в одном из крайних положений прижимается к корпусу пружиной. Соосно ступенчатой втулке расположена дополнительная защитная втулка с возможностью вращательного перемещения в ступенчатой втулке под действием потока транспортируемой среды. Изобретение направлено на повышение надежности и увеличение долговечности работы регулирующего устройства. 1 ил.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, а именно к отключающим устройствам с запорным элементом, совершающим скользящее движение вдоль седловой поверхности между впускным и выпускным каналами, и может быть использовано для установки на газовых скважинах газовых промыслов для регулирования потока транспортируемой среды.

Известен штуцер регулируемый типа ШРП 1 с пневмоприводом, в корпусе которого расположены неподвижное седло и подвижный шибер с соосными отверстиями, причем шибер может совершать возвратно-поступательное перемещение по направляющим поверхностям относительно седла (см. Тараненко Б.Ф., Герман В.Т. Автоматическое управление газопромысловыми объектами. М.: Недра, 1976 г., 213 с.).

Известно запорно-регулирующее устройство, в корпусе которого с проходным отверстием в седле установлены плоский шибер с отверстием, соединенный со штоком привода, и вкладыш (а.с. №785579, 4МПК F16К 3/00, приоритет от 17.10.75 г.).

Наиболее близким по совокупности существенных признаков, выбранным в качестве прототипа является регулирующее устройство, в корпусе которого с входным и выходным каналами и проходным отверстием в седле установлены плоский шибер с отверстием, соединенный со штоком привода, и вкладыш, при этом в корпусе за седлом соосно проходному отверстию расположен запорный орган, выполненный в виде ступенчатой втулки с герметизирующей поверхностью, установленной с возможностью осевого перемещения и фиксации ее в крайних положениях, причем отверстия в корпусе выполнены сопрягаемыми с поверхностями ступенчатой втулки с образованием полости, сообщающейся с входным каналом отверстием в корпусе, при этом в выходном канале корпуса навстречу запорному органу выполнено дополнительное седло с возможностью взаимодействия с герметизирующей поверхностью запорного органа, причем входной и выходной каналы сообщаются между собой через отверстия в корпусе (патент №2240460, 7МПК F16К 3/02, 02.04.2003).

Известные устройства могут использоваться на газовых промыслах в качестве регулирующих устройств расхода газа путем изменения площади проходного сечения (т.е. местного гидравлического сопротивления). Как правило, площадь проходного сечения устройства значительно меньше площади сечения технологического трубопровода, на котором оно установлено, примерно в 4-10 раз, а перепад давления на регулирующем органе достигает большой величины до 10 МПа, чтобы устройство обеспечивало максимально возможный по технологии расход газа из скважины. Уменьшение сечения прохода обусловлено необходимостью понижения температуры газа при дросселировании, что требуется по технологии подготовки газа. При этом на средних и малых проходных сечениях устройства, а следовательно, при относительно высоких скоростях и неравномерности течения газового потока (газ, вода, конденсат, механические примеси, абразивные частицы – песок и другие) происходит повышенный износ нижней внутренней части монтажного фланца и трубопровода на выходе устройства от эрозионного и абразивного износа и, как следствие, сокращение срока службы устройства, что и является недостатком указанных устройств.

Задача, достигаемая изобретением, состоит в том, чтобы создать такое техническое решение, при использовании которого повышалась надежность и увеличивалась долговечность работы устройства.

Для достижения названного технического результата в корпусе регулирующего устройства с входным и выходным каналами и проходным отверстием в седле установлены плоский шибер с отверстием, соединенный со штоком привода, и вкладыш, при этом в корпусе за седлом соосно проходному отверстию расположена ступенчатая втулка, установленная с возможностью осевого перемещения и фиксации ее в крайних положениях, причем отверстия в корпусе выполнены сопрягаемыми с поверхностями ступенчатой втулки с образованием полости.

Заявляемое регулирующее устройство отличается от прототипа тем, что полость сообщается с атмосферой, а ступенчатая втулка в одном из крайних положений прижимается к корпусу пружиной, при этом в ступенчатой втулке соосно ей, расположена дополнительная защитная втулка с возможностью вращательного перемещения в ступенчатой втулке под действием транспортируемой среды.

Предлагаемое изобретение представлено на чертеже, на котором изображен продольный разрез устройства в открытом положении между монтажными фланцами.

Устройство содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами и проходным отверстием 4. Внутри корпуса расположено седло 5 с отверстием 6. В седле между направляющими 7 установлены плоский шибер 8 с отверстием 9, вкладыш 10 и уплотнительный элемент 11, герметизирующий уплотнительные поверхности вкладыша и седла на всем диапазоне регулирования. Плоский шибер соединен со штоком 12 привода 13.

В корпусе за седлом соосно проходному отверстию расположена ступенчатая втулка 14, установленная с возможностью осевого перемещения и фиксации ее в крайних положениях. Отверстия в корпусе выполнены сопрягаемыми с поверхностями ступенчатой втулки с образованием полости 15, сообщающейся с атмосферой. Ступенчатая втулка в одном из крайних положений (исходном) прижимается к корпусу пружиной 16. В ступенчатой втулке, соосно ей, расположена дополнительная защитная втулка 17, на которой со стороны седла выполнены внутренние наклонные к горизонтальной и вертикальной осевым плоскостям пазы 18.

Устройство работает следующим образом.

При необходимости регулирования расхода газа подают соответствующий сигнал на привод 13, шток 12 которого перемещает плоский шибер 8 с вкладышем 10 вниз относительно седла 5, в результате чего отверстие 6 в седле 5 частично закрывается шибером 8 и происходит регулирование (уменьшение) расхода газа. Одновременно с этим ступенчатая втулка 14 совместно с дополнительной защитной втулкой 17 под действием давления регулируемой среды из-за разных эффективных площадей сечения на торцах перемещается в выходной канал 3, защищая нижнюю внутреннюю часть монтажного фланца и трубопровода на выходе устройства от эрозионного и абразивного износа. При этом дополнительная защитная втулка 17 под действием скоростного напора, действующего на наклонные пазы 18, вращательно перемещается в ступенчатой втулке 14, обеспечивая равномерный эрозионный и абразивный износ своей внутренней поверхности.

Для удобства демонтажа устройства с трубопровода оно снабжено пружиной 16, которая после снятия давления регулируемой среды возвращает ступенчатую втулку 14 в крайнее (исходное) положение.

Благодаря такой конструкции повышается надежность и увеличивается долговечность работы регулирующего устройства.

Формула изобретения

Регулирующее устройство, в корпусе которого с входным и выходным каналами и проходным отверстием в седле установлены плоский шибер с отверстием, соединенный со штоком привода, и вкладыш, при этом в корпусе за седлом соосно проходному отверстию расположена ступенчатая втулка, установленная с возможностью осевого перемещения и фиксации ее в крайних положениях, причем отверстия в корпусе выполнены сопрягаемыми с поверхностями ступенчатой втулки с образованием полости, отличающееся тем, что полость сообщается с атмосферой, а ступенчатая втулка в одном из крайних положений прижимается к корпусу пружиной, при этом в ступенчатой втулке соосно ей расположена дополнительная защитная втулка с возможностью вращательного перемещения в ступенчатой втулке под действием потока транспортируемой среды.

РИСУНКИ