Патент на изобретение №2331811

(54) РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

(57) Реферат:

Изобретение относится к трубопроводной арматуре и предназначено для установки на скважинах нефтегазоконденсатных месторождений для регулирования потока транспортируемой среды. Регулирующее устройство содержит корпус с входным и выходным каналами и проходным отверстием в седле. В корпусе установлены плоский шибер с отверстием, соединенный со штоком привода, и вкладыш. В корпусе за седлом соосно ему расположены идентичные седло с установленным в нем плоским шибером с отверстием, соединенным со штоком привода, и вкладыш. Привод расположен на корпусе симметрично между штоками и снабжен дополнительным штоком, соединенным рычагом со штоками привода с возможностью одновременного их перемещения. В корпусе за каждым седлом соосно проходному отверстию с образованием полости расположен делитель потока в виде глухого цилиндра. В последнем со стороны седла выполнена внутренняя полусфера с радиальными отверстиями. С противоположной стороны цилиндр выполнен в виде перфорированной втулки. Отверстия втулки сообщаются с радиальными отверстиями через полость. Суммарная площадь отверстий перфорированной втулки не менее суммарной площади радиальных отверстий, которая, в свою очередь, не менее площади проходного отверстия в седле. Изобретение направлено на уменьшение шума, 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 скважинах нефтегазоконденсатных месторождений 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, 4 МПК F16K 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, 7 МПК F16K 3/02, 02.04.2003).

Известные устройства могут использоваться на газоконденсатных промыслах с номинальным давлением до PN 32 МПа 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. Открытие новых нефтегазоконденсатных месторождений (например, Ачимовского) с номинальным давлением до PN 50 МПа потребовало использования специальных регулирующих устройств, обеспечивающих стабильную работу при перепаде давления на регулирующем органе до 20 МПа. Использование известных устройств в таких сложных условиях приведет к снижению надежности их работы, повышенному уровню шума и износу и, как следствие, сокращению срока службы, что и является недостатком указанных устройств. Возможность уменьшить шум и защитить устройство от эрозионного износа дает ступенчатое понижение давления, а также использование делителей потока.

Задача, достигаемая изобретением, состоит в том, чтобы создать такое техническое решение, при использовании которого уменьшался шум, 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.

Заявляемое регулирующее устройство отличается от прототипа тем, что в корпусе за седлом, соосно ему, расположены идентичные седло, с установленным в нем плоским шибером с отверстием, соединенным со штоком привода, и вкладыш, при этом привод расположен на корпусе симметрично между штоками и снабжен дополнительным штоком, соединенным рычагом со штоками привода с возможностью одновременного их перемещения, при этом в корпусе за каждым седлом соосно проходному отверстию с образованием полости расположен делитель потока, представляющий собой глухой цилиндр, в котором со стороны седла выполнена внутренняя полусфера с радиальными отверстиями, а с противоположной стороны цилиндр выполнен в виде перфорированной втулки, отверстия которой сообщаются с радиальными отверстиями через полость, при этом суммарная площадь отверстий перфорированной втулки не менее суммарной площади радиальных отверстий, которая, в свою очередь, не менее площади проходного отверстия в седле.

Предлагаемое изобретение изображено на чертеже, где изображен продольный разрез устройства в закрытом положении.

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 ему расположены идентичные седло 5 с отверстием 6, в котором установлены плоский шибер 8 с отверстием 9, вкладыш 10 и уплотнительный элемент 11, герметизирующий уплотнительные поверхности вкладыша и седла на всем диапазоне регулирования, представляющие собой вторую ступень регулирования. Плоский шибер соединен со штоком 12 привода 13. Привод расположен на корпусе симметрично между штоками и снабжен дополнительным штоком 14, который рычагом 15 соединен со штоками привода с возможностью одновременного их перемещения.

В корпусе за каждым седлом соосно проходному отверстию с образованием полости 16 расположен делитель потока, представляющий собой глухой цилиндр 17, в котором со стороны седла выполнена внутренняя полусфера 18 с радиальными отверстиями 19. С противоположной стороны цилиндр выполнен в виде перфорированной втулки 20, отверстия 21 которой сообщаются с радиальными отверстиями через полость. При этом суммарная площадь отверстий перфорированной втулки не менее суммарной площади радиальных отверстий, которая, в свою очередь, не менее площади проходного отверстия в седле.

Для разгрузки плоских шиберов от действия давления регулируемой среды на штоки привода они снабжены дополнительными штоками 22, расположенными с противоположной стороны от штоков привода, что значительно снижает мощность привода, и установлены, как и штоки привода, в Т-образных пазах плоских шиберов.

Устройство работает следующим образом. При необходимости регулирования расхода транспортируемой среды подают соответствующий сигнал на привод 13, дополнительный шток 14 которого рычагом 15 одновременно перемещает плоские шиберы 8 с вкладышами 10 вниз относительно седел 5. В результате этого отверстия 6 в седлах 5 синхронно частично открываются шиберами 8 и происходит двухступенчатое регулирование (увеличение) расхода газа, при котором общий перепад давления на регулирующем устройстве равномерно распределяется между двумя ступенями регулирования. При этом максимальная скорость среды в отверстиях 6 седел 5 снижается при попадании на внутренние полусферы 18 делителей потока и далее через радиальные отверстия 19 среда попадает в полости 16. После этого поток транспортируемой среды в полостях 16 корпуса 1 наталкивается на наружные поверхности перфорированных втулок 20 делителей потока. Струи рассеиваются, и происходит малошумное импульсное взаимодействие со средой в зонах смешивания за делителями потока.

Благодаря такой конструкции уменьшается шум, 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, отличающееся тем, что в корпусе за седлом, соосно ему, расположены идентичные седло, с установленным в нем плоским шибером с отверстием, соединенным со штоком привода, и вкладыш, причем привод расположен на корпусе симметрично между штоками и снабжен дополнительным штоком, соединенным рычагом со штоками привода с возможностью одновременного их перемещения, при этом в корпусе за каждым седлом соосно проходному отверстию с образованием полости расположен делитель потока, представляющий собой глухой цилиндр, в котором со стороны седла выполнена внутренняя полусфера с радиальными отверстиями, а с противоположной стороны цилиндр выполнен в виде перфорированной втулки, отверстия которой сообщаются с радиальными отверстиями через полость, при этом суммарная площадь отверстий перфорированной втулки не менее суммарной площади радиальных отверстий, которая в свою очередь не менее площади проходного отверстия в седле.

РИСУНКИ