Клапан обратный газовый - RU188069U1

Чертежи

Описание

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам устьевого оборудования скважин, в которых клапан обратный газовый предназначается для разобщения зоны затрубного пространства и выкидной линии.

Известен клапан обратный (патент на ПМ RU № 127808, МПК E21B 34/06, E21B 33/14, опубл. 10.05.2013 в Бюл. № 13), содержащий полый корпус с размещенными в нем седлом, запорным элементом, причем корпус выполнен в виде цельной цилиндрической конструкции с установленным в нем подпружиненным плунжером с возможностью пропускания потока раствора только к забою, при этом запорный элемент плунжера выполнен в виде сферического запирающего наконечника.

Недостатками данного клапана являются громоздкая конструкция, что усложняет его установку в уже существующую линию, большое сопротивление потоку, так как суммарная площадь продольных каналов после клапана из-за штока, пружины и пятки с этими каналами, поджимающей пружину, очень мала, при этом отсутствует возможность регулировки усилия прижатия пружины, что требует дополнительных затрат средств и времени, так как на каждые условия эксплуатации изготавливать специальный клапан.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является клапан обратный газовый (патент RU № 2465437, МПК E21B 34/00, опубл. 27.10.2012 в Бюл. № 30), содержащий корпус и клапанный узел, включающий запорный подпружиненный элемент со штоком, имеющий неподвижное соединение с шайбой, причем корпус установлен в межфланцевое пространство трубной головки и имеет кольцевые уплотнительные выступы под соответствующие уплотнительные канавки, выполненные в виде посадочных мест для размещения в них упомянутых кольцевых уплотнительных выступов в местах фланцевого присоединения, клапанный узел содержит неметаллическую втулку, герметично связанную с корпусом посредством разъемного соединения, при этом между корпусом и втулкой установлено эластичное кольцо для герметизации, а втулка выполнена с внутренней конической поверхностью, с которой герметично контактирует запорный подпружиненный элемент, имеющий соответственно внешнюю коническую поверхность.

Недостатками данного клапана являются большое сопротивление потоку, так как суммарная площадь продольных каналов после клапана из-за штока, пружины и шайбы с этими каналами, поджимающей пружину, очень мала, при этом отсутствует возможность регулировки усилия прижатия пружины, что требует дополнительных затрат средств и времени, так как на каждые условия эксплуатации изготавливать специальный клапан.

Технической задачей предполагаемой полезной модели является создание конструкции клапана обратного газового позволяющего увеличить пропускную способность за счет увеличения суммарной площади каналов после клапана и работать в любых условиях эксплуатации за счет регулировки усилия поджатия клапана к седлу.

Техническая задача решается клапаном обратным газовым, включающим корпус и клапанный узел с седлом и запорным подпружиненным элементом со штоком, имеющим взаимодействие с соосной корпусу втулкой, причем корпус установлен в межфланцевое пространство трубной головки и имеет кольцевые уплотнительные выступы под соответствующие уплотнительные канавки, выполненные в виде посадочных мест для размещения в них упомянутых кольцевых уплотнительных выступов в местах фланцевого присоединения, седло выполнено с внутренней конической поверхностью, с которой герметично контактирует запорный подпружиненный элемент, имеющий соответственно внешнюю коническую поверхность.

Новым является то, что корпус снабжен соосным стаканом с боковыми каналами, в котором размещен запорный подпружиненный элемент, при этом стакан с торца противоположного седлу оснащен соосным резьбовым отверстием, шток запорного элемента взаимодействует скользящей посадкой втулкой, которая оснащена снаружи резьбой под резьбовое отверстие стакана и выполнена с возможностью регулируемого поджатия пружины запорного элемента, причем боковые отверстия стакана изготовлены суммарной площадью не меньше площади поперечного сечения седла.

На чертеже изображена схема клапана в поперечном разрезе.

Клапан обратный газовый включает корпус 1 и клапанный узел 2 с седлом 3 и запорным элементом 4, поджатым пружиной 5, со штоком 6. Шток 6 взаимодействует скользящей посадкой с соосной корпусу 1 втулкой 7. Корпус 1 установлен в межфланцевое пространство трубной головки (не показаны) и имеет кольцевые уплотнительные выступы 8 и 9 под соответствующие уплотнительные канавки фланцев (не показаны), выполненные в виде посадочных мест для размещения в них соответствующих кольцевых уплотнительных выступов 8 и 9 в местах фланцевого присоединения. Седло 3 выполнено с внутренней конической поверхностью 10, с которой герметично контактирует запорный элемент 4, имеющий соответственно внешнюю коническую поверхность 11. Корпус 1 снабжен соосным стаканом 12 с боковыми каналами 13, в котором размещен запорный подпружиненный элемент 4. Стакан 12 с противоположного седлу торца 14 оснащен соосным резьбовым отверстием 15. Втулка 7 оснащена снаружи резьбой 16 под резьбовое отверстие 15 стакана 12 и выполнена с возможностью регулируемого поджатия пружины 5 запорного элемента 4. Боковые отверстия 13 стакана 12 изготовлены суммарной площадью не меньше площади поперечного сечения S седла 3. Корпус 1 может устанавливаться, в том числе, и между фланцами быстро разъёмного соединения (не показано). Конструктивные элементы и технологические соединения, не влияющие на работоспособность клапана, на чертеже не показаны или показаны условно.

Клапан работает следующим образом

Перед установкой клапана усилие прижатия запорного элемента 4 к седлу 3 пружиной 5 регулируется вращением втулки 7 относительно стакана 12. В результате взаимодействия резьбы 16 втулки 7 с резьбовым отверстием 15 торца 14 стакана 12 втулка 7 будет регулировать сжатие пружины 5 и, как следствие, усилие прижатия запорного элемента 4 к седлу 3. Необходимое усилие прижатия запорного элемента 4 к седлу 3 определяется эмпирическим путем. Клапан в сборе размещают между фланцами. При этом корпус 1 с клапанным узлом 2 устанавливают в межфланцевое пространство трубной головки. Кольцевые уплотнительные выступы 8 и 9 корпуса 1 размещается в соответствующих уплотнительных канавках фланцев, герметизируя соединение. В ходе работы внешняя коническая поверхность 11 запорного элемента 4 при помощи пружины 5 герметично поджато к внутренней конической поверхности 10 седла 3, пока перепад давлений газа со стороны корпуса 1, противоположной стакану 12, и со стороны стакана 12 не превысит усилие прижатия пружины 5. В результате запорный элемент 4 отойдет от седла 3 и газ (например, из-за колонного пространства скважины – не показаны) «стравлен», перепад давлений снизится и под действием пружины 5 запорный элемент 4 герметично перекроет седла 3. При этом шток 6 за счет скользящей посадки во втулке 7 будет центрировать запорный элемент 4 относительно седла 3. Благодаря тому, что боковые отверстия 13 стакана 12 изготовлены суммарной площадью не меньше площади поперечного сечения S седла 3, это позволяет быстро производить «стравливание» газа за счет уменьшения сопротивления выходу газа, что, в свою очередь, сокращает время открытия клапанного узла 2 и, как следствие, сокращает воздействие переходных процессов (снижение затрубного давления газа, например), влияющих на стабильную работу системы, в которую установлен клапан.

При необходимости изменения усилия прижатия запорного элемента 4 к седлу 3 корпус 1 извлекают из фланцев и вращением втулки 7 относительно стакана 12 и регулируют усилие сжатие пружины 5. После чего корпус 1 с клапанным узлом 2 опять устанавливают в межфланцевое пространство этой или другой трубной головки.

Предлагаемый клапан обратный газовый позволяет увеличить пропускную способность за счет увеличения суммарной площади каналов после клапана и работать в любых условиях эксплуатации за счет регулировки усилия поджатия клапана к седлу.

Реферат

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам устьевого оборудования скважин, в которых клапан обратный газовый предназначается для разобщения зоны затрубного пространства и выкидной линии.Клапан обратный газовый включает корпус 1 и клапанный узел 2 с седлом 3 и запорным элементом 4, поджатым пружиной 5, со штоком 6. Шток 6 взаимодействует скользящей посадкой с соосной корпусу 1 втулкой 7. Корпус 1 установлен в межфланцевое пространство трубной головки (не показаны) и имеет кольцевые уплотнительные выступы 8 и 9 под соответствующие уплотнительные канавки фланцев (не показаны), выполненные в виде посадочных мест для размещения в них соответствующих кольцевых уплотнительных выступов 8 и 9 в местах фланцевого присоединения. Седло 3 выполнено с внутренней конической поверхностью 10, с которой герметично контактирует запорный элемент 4, имеющий соответственно внешнюю коническую поверхность 11. Корпус 1 снабжен соосным стаканом 12 с боковыми каналами 13, в котором размещен запорный подпружиненный элемент 4. Стакан 12 с противоположного седлу торца 14 оснащен соосным резьбовым отверстием 15. Втулка 7 оснащена снаружи резьбой 16 под резьбовое отверстие 15 стакана 12 и выполнена с возможностью регулируемого поджатия пружины 5 запорного элемента 4. Боковые отверстия 13 стакана 12 изготовлены суммарной площадью не меньше площади поперечного сечения S седла 3.Предлагаемый клапан обратный газовый позволяет увеличить пропускную способность за счет увеличения суммарной площади каналов после клапана и работать в любых условиях эксплуатации за счет регулировки усилия поджатия клапана к седлу. 1 ил.

Формула