DE629164C - Abflussregler fuer stossweise eruptierende Sonden, insbesondere von Erdoelquellen - Google Patents

Description

Bei der Abführung des aus Bohrungen strömenden Erdöls pflegt man an der Bohrstelle einen Behälter anzuordnen, in dem das Gas sich vom Rohöl trennt. Der Behälter kann dabei bewirken, daß das stoßweise anfallende Erdöl aus ihm ständig zur Sammelleitung und über die zur Messung der Förderleistung der Quelle dienende Meßvorrichtung abströmt. Durch Drosselstellen in der Abflußleiturig, z. B. durch fest eingestellte Ventile, kann man für. weitgehend gleichmäßige Abströmung Sorge tragen. Dabei kann es aber vorkommen, daß bei starkem Erdölanfall der ölspiegel zu hoch steigt und öl in die Gasleitung mitgerissen werden könnte; ebenso kann aber auch bei geringem Anfall der ölspiegel zu tief sinken und Gas in die Ölleitungen gelangen, in denen es die Förderverhältnisse stören würde. Wenn man aber den ölspiegel durch Regelung des Abflusses mittels eines vom ölstand gesteuerten Reglers überwacht, der ein Regelorgan in der Abflußleitung bei steigendem Spiegel weiter öffnet, bei sinkendem Spiegel weiter schließt, so würde diese Regelung wieder zur Folge haben, daß die Abflußleitung proportional zum stoßartigen Rohölanfall von schwankenden ölmengen durchflossen wird, also auch . die Meßeinrichtung ungleichmäßig beanspracht wird und leichter Fehlmessungen ergibt.

Diese Fehler werden erfindungsgemäß durch eine einfach und zuverlässig wirkende Regeleinrichtung vermieden, die als unmittelbar wirkender Abflußregler ausgebildet ist.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß der Rohölabfluß aus dem Behälter durch ein Regelorgan überwacht ist, das einen Schwimmkörper besitzt, der in bestimmtem Bereich keine Änderung der Stellung des Regelorgans bewirkt, in Grenzstellungen aber bei Überschreitung eines bestimmten hohen Spiegelstandes das in der Abflußleitung befindliche Regelorgan weit öffnet, bei Unterschreitung eines bestimmten tiefen Spiegel-Standes das Regelorgan schließt. Hierdurch werden sowohl die Sicherheitsforderungen als auch die Forderungen nach möglichst gleichmäßigem Durchfluß _ durch die Meßstelle erfüllt, da dem abfließenden Öl in der Regel ein gleichbleibender Querschnitt zur Verfügung steht, dessen Größe von vornherein dem durchschnittlichen ölanfall angepaßt sein kann. Lediglich bei Überschreitung der Grenzzustände wird der Abflußquerschnitt ein wenig vergrößert bzw. verringert. Bei der Speisereglung von Dampfkesseln ist es bekannt, den Reglungsvorgang durch allmählich wirkende Schwimmkörper zu verzögern; hierbei handelt es sich aber darum, die Dampfleistung wechselndem Bedarf durch Veränderung der Wärmeaufnahme zur Erhitzung des Speisewassers- anpassen zu können, während bei stoßweise eruptierenden Sonden, bei denen gar keine Wärme zugeführt wird, völlig andere Verhältnisse vorliegen.

Vorteilhaft ist die Anordnung so getroffen, daß der Schwimm- oder Tauchkörper sich über den Bereich zwischen den beiden Grenzspiegelständen erstreckt und im Verhältnis zu

den Gegengewichten am Regelorgan so ausgewogen ist, daß beim Eintauchen des unteren Teiles des Schwimmkörpers das Regelargan sich bis zur gewünschten Mittelstellung öffnet, indem es an einen einstellbaren Anschlag stößt, der ein zusätzliches Gewicht trägt, das von den in andrer Richtung wirkenden Gewichten erst angehoben wird, sobald auch der obere Teil des Schwimmkörpers vom Flüssigkeitsspiegel umgeben ist. Durch Einstellen der Höhe des Anschlags kann die Größe der Durchflußöffnung dem mittleren ölanfall angepaßt werden.

Da nun aber die Ergiebigkeit einer Bohis rung in der Regel nach einiger Zeit nachläßt, müßte die Stellung des Anschlages und damit des Ventilkegels auf immer engere Drosselstellung gebracht werden. Durch die dann recht erhebliche Strömungsgeschwindigkeit «ο -würde der vom Erdöl mitgerissene Sand die Dichtungsteile des Sitzes ■ und des Ventilkegels stark abnutzen, worunter die Genauigkeit der Regelung leiden und ein vollständiger Abschluß des Ventils unmöglich würde. Es sollen daher weiter erfindungsgemäß verschiedene leicht auswechselbare Sitzteile für jedes Ventil vorgesehen sein, die hinsichtlich der Durchgangsquerschnitte und/oder der Dichtflächengröße abgestuft sind. Vorteilhaft ist es hierbei» die Anordnung so zu treffen, daß die die Durchflußmenge bestimmende Drosselstelle von der die vollständige Ab-. dichtung bewirkenden Dichtfläche des Sitzes getrennt ist, damit diese nicht unter dem Einfluß der größten Strömungsgeschwindigkeit steht und so vor Abnutzung bewahrt bleibt, die das Dichthalten des Ventils gefährden würde.

Die Zeichnung zeigt eine beispielsweise Anordnung eines Regelorgans gemäß der Erfindung und verschiedene Ausführungsformen, und zwar zeigen

Abb. ι die Anordnung am Abscheidebehälter,

Abb. 2 einen Querschnitt durch ein Ventilgehäuse in geschlossener Stellung,

Abb. 3 einen dazugehörigen Ventilsitz in , geöffneter Stellung, und zwar auf der linken Hälfte im engeren, auf der rechten Hälfte im weiteren Querschnitt,

Abb. 4 und 5 eine andere Ausführungsforrn des Ventilsitzes in verschiedenen Weiten,

Abb. 6 und 7 eine dritte Ausführungsform in geöffneter Stellung,

Abb. 7 die zu der gleichen Ausführungsform gehörigen Sitze engeren Querschnitts.

.Gemäß Abb. 1 gelangt das Rohöl durch

die Mündung 1 in den. Behälter 2, aus dem das Gas bei 3, das öl bei 4 entnommen wird.

Die Abflußleitung 4 führt über ein Absperrventil 5 und eine Meßstelle 6, an die ein Meß- und Zählinstrument 7 angeschlossen ist, und durch das Regelventil 8 zu den weiteren Behandlungsstellen. Das Regelventil 8 wird über einen Verbindungsseilzug 9 von einem Schwimmerapparat 10 gesteuert. Dieser besteht aus zwei in großem Abstand voneinander befindlichen Tauchkörpern 11 und 11', die durch ein Gegengewicht 12 ausgeglichen sind und deren Hebel 13 bei 14 abgedichtet und aus dem Gehäuse 10 herausgeführt ist. Der Seilzug 9 wirkt auf einen ähnlichen Hebel

15 am Ventil 8, der mit einem Gegengewicht

16 versehen ist und durch die Dichtung 17 zu der heb- und senkbaren Ventilspindel 18 führt. Diese besitzt, wie in Abb. 2 und 3 näher ersichtlich, einen Abschlußkegel 19 und einen Drosselkopf 20, für die im Sitzteil 21 je ein Abdichtring 22 und eine kegelig erweiterte Durchflußöffnung 23 vorgesehen sind. Der ganze Sitz befindet sich in einem zwecks Auswechslung der Sitzteile leicht nach unten aus dem Gehäuse 8 herausschraubbaren Sitzträger 24, in den das Rohöl durch die Schlitze 25 eintritt, bevor es zum Drosselkopf 20 gelangt.

Oberhalb des freien Endes des Hebels 15 ruht ein Gewicht 26 auf einer mit einem Handrad 27 versehenen Gewindehülse 28. Das Gewicht ist mit einem Anschlagstift 29 fest verbunden, an den eine Platte 40 am freien Ende des Hebels 15 bei der Öffnung des Ventils anschlägt. Die Gewindehülse 28 kann in ihrer Lagerung auf und ab geschraubt und so in der Höhenlage verstellt werden, womit auch die Höhe des Anschlags am Stift 29 bestimmt ist.

Die Wirkungsweise dieser Regelung ist folgende: i°°

Beim Ansteigen des Ölspiegels und Überfluten des Schwimmers ii' bewirkt dessen Auftrieb, daß die Gewichte 12 und 16 zusammen gegen das Gewicht der Tauchkörper 11 und 11' die Platte 40 am freien Ende des Hebels 15 zum Anschlag an den Stift 29 bringen. Einem weiteren Emporheben des Hebels und Öffnen des Ventils 8 wirkt das Gewicht 26 entgegen. Steigt der Flüssigkeitsspiegel dagegen so weit, daß auch der Tauchkörper 11 Auftrieb erhält, so überwiegen die Momente der Gegengewichte 12 und 16 und heben das Gewicht 26 so weit und so lange an, bis durch den verstärkten Abfluß der Flüssigkeitsspiegel wieder unterhalb des Schwimmers 11 gesunken ist." Dann bleibt die durch den Anschlagstift 29 bedingte Öffnung des Ventils wieder wie vorher bestehen. Andererseits ist die Summe der Gewichtsauswirkung der Tauchkörper 11 und 11', so- bald also der Flüssigkeitsspiegel unter den Körper 11' sinkt, so groß, daß sie die Gegen-

gewichte 12 und 16 ohne Mitwirkung des Gewichtes 26 überwinden und das Ventil 8 unter die eingestellte Stellung hinunter schließen, nötigenfalls bis zur Abdichtung des Ventilkegels 91 auf seinen Sitz 22. In der durch den Anschlag am Stift 29 bestimmten normalen Betriebsstellung ist der Durchflußquerschnitt durch die Stellung des "Drosselkopfes 22 in der Durchflußöffnung 23 bestimmt. Zur

»0 feinen Einstellung sowohl bei starker Ergiebigkeit der Sonde als auch bei verringerter Leistung dienen die auswechselbaren Sitze, die engeren oder weiteren Durchgangs- und Abdichtquerschnitt haben, wie in Abb. 3 dargestellt.

In Abb. 3 ist auf der linken Seite eine engere Form des Sitzteiles 21 gezeigt, bei der sich die Drosselbohrung 23 nur wenig über den Durchmesser des Drosselkopfes 20 hin

«ο erweitert; auf der rechten Seite ist ein Sitzteil gezeigt, der große Durchflußquerschnitte bietet und dessen kegelige Drosselbohrung 23 sich stark erweitert. Die Ausbildung ist so getroffen, daß der Kegel 19 in jedem Fall

^a5 viel schneller einen großen Querschnitt freigibt als der Drosselkopf 20.

Die Ausführungsformen der Ventilsitze nach den Abb. 4 und 5 zeichnen sich durch einen spitzen Ventilkegel 30 aus, der am Ring 31 abgedichtet und dessen obere Kante 32 zusammen mit der kegeligen Bohrung 33 des Sitzteiles 34 den engsten Drosselquerschnitt bestimmt. Der Sitzteil ist durch Stifte 35 im Sitzträger 24 befestigt und kann nach Lösen der Stifte leicht gegen die engeren oder weiteren Sitze ausgewechselt werden, wie solche in Abb. 5 gezeigt sind, in der wieder die linke Hälfte eine engere und die rechte eine weitere Ausführungsform des Sitzes zeigen.

Bei der Ausführungsform der Abb. 6 und 7 besitzt der Ventilkegel einen inneren Abdichtungsteil 36 und einen äußeren, als Kapsel ausgebildeten Drosselteil 37, der mit der äußeren kegeligen Fläche 38 des Sitzteiles 39 zusammen den Drosselquerschnitt bestimmt. Es empfiehlt sich, für die Drosselquerschnitte etwa drei verschiedene Weiten satzweise vorzusehen, die in die gleichen Ventilgehäuse einzusetzen sind. Die Abdichtquerschnitte können, wie in den Zeichnungen gezeigt, ebenfalls in den Sitzgrößen variieren, wobei die spitze Ausführungsform des Ven-r tilkegels dazu dient, eine Abdichtung mit, den verschiedenen Sitzquerschnitten zu gewährleisten. Es kann aber auch von Vorteil sein, die Größe der Abdichtflächen nach anderen Gesichtspunkten zu variieren als nach jenen, die für eine Bestimmung der Drosselquerschnitte maßgebend sind. Es kann z. B. wertvoll sein, bei Anlagen mit hohem Förderdruck die Abdichtfläche klein zu halten, damit sie von nicht zu großen Schwimmern und Gegengewichten beherrscht werden kann, den Drosselquerschnitt aber groß, damit die zeitweise große Leistung rasch bewältigt wird. Die Sitzteile können daher außer nach dem Prinzip der Größe des Durchfiußquerschnittes auch noch nach dem Prinzip des abzudichtenden Druckes verschieden groß dimensionierte Dichtflächen erhalten.

Im übrigen sind die in den Zeichnungen gezeigten schematischen Darlegungen nach den im Armaturenbau bekannten Konstruktionsgrundsätzen zu ergänzen; die in den Zeichnungen gezeigten Einzelheiten sind beliebig miteinander vertauschbar.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Regeleinrichtung an Behältern und Abflußleitungen von stoßweise eruptierenden Sonden, insbesondere von Erdölquellen, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohölabfluß aus dem Behälter durch ein Regelorgan überwacht ist, das einen Schwimmkörper besitzt, der in bestimmtem Bereich keine Änderung der Stellung des Regelorgans bewirkt, in Grenzstellungen aber bei Überschreitung eines bestimmten hohen Spiegelstandes das in der Abflußleitung befindliche Regelorgan weit öffnet, bei Unterschreitung eines bestimmten tiefen Spiegelstandes das Regelorgan schließt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmoder Tauchkörper sich über den Bereich zwischen den beiden Grenzspiegelständen erstreckt und im Verhältnis zu den Gegengewichten am Regelorgan so ausgewogen ist, daß beim Eintauchen des unteren Teiles des Schwimmkörpers das Regelorgan sich bis zur gewünschten Mittelstellung öffnet, indem es an einen einstellbaren Anschlag stößt, der ein zusätz liches Gewicht trägt, das von den in anderer Richtung wirkenden Gewichten erst angehoben wird, sobald auch der obere Teil des Schwimmkörpers vom Flüssig- no keitsspiegel umgeben ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Regelventil den Durchgangsquerschnitt bestimmende Sitzteile aufweist, die ohne Ausbau des Ventils aus der Abflußleitung auswechselbar sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der den Sitzteil haltende Sitzträger nach der demVentilkegel abgewandten Seite auswechselbar ist.

5· Ein^ichtungiinkehiAnspruch ι bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß die auswechselbaren Sitzteile eine in der Mittelstellung den engsten Querschnitt bestimmende Durchflußstelle besitzen, die von der bei geschlossenem Ventil den Durchgang abdichtenden Stelle des Sitzes getrennt ist.

6. Einrichtung nach Anspruch ι bis und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die auswechselbaren "Sitzteile für jede Größe des Regelorgans satzmäßig vorgesehen sind, derart, daß jeweils Sitzteile von verschiedenen Durchgangs- und Abdichtquerschnitten zu einem Ventilgehäuse passen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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