FI81893C - Stryporgan foer nedsaettning av trycket i roerledningar. - Google Patents

Description

! 81893

Kuristuselin paineen alentamiseksi putkijohdoissa Tämä keksintö koskee patenttivaatimuksen 1 johdannon mukaista kuristuselintä.

Kuristuselimet ovat elimiä nesteiden, kaasujen ja/tai kiinteiden aineiden seosten virtausnopeuksien säätämiseksi ja niissä on putkijohdon poikkileikkaukseen verrattuna kuristetut aukot. Tunnetaan kuristuselimiä, joissa suljin on sovitettu putken polveen siten, että virtaussuunta sulkimen läpi on suunnattu 90® putkijohdon virtaussuuntaa vastaan. Tällä tavalla voidaan ulkoa putkijohdon seinän läpi asetella neulaa sulkimen aukon supistamiseksi tai sulkemiseksi. Asettelumekanismi on tällöin järjestetty kohtisuoraan putki-johdon tulopuolta vastaan. Nämä tunnetut kuristuselimet valmistetaan erillisinä putkijärjestelmään asennettavina rakenneosina. Ne ovat osoittautuneet edullisiksi esim. poraustoiminnassa ja ne soveltuvat sekä käsikäyttöisiksi että automaattisesti tai kauko-ohjattaviksi.

Patenttijulkaisuissa FR-1 194 431 ja GB-842 940 on esitetty venttiilejä, joissa liikkuva kappale on sijoitettu kuljetus-johtoon sekä liitetty pitimen avulla johdon seinämään. Kappale on virtaavan väliaineen ympäröimä sekä koaksiaalinen virtauksen kanssa. Kappaleen liikkeet aikaansaadaan hyd-raulimekanismilla, jolloin hydraulijohdot on viety pitimen läpi. Julkaisuissa ei ole esitetty tämän venttiilin käyttöä maaöljyn taikka öljy-hiekkasekoituksien kuljettamiseen, eikä tämä olisi myöskään mahdollista abraasio- ja paine-olosuhteesta johtuen.

Johtuen putkijohdoissa vallitsevasta hyvin korkeasta paineesta, joka esim. on 10,5 MPa (« 15 000 psi - 105 bar) ja riippuen kuljetusväliaineen koostumuksesta, joka esim. voi olla öljy-hiekka-seos, joutuvat kuristuselimet, etenkin niiden sulkimet ja neulat, erittäin suurelle kulumiselle alttiiksi. Tätä kulumista ja täten vaurioituneiden osien 2 81893 vaihtamistarvetta voidaan vähentää valitsemalla erikoisen kulumisenkestäviä materiaaleja. Se on tästä huolimatta ei-toivotun suuri.

Keksinnön tarkoituksena on poistaa nämä ongelmat ja tämä tehtävä ratkaistaan patenttivaatimuksen 1 mukaisesti. Keksinnön lisätunnusmerkkejä on esitetty epäitsenäisissä vaatimuksissa.

Keksinnön havainnollistamiseksi esitetään seuraavassa sovellutusesimerkki piirustuksiin viittaamalla. Piirustuksissa kuva 1 esittää pituusleikkausta putkijohdon läpi, jossa on keksinnön mukainen kuristuselin, kuva 2 esittää kuvassa 1 esitetyn putkijohdon poikkileikkausta.

Kuvassa 1 on esitetty viitatun putkijohdon 1 kuristuselin. Kuristuselimen muodostavat putkenosa 2 ja etukappale 3, jotka yhdessä ympäröivät suljinta 4 ja keskeistä sisäkappa-letta 5. Keskeinen sisäkappale 5 muodostuu putkimaisesta osasta, jonka ulkoseinä sopii putkenosan 2 sisäseinään ja on sen suhteen tiivistetty rengasmaisilla tiivisterenkailla 6, 7, 8, 9. Rengasmaisten tiivisteiden poikkileikkaus on neliskulmainen ja ne sijaitsevat keskeisen sisäkappaleen 5 ulkoseinässä olevissa urissa 10, 11, 12, 13. Keskeisen sisäkappaleen 5 sisäsivu on varustettu uumalla 14, joka virtaukseen päin olevasta päästään on molemminpuolisesti viistottu laivan keulan tapaan ja täten tarjoaa virtaukselle vain pienen vastuksen. Virtauksesta poispäin oleva uuman 14 pää on virtausta edistävästi pyöristetty. Uumaan 14 on kiinteästi yhdistetty, etenkin sen kanssa yhtä kappaletta oleva hydraulisen käyttölaitteen kiinteä osa 15 hydraulimän-tineen 16, johon neula 18 on kiinnitetty ruuvilla 17. Neula 18 on sijoitettu samankeskiseksi putkenosaan 2 niin, että virtaus kulkee yhdenmukaisesti sen ympäriltä ja se tarjoaa pienen vastuksen vir- 3 81893 j taukselle. Hydraulimännässä 16 on kaksi läpimitaltaan erilaista aluetta, jotka on ohjattu hydraulisen käyttölaitteen kiinteän osan 15 kahdessa läpimitaltaan vastaavasti erilaisessa tilassa. Läpimitaltaan suurempi männänalue 19 on ohjattu läpimitaltaan vastaavassa hydraulitilassa 20. Hydrau-litilan 20 pituus on niin paljon suurempi kuin siinä ohjatun männänalueen 19 pituus, että neulan 18 tarvittava iskun-pituus suljetun ja täysin auki olevan aseman välillä tulee mahdolliseksi. Läpimitaltaan pienempi männänalue 21 on tehty niin pitkäksi, että se tulee tyydyttävästi ohjatuksi vastaavassa tilassa 22. Männän 16 etupäähän kiinnitetty neula 18 on kiinteän osan 15 ohjaama ja tiivistetty tätä osaa vasten kahdella rengasmaisella tiivisteellä 23,24. Hydraulitila 20 on takapäästään suljettu ja tiivistetty kierretulpalla 25.

Tämä tulppa 25 on ulkosivultaan muotoiltu virtaviivaiseksi niin, että koko hydraulinen käyttölaite uumineen 14 tarjoaa vain pienen vastuksen ja täten kuluu myös suhteellisen vähän.

Keskeinen sisäkappale 5 on siten asetettu putkenosaan 2, että se on erotettu putkenosan 2 takaolakkeesta 26 pehmeä-rautatiivisteellä 27. Kun putkenosa 2 sekä suljin 4 ja kes-keinen sisäkappale 5 on koottu, kiinnitetään etukappale 3 putkenosaan 2. Putkenosan 2 ja etukappaleen 3 kiinnittäminen toisiinsa suoritetaan leuoilla 29,30, jotka tarttuvat molem-pien kappaleiden 2,3 kehän ympärille ja kiristetään kiinni ! toisiaan vasten putken ulkopuolella sijaitsevalla ruuvilii toksella 31. Näin kiristettäessä painuvat molemmat kappaleet 2,3 vinopintojen 32 vaikutuksesta vastakkain ja samalla painuu suljin 4 keskeistä sisäkappaletta 5 vasten ja tämä peh-meärautatiivistettä 27 vasten. Tällä tavalla saadaan aikaan kiinteä yksikkö ja samalla poranreikää tehtäessä korkeissa paineissa tiivis järjestelmä. Hydraulimännän 16 siirtämisek-si viedään hydraulijohdot 33,34 putkenosan 2 seinän ja putkenosan ja keskeisen sisäkappaleen 5 toisiinsa yhdistävän uuman 14 läpi. Johdot 33,34 päätyvät rengasmaisiin uriin 35,36 putkenosan 2 sisäseinässä, jonka urat ympäröivät kes-•: keistä sisäkappaletta 5 siten, että keskeisen sisäkappaleen 4 81 893 5 jokaisessa kiertymisasehnossa putkenosan seinässä olevat hydraulijohdot 37,38 avautuvat uriin 35,36. Keskeistä sisä-kappaletta 5 paikoilleen asennettaessa ei tämän vuoksi tarvitse säätää kiertymisasentoa, koska urat 35,36 toimivat hydrauliyhdysjohtoina. Toinen hydraulijohto 39 on viety putkenosan 2 seinän läpi seinän sisäsivussa olevaan rengasuraan 40, joka ympäröi keskeistä sisäkappaletta 5 sellaisessa kohdassa, johon hydraulijohto 41 päätyy keskeisen sisäkappaleen 5 seinän läpi neulaa 18 ympäröivän ja ohjaavan tilan takapäähän 42. Hydraulijohdoista 33,34 ja 39 näkyy vain viimeksi mainittu, sillä ne on siirretty toistensa suhteen määrätyssä kulmassa. Johdot 33,34 on merkitty katkoviivoin. Putkenosas-sa 2 vielä oleva, yhdensuuntaisesti virtaussuunnan kanssa päätypintaan 44 sulkimen 4 alapuolella kulkeva hydraulijohto 43 on tarkoitettu paineen poisjohtamiseksi jos tiivisteet 6,7,8,9 vuotavat. Hydraulijohdon 39 poistopää on yhdistetty esittämättä jätettyyn ilmaisimeen tai automaattiseen ohjauslaitteeseen, joka tiivisteen vaurioituessa ja paineen lyödessä läpi sulkee luistit tai sen tapaiset, jotka on sovitettu putkijohtoon. Kierretulppaan 25 on tehty reikä, joka toimii tulpan 25 irrottamiseksi tai kiinnittämiseksi tarkoitetun työkalun kiinnityskohtana. Hydraulijohdot 33,34 on kumpikin yhdistetty esittämättä jätettyyn tasausastiaan, joka ottaa vastaan ylimääräisen nesteen männän siirtyessä. Keskeinen si-säkappale 5, uuma 14 ja pidin 15 on sopivimmin tehty yhtenä kappaleena, jolloin muotoilu suoritetaan syövyttämällä, siis kipinäsyövytyksellä poistamalla tarpeettomat metalliosat. Putkijohdon poikkileikkaus on joka kohdassa lukuunottamatta suljinta 4 mitoitettu niin, että poikkileikkauspinta-ala on paitsi sulkimen 4 kohdalla yhtä suuri. Tämä mitoitus vähentää edelleen kulumista. Suljin 4 on muodostettu symmetriseksi. Tämä merkitsee sitä, että kuluessaan sitä ei tarvitse heti vaihtaa. Symmetrisen muodon ansiosta suljinta voidaan kääntää ja se on tällöin uudelleen käyttökelpoinen. Tämä mahdollisuus lisää vielä laitteen käyttökelpoisuutta. Virtaus voi tapahtua yhtä hyvin jommaltakummalta puolelta. Laite on tässä kuitenkin tehty sellaiseksi, että suljin 4 sijaitsee 5 81893 virtaussuunnassa tulopuolella. Neulan 18 kärjen muodostavat kyljet on muotoiltu niin, että ne ovat likimain yhdensuuntaiset sulkimen 4 seinien kanssa.

Kuvassa 2 on esitetty poikkileikkaus kuvan 1 läpi sellaisessa kohdassa, että putkenosa 2, uuma 14 ja keskeinen sisäkap-pale 5 sekä neula 18 ovat näkyvissä.

* ·-

Claims (17)

1. Kuristuselin paineen alentamiseksi putkijohdoissa, joka käsittää a) siirrettävän neulan aukon kuristamiseksi tai sulkemiseksi johdon poikkileikkauksessa, jolloin neula (18) on järjestetty putkijohdon (1) sisään siten, että putkijohdossa virtaava väliaine virtaa sen ympäri ja neulan liikesuunta on koaksiaalinen putkijohdossa virtaavan väliaineen liikesuunnan kanssa ennen neulaa (18) ja tämän jälkeen; b) hydraulisen käyttölaitteen (16), joka muodostaa yksikön neulan (18) kanssa sekä on liitetty putkijohdon (1) tai tämän putkiosan (2) seinämään (5) uuman (14) kautta, sekä on kiinnitetty putkenosan (2) sisäseinämään siten, että hydraulisen käyttölaitteen (16) kannatin (14, 15) muodostaa vain pienen, virtausta vastustavan vastuksen; c) ainakin yhden hydrauliselle käyttölaitteelle (16) tarkoitetun hydraulijohdon (33, 34), joka on viety kannattimen (14, 15), erityisesti uuman (14) kautta; tunnettu d) vaihdettavasta keskeisestä sisäkappaleesta (5) putken-osassa (2) tai putkijohdossa (1), joka sisäkappale on siten muodostettu, e) että sisäkappale (5) muodostuu kahdesta samankeskeisestä putkikappaleesta, jotka ovat uuman (14) kautta kiinteästi liitetyt toisiinsa; f) että keskeisen sisäkappaleen (5) kahdesta putkikappaleesta ulompi on sovitettu putkijohdon (1) seinämään; g) että hydraulinen käyttölaite (16) on sijoitettu keskeisen sisäkappaleen (5) kahdesta putkikappaleesta sisempään; h) että hydraulinen käyttölaite (16) käsittää hydraulimännän (16), joka on irrotettavasti liitetty neulaan (18) yksiköksi sekä on ohjattuna keskeisen sisäkappaleen (5) sisällä; i) että neula (18) on yhteistoiminnassa aukon kanssa, jonka muodostaa johdon poikkileikkaukseen nähden kuristettu suljin (4); j) että keskeinen sisäkappale (5) on ulkoisella seinämällään varustettu joukolla rengasuria (10-13), joihin on sijoitettu 7 81893 tiivistysrenkaat, jotka sulkevat toisiokulkutien putkijohdossa virtaavalle väliaineelle; k) ja että kahden rengasurissa (10-13) olevan tiivistystenkään väliin päätyy ulkoa putkijohdon (1) tai putkenosan (2) seinän läpi viety, hydrauliselle käyttölaitteelle (16) tarkoitettu hydraulijohto (37, 38).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuristuselin, tunnettu siitä, että kahden rengasurissa (10-13) sijaitsevan tiivistystenkään väliin päätyy vielä toinen hydraulijohto (39), jota voidaan käyttää mahdollisten vuotojen osoittamiseksi.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kuristuselin, tunnettu siitä, että on sovitettu yhteensä neljä tiivistysrengasta neljään rengasuraan (10-13), jotka muodostavat väliinsä kolme rengasmaista välitilaa, joihin kuhunkin päätyy hydrauli johto (37, 38, 39), joista kaksi toimii hydraulista käyttölaitetta (16) varten ja yksi mahdollisten vuotojen osoittamista varten.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen kuristuselin, tunnettu siitä, että rengasurissa (10-13) sijaitsevien tiivistysrenkaiden poikkileikkaus on suorakulmainen.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 2-4 mukainen kuristuselin, tunnettu siitä, että keskeistä sisäkappaletta (5) ympäröivä putkijohdon (1) tai putkenkappaleen (2) osan päätypinta on liitetty vuodon osoitusta varten käytettyyn hydraulijohtoon (39) johdon (41) kautta.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen kuristuselin, tunnettu siitä, että kannatin (14, 15), etenkin uuma (14), on virtauksen tulopuolella kaksipuolisesta kavennettu.

6 81893

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen kuristuselin, tunnettu siitä, että kannatin (14, 15), etenkin uuma (14), on virtauksen menopuolella pyöristetty. 8 81893

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen kuristuselin, tunnettu siitä, että suljin (4) on tehty symmetriseksi niin, että sulkimen (4) kapeimpaan kohtaan johtavat seinät ovat käytettävissä sulkupintoina.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen kuristuselin, tunnettu siitä, että suljin (4) on vaihdettava yksikkö, että keskeinen sisäkappale (5) ja suljin (4) ovat asennettavissa yhteiseen putkenosaan (2), että keskeisen sisäkappa-leen (5) päädyssä on pehmeärautaa oleva tiivisterengas (27) putkenosan (2) sulkemiseksi poistopuolella, ja että putken-osan (2) tulopää on leuoilla (29, 30, 31) yhdistetty etukap-paleeseen (3).

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen kuristuselin, tunnettu siitä, että puristuskappale (29, 30, 31) muodostuu kahdesta osasta (29, 30), jotka ruuvataan yhteen ja tällöin painavat suljinta (4) ja keskeistä sisäkappaletta (5) pehmeärautaa olevaa tiivistettä (27) vasten.

11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukainen kuristuselin, tunnettu siitä, että hydraulimännässä (16) on kaksi läpimitaltaan erilaista lieriömäistä aluetta (19, 21), jotka on ohjattu keskeisen sisäkappaleen (5) vastaavasti muotoilluissa tiloissa (20, 22).

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen kuristuselin, tunnettu siitä, että läpimitaltaan suurempi tila (20) on pitempi kuin läpimitaltaan suurempi männänosa (19) ja toimii hyd-raulitilana.

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen kuristuselin, tunnettu siitä, että kaksi hydraulijohtoa (33, 34) on liitetty hyd-raulitilan (20) päihin.

14. Jonkin patenttivaatimuksen 1-13 mukainen kuristuselin, tunnettu siitä, että neulan (18) kärjen muodostavat kyljet 9 81893 ovat olennaisesti yhdensuuntaisia sulkimen (4) seinien kanssa.

15. Jonkin patenttivaatimuksen 1-14 mukainen kuristuselin, tunnettu siitä, että hydraulitila (20) on suljettu tulpalla (25).

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen kuristuselin, tunnettu siitä, että tulppa (25) on kierretty pitimeen (15).

17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen kuristuselin, tunnettu siitä, että tulpassa (25) on välineet, etenkin poraus, joka muodostaa tulpan (25) vaihtamiseksi käytetyn työkalun kiinnityskohdan.