RU2101466C1

RU2101466C1 - Valve

Info

Publication number: RU2101466C1
Application number: RU95116988A
Authority: RU
Inventors: М.З. Шарифов; Ф.Н. Анатоллы; В.А. Леонов
Original assignee: Шарифов Махир Зафар
Priority date: 1995-10-05
Filing date: 1995-10-05
Publication date: 1998-01-10

Abstract

FIELD: oil and gas production industry. SUBSTANCE: valve has body with through-passages. Located inside body are one or two opposite locking members in the form of lock and seat pair, rod(s), detent(s) of lock(s) stroke, charging unit, movable disconnector. Installed on body are sealing members and valve detent in tube. Movable disconnector is made in the form of telescopic pair of hollow cylinder and hollow rod. Hollow cylinder and rod are located in body freely or one of them is rigidly connected with body. Either hollow rod has one or several rows of sealing members outside, or hollow cylinder has that inside. Located between two sealing members of hollow rod or hollow cylinder is one or several hermetically sealed spaces for buffer liquid and(or) hollow cylinder is partly filled with liquid. Additionally, provided in body is limiter(s) of stroke of hollow cylinder or(and) of hollow rod. EFFECT: high efficiency. 6 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к технике нефтегазодобычи и может быть применено для освоения, эксплуатации и/или регулирования- стабилизации режимов работы скважин. The invention relates to techniques for oil and gas production and can be used for development, operation and / or regulation, stabilization of well operating modes.

Известен клапан [1] включающий полый корпус с входными и выходными каналами и поперечной перегородкой с осевым отверстием, шток, размещенный в осевом отверстии поперечной перегородки, жестко связанный своим нижним концом с затвором, седло и узел зарядки в корпусе, при этом камера, образованная над перегородкой, выполнена герметично и заполнена сжатым газом, а в верхней части штока выполнено глухое осевое отверстие, причем площадь поперечного сечения штока меньше площади поперечного сечения затвора, кроме того,в поперечной перегородке выполнена полсть для буферной жидкости. Этот клапан имеет низкую надежность и неприемлем для двух противоположных запорных органов. Known valve [1] comprising a hollow body with inlet and outlet channels and a transverse baffle with an axial hole, a rod located in the axial bore of the transverse partition, rigidly connected with its lower end with a shutter, a seat and a charging unit in the housing, with the camera formed above the partition is made hermetically and filled with compressed gas, and a blind axial hole is made in the upper part of the stem, and the cross-sectional area of the stem is less than the cross-sectional area of the shutter, in addition, in the transverse partition Filled half for buffer fluid. This valve has low reliability and is unacceptable for two opposite locking elements.

Также известен клапан [2] включающий полый корпус с пропускными каналами, внутри которого размещены подвижный разобщитель в виде сильфона, узел зарядки и один или два противоположно расположенных запорных органа, каждый из которых выполнен в виде пары затвор седло, затвор которого соединен жестко со штоком, а на корпусе установлены уплотнительные элементы и фиксатор клапана в кожухе. Also known is a valve [2] including a hollow body with passage channels, inside of which there is a movable disconnector in the form of a bellows, a charging unit and one or two oppositely located locking elements, each of which is made in the form of a pair of a valve seat, the valve of which is connected rigidly to the rod, and on the body are installed sealing elements and a valve retainer in the casing.

Технология изготовления этого клапана является сложной и дорогостоящей из-за сильфонного узла, а также в ряде случаев имеют низкий срок службы из-за возможности нарушения герметичности запорного органа, поскольку затвор жестко связан с подвижным разобщителем. The manufacturing technology of this valve is complex and expensive due to the bellows assembly, and also in some cases has a low service life due to the possibility of a violation of the tightness of the shut-off element, since the shutter is rigidly connected to the movable disconnector.

Целью изобретения является повышение надежности и эффективности работы клапана при одновременном упрощении его конструкции. The aim of the invention is to increase the reliability and efficiency of the valve while simplifying its design.

Для достижения цели разобщитель выполнен в виде телескопической пары полый цилиндр полый шток с ограничителями хода полого цилиндра и/или полого штока, и снабжен одним или несколькими рядами уплотнительных элементов, расположенных на внутренней поверхности полого цилиндра или на внешней поверхности полого штока, причем полый цилиндр и полый шток размещены свободно или полый шток жестко связан с корпусом, между уплотнительными элементами расположены одна или несколько герметичных полостей для буферной жидкости и/или полый цилиндр заполнен частично жидкостью, а в полом штоке установлен узел зарядки. Это решение позволяет исключить дорогостоящий сильфонный элемент из клапана, упрощает его конструкцию, а также повышает надежность и эффективность его работы. To achieve the goal, the disconnector is made in the form of a telescopic pair of a hollow cylinder, a hollow rod with stroke limiters of the hollow cylinder and / or hollow rod, and is equipped with one or more rows of sealing elements located on the inner surface of the hollow cylinder or on the outer surface of the hollow rod, and the hollow cylinder and the hollow stem is placed freely or the hollow stem is rigidly connected to the body, one or more sealed cavities for the buffer fluid and / or the hollow cylinder are located between the sealing elements ying partially liquid, and a hollow rod set charging assembly. This solution eliminates the costly bellows element from the valve, simplifies its design, and also increases the reliability and efficiency of its operation.

Диаметры затворов и седел запорных органов могут быть равны между собой для обеспечения одновременного открытия затворов и повышения эффективности работы клапана. The diameters of the valves and seats of the locking elements can be equal to each other to ensure the simultaneous opening of the valves and increase the efficiency of the valve.

Подвижный разобщитель и каждый шток, или каждый затвор и каждый шток могут быть свободно или шарнирно связаны между собой для повышения герметичности запорного органа. The movable disconnector and each rod, or each valve and each rod can be freely or pivotally interconnected to increase the tightness of the locking element.

Внутренний диаметр полого цилиндра может быть меньше или равен наружному посадочному диаметру затвора в седле, площадь проходного сечения пропускных каналов над нижним седлом или/и под верхним седлом меньше, чем пропускные сечения нижнего седла и каналов в нижней части корпуса или/и верхнего седла и каналов в верхней части корпуса, что позволяет использовать клапан в качестве устьевого или скважинного регулятора давления среды. The inner diameter of the hollow cylinder may be less than or equal to the outer bore diameter of the shutter in the seat, the area of the passage section of the passage channels above the lower seat and / or under the upper seat is smaller than the passage sections of the lower seat and channels in the lower part of the housing and / or upper seat and channels in the upper part of the body, which allows you to use the valve as a wellhead or downhole pressure regulator of the medium.

Каждый ограничитель хода полого цилиндра и/или полого штока выполнен в виде бурта или штифта, или винта. На полом штоке могут быть выполнены продольные несквозные пазы, над которыми в корпусе установлены винты. Каждое седло может фиксироваться в корпусе штифтами. Each stroke limiter of the hollow cylinder and / or hollow rod is made in the form of a shoulder or pin, or screw. Long hollow grooves can be made on the hollow stem, over which screws are installed in the housing. Each saddle can be fixed in the body with pins.

На фиг. 1 и 2 приведены соответственно одно- или двухзапорный клапаны; на фиг. 3 узел I, a''', b''' на фиг. 1; на фиг. 4 узел II на фиг. 2. In FIG. 1 and 2 show, respectively, one- or two-way valves; in FIG. 3 node I, a ″ ″, b ″ ″ in FIG. one; in FIG. 4 node II in FIG. 2.

Клапан включает корпус 1 с пропускными каналами 2 и 3, внутри которого размещены один или два противоположных запорных органа в виде пары затвор 4
седло 5, при этом каждый затвор 4 связан с соответствующим штоком 6. Затвор 4 может быть выполнен в виде шара, поршня, гильзы, конуса или клина над или под седлом 5. На корпусе 1 установлены уплотнительные элементы 7 и фиксатор 8 для герметичной установки в кожухе или скважинной камере и фиксации клапана. В корпусе 1 размещен подвижный разобщитель в виде телескопической пары полый цилиндр 9 полый шток 10, один их них 9 выполнен с глухим дном, причем полый цилиндр 9 и шток 10 размещены в корпусе свободно (фиг. 2) или один из них 10 жестко связан с корпусом 1. В штоке 10 установлен узел зарядки 11. Либо полый шток 10 имеет один или несколько рядов уплотнительных элементов 12 снаружи, либо полый цилиндр внутри, между уплотнительными элементами 12 полого штока 10 или полого цилиндра 9 имеется одна или несколько герметичных полостей с буферной жидкостью 13 и/или полый цилиндр 9 заполнен частично жидкостью для повышения герметичности разобщения телескопической пары полый цилиндр 9 шток 10. Кроме того, в корпусе 1 имеется один или два ограничителя хода 14 полого цилиндра 9 или/и полого штока 10 в виде бурта, или штифта, или винта. В корпусе 1 могут быть установлены один или два фиксатора 15 хода полого цилиндра 9 и/или штока 10, т.е. хода каждого затвора 4 для обеспечения дискретного открытия и закрытия клапана. Диаметры затворов 4 и седел 5 запорных органов могут быть равны между собой. Кроме того, подвижный разобщитель 9 и каждый шток 6, или каждый затвор 4 и каждый шток 6 свободно или шарнирно связаны между собой.The valve includes a housing 1 with passage channels 2 and 3, inside of which one or two opposite locking elements are placed in the form of a pair of shutter 4
a saddle 5, with each shutter 4 connected to a corresponding rod 6. The shutter 4 can be made in the form of a ball, piston, sleeve, cone or wedge above or below the saddle 5. Sealing elements 7 and a retainer 8 for tight installation in casing or borehole chamber and valve fixation. A movable uncoupler in the form of a telescopic pair of a hollow cylinder 9, a hollow rod 10 is placed in the housing 1, one of them 9 is made with a blind bottom, the hollow cylinder 9 and the rod 10 are freely placed in the housing (Fig. 2), or one of them 10 is rigidly connected to case 1. A charging unit 11 is installed in the rod 10. Either the hollow rod 10 has one or more rows of sealing elements 12 from the outside, or the hollow cylinder inside, between the sealing elements 12 of the hollow rod 10 or hollow cylinder 9, there are one or more sealed cavities with buffer liquid 13 and / or the hollow cylinder 9 is partially filled with liquid to increase the tightness of separation of the telescopic pair of the hollow cylinder 9 of the rod 10. In addition, the housing 1 has one or two travel stops 14 of the hollow cylinder 9 and / or the hollow rod 10 in the form of a collar, pin or screw. In the housing 1, one or two clamps 15 of the stroke of the hollow cylinder 9 and / or rod 10, i.e. the stroke of each shutter 4 to provide discrete opening and closing of the valve. The diameters of the valves 4 and seats 5 of the locking elements can be equal to each other. In addition, the movable disconnector 9 and each rod 6, or each valve 4 and each rod 6 are freely or pivotally interconnected.

Внутренний диаметр полого цилиндра 9 может быть меньше и равен наружному посадочному диаметру затвора 4 в седле 5, а площадь проходного сечения пропускных каналов 2 над нижним седлом 5 или/и под верхним седлом 5 меньше, чем пропускные сечения каналов 3 в нижней или/и верхней частях корпуса 1, также меньше площади пропускного сечения каждого седла 5. The inner diameter of the hollow cylinder 9 may be smaller and equal to the outer bore diameter of the shutter 4 in the seat 5, and the area of the passage section of the passage channels 2 above the lower seat 5 or / and below the upper seat 5 is smaller than the passage sections of the channels 3 in the lower and / or upper parts of the housing 1, also less than the flow area of each saddle 5.

На полом штоке 10 выполнены продольные несквозные пазы, над которыми в корпусе 1 установлены стопоры в виде винтов 14. Также каждое седло 5 может фиксироваться в корпусе 1 стопорными штифтами. On the hollow stem 10, longitudinal non-through grooves are made, over which stoppers in the form of screws 14 are installed in the housing 1. Also, each saddle 5 can be fixed in the housing 1 by locking pins.

Клапан работает следующим образом. The valve operates as follows.

Полость подвижного разобщителя 9, 10 заряжается сжатым газом через узел зарядки 11 на требуемое давление. Когда давление в каналах 2 и/или 3, действующее на подвижный разобщитель 9, 10 достигается до значения давления открытия клапана, каждый затвор 6 перемещается вдоль оси и открывает проходное сечение седла 5 и среда поступает в трубы, проходя через каналы 3. Если в клапане установлены фиксаторы 15, тогда между давлениями открытия и закрытия каждого затвора имеется большая разница, величина которой определяется исходя из характеристики и параметра фиксатора 15, и давления зарядки полости подвижного разобщителя. То есть с увеличением давления в каналах 2 или 3 внешняя сила, действующая на подвижный разобщитель, растет, и когда его значение составляет больше, чем внутренняя сила в полости разобщителя и сила сопротивления фиксатора на перемещение затвора 4, тогда фиксатор 15 выходит из статического положения, тем самым обеспечивается перемещение затвора 4 вдоль оси. При падении давления в каналах 2 или/и 3 внешняя сила уменьшается ниже, чем внутренняя сила, действующая на подвижный разобщитель, и сила сопротивления фиксатора, тем самым затвор 4 перемещается в исходное положение и фиксатор 15 возвращается в первоначальное положение. Таким образом происходит открытие и закрытие клапана. The cavity of the moving disconnector 9, 10 is charged with compressed gas through the charging unit 11 to the required pressure. When the pressure in the channels 2 and / or 3 acting on the movable disconnector 9, 10 is reached to the valve opening pressure value, each valve 6 moves along the axis and opens the passage section of the seat 5 and the medium enters the pipes passing through the channels 3. If in the valve clamps 15 are installed, then there is a big difference between the opening and closing pressures of each shutter, the value of which is determined based on the characteristics and parameter of the clamp 15, and the charging pressure of the cavity of the moving disconnector. That is, with increasing pressure in the channels 2 or 3, the external force acting on the movable disconnector increases, and when its value is greater than the internal force in the cavity of the disconnector and the resistance force of the latch to move the shutter 4, then the latch 15 leaves the static position, this ensures the movement of the shutter 4 along the axis. When the pressure drops in the channels 2 or / and 3, the external force decreases lower than the internal force acting on the moving disconnector, and the resistance force of the latch, thereby the shutter 4 moves to its original position and the latch 15 returns to its original position. Thus, the valve opens and closes.

Claims

1. A valve comprising a hollow body with passage channels, inside of which there is a movable disconnector, a charging unit and one or two oppositely located locking bodies, each of which is made in the form of a valve seat pair, the valve of which is connected to the rod, and sealing elements are installed on the body and a valve retainer, characterized in that the movable uncoupler is made in the form of a telescopic pair of a hollow cylinder - a hollow rod with stroke limiters of the hollow cylinder and / or hollow rod and is equipped with one or more rows sealing elements located on the inner surface of the hollow cylinder or on the outer surface of the hollow rod, the hollow cylinder and the hollow rod being placed loosely or the hollow rod is rigidly connected to the body, one or more sealed cavities for the buffer liquid are located between the sealing elements and / or the hollow cylinder is filled partially liquid, and a charging unit is installed in the hollow stem.

2. The valve according to claim 1, characterized in that the diameters of the closures and seats of the locking elements are equal to each other.

3. The valve according to claims 1 and 2, characterized in that the movable disconnector and each rod or each valve and each rod are freely or pivotally interconnected.

4. The valve according to claims 1 to 3, characterized in that the inner diameter of the hollow cylinder is less than or equal to the outer bore diameter of the shutter in the seat, the area of the passage section of the passage channels above the lower seat and / or under the upper seat is smaller than the passage sections of the lower seat and channels in the lower part of the body and / or the upper seat and channels in the upper part of the body.

5. The valve according to paragraphs. 1 to 4, characterized in that each limiter of the stroke of the hollow cylinder and / or hollow rod is made in the form of a collar, or pin, or screw.

6. The valve according to paragraphs. 1 to 5, characterized in that longitudinal hollow grooves are made on the hollow stem, over which screws are installed in the housing.

7. The valve according to claims 1 to 6, characterized in that each seat is fixed in the housing with pins.