RU2217636C1

RU2217636C1 - Ball cock

Info

Publication number: RU2217636C1
Application number: RU2002106990/06A
Authority: RU
Inventors: П.М. Михайлов; А.С. Поздеев; А.П. Михайлов
Original assignee: ОАО "Ижевский завод нефтяного машиностроения"
Priority date: 2002-03-18
Filing date: 2002-03-18
Publication date: 2003-11-27

Abstract

FIELD: oil and gas producing industry. SUBSTANCE: invention relates to pipe fittings and it can be used for cutting off flow of working liquids at cementing of wells and carrying out other washing and pumping-through operations in oil and gas wells. Proposed ball cock contains body with inlet and outlet branch pipes, ball plug with central through channel, inlet and outlet seats spring-loaded relative to ball plug, and spindle mated with ball plug. Partition with cylindrical blind bore is installed in inlet branch pipe. Bore accommodates inlet seat. Row of ring through holes is made over periphery of partition. Said holes do not coincide with central through channel of ball plug. Additional channels are made in ball plug. These channels connect body space with central channel. Hole is made square to central through channel. Hollow bushing with sealing rings is fitted in said hole. EFFECT: reduced drive torque at high pressure of working medium, facilitated servicing of cock. 3 dwg

Description

Изобретение относится к запорной трубопроводной арматуре и может быть использовано для перекрытия потока рабочих жидкостей при цементировании скважин, а также при проведении других промывочно-продавочных работ в нефтяных и газовых скважинах.The invention relates to stop valves and can be used to shut off the flow of working fluids when cementing wells, as well as during other flushing and squeezing operations in oil and gas wells.

Известен шаровой кран, содержащий корпус с входным и выходным патрубками, поворотный шар с опорами и проходным каналом, подпружиненные к шару входное и выходное седла с уплотнениями по шару и корпусу. (Патент 2005243 RU, МПК F 16 К 5/20, 1993г.).Known ball valve comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a rotary ball with bearings and a passage channel, spring-loaded inlet and outlet seats with ball seals on the ball and the housing. (Patent 2005243 RU, IPC F 16 K 5/20, 1993).

Недостатком известного устройства является значительный крутящий момент, т. к. на шаровую пробку со стороны входного патрубка действует высокое давление рабочей среды, прижимая пробку к выходному седлу.A disadvantage of the known device is a significant torque, since a high pressure of the working medium acts on the ball plug from the inlet pipe side, pressing the plug to the output seat.

Задачей изобретения является уменьшение приводного крутящего момента при высоком давлении рабочей среды.The objective of the invention is to reduce the drive torque at high pressure of the working medium.

Решение поставленной задачи достигается за счет того, что в шаровом кране, содержащем корпус с входным и выходным патрубками, шаровую пробку с центральным проходным каналом, сопряженный с шаровой пробкой шпиндель, во входном патрубке установлена перегородка с цилиндрической глухой расточкой, в которой установлено входное седло, по периферии перегородки выполнен кольцевой ряд сквозных отверстий, не совпадающих с центральным проходным каналом шаровой пробки. В шаровой пробке выполнены дополнительные каналы, соединяющие полость корпуса с центральным проходным каналом. Кроме того, перпендикулярно центральному проходному каналу выполнено отверстие, в котором установлена полая втулка с уплотнительными кольцами, соединяющая канал входного седла с каналом выходного седла (при закрытом положении крана).The solution to this problem is achieved due to the fact that in a ball valve containing a housing with inlet and outlet nozzles, a ball plug with a central passage channel, a spindle coupled to a ball plug, a baffle with a cylindrical blind bore in which an input seat is installed is installed in the inlet pipe, on the periphery of the partition an annular row of through holes is made that do not coincide with the central passage channel of the ball plug. Additional channels are made in the ball plug connecting the body cavity with the central passage channel. In addition, a hole is made perpendicularly to the central passage channel, in which a hollow sleeve with sealing rings is installed connecting the channel of the input seat to the channel of the output seat (when the valve is closed).

Предложенная конструкция шарового крана обеспечивает значительное снижение крутящего момента, т. к. во входном патрубке установлена перегородка со сквозными отверстиями, которая перекрывает центральный проходной канал шаровой пробки, а движение рабочей среды осуществляется через сквозные отверстия перегородки. В результате изменения движения рабочей среды высокое давление рабочей среды воздействует только на незначительную поверхность седел в виде цилиндрических поясков. За счет этого сила прижатия седел к шаровой пробке значительно меньше, следовательно, для поворота шаровой пробки требуется крутящий момент меньшей величины.The proposed design of a ball valve provides a significant reduction in torque, since a partition with through holes is installed in the inlet pipe, which blocks the central passage channel of the ball plug, and the medium is moved through the through holes of the partition. As a result of changes in the movement of the working medium, high pressure of the working medium affects only a small surface of the saddles in the form of cylindrical belts. Due to this, the force of pressing the seats to the ball plug is much less, therefore, to turn the ball plug requires a smaller torque.

На фиг.1 изображен шаровой кран, на фиг.2 - шаровой кран, сечение А-А на фиг.1, на фиг.3 - узел Б на фиг.2 ( в увеличенном масштабе).Figure 1 shows a ball valve, figure 2 - ball valve, section aa in figure 1, figure 3 - node B in figure 2 (on an enlarged scale).

Шаровой кран состоит из корпуса 1, соосно расположенных входного 2 и выходного 3 патрубков и соответственно установленных в них входного 4 и выходного 5 седел с цилиндрическими поясками 6, шаровой пробки 7 с центральным проходным каналом d₂, находящейся между входным 4 и выходным 5 седлами. Шаровая пробка 7 соединена со шпинделем 8. Входное 4 и выходное 5 седла поджаты к шаровой пробке 7 пружинами 9. Во входном патрубке 2 установлена перегородка 10 с цилиндрической глухой расточкой, в которой установлено входное седло 4. По периферии перегородки выполнен кольцевой ряд сквозных отверстий d₁, не совпадающих с центральным проходным каналом d₂ шаровой пробки 7. Шаровая пробка 7 имеет дополнительные каналы d₃, соединяющие внутреннюю полость корпуса 1 с центральным проходным каналом d₂ шаровой пробки 7. Кроме того, в шаровой пробке 6 выполнено отверстие d₄, в котором установлена полая втулка 11 с проходным каналом d₅, который разобщен с центральным проходным каналом d₂ шаровой пробки 7 двумя уплотнительными кольцами 12.The ball valve consists of a housing 1, coaxially located inlet 2 and outlet 3 nozzles and, respectively, input 4 and output 5 seats with cylindrical belts 6 installed thereon, ball plug 7 with a central passage channel d ₂ located between the input 4 and output 5 saddles. The ball plug 7 is connected to the spindle 8. The input 4 and output 5 seats are pressed against the ball plug 7 by the springs 9. In the inlet pipe 2 there is a baffle 10 with a cylindrical blind bore in which the inlet seat 4 is installed. An annular row of through holes is made around the periphery of the baffle d ₁ , which do not coincide with the central passage channel d _{2 of the} ball plug 7. The ball plug 7 has additional channels d ₃ connecting the internal cavity of the housing 1 with the central passage channel d _{2 of the} ball plug 7. In addition, the ball plug 6 is made A hole d ₄ is provided in which a hollow sleeve 11 with a passage channel d _{5 is} installed, which is disconnected from the central passage channel d _{2 of the} ball plug 7 with two sealing rings 12.

Работа шарового крана осуществляется следующим образом.The operation of the ball valve is as follows.

Поворотом шпинделя 8 против часовой стрелки крутящий момент передается на шаровую пробку 7. Поворачиваясь на 90°, шаровая пробка 7 открывает поток рабочей среды в трубопроводе. Рабочая среда из подводящего трубопровода через сквозные отверстия d₁ перегородки 10 попадает во внутреннюю полость корпуса 1, далее по проходным каналам d₃ поступает в центральный проходной канал d₂ и затем через выходное седло 5 в выходной патрубок 3. При положении крана “Открыто” входное седло 4 и выходное седло 5 гидравлически уравновешены и прижимаются к шаровой пробке 7 только пружинами 9. Закрытие крана осуществляется поворотом шаровой пробки 7 в исходное положение. Шаровая пробка 7 перекрывает поток рабочей среды в трубопроводе. Однако рабочая среда через сквозные отверстия d₁ поступает в полость корпуса и центральный проходной канал d₂, и в связи с допустимой негерметичностью между входным седлом 4 и шаровой пробки 7 рабочая среда может попасть в полость входного седла. Предотвращение повышения давления в указанной полости осуществляется за счет утечки рабочей среды через внутренний канал d₅ полой втулки 11 в выходной патрубок 3. Полая втулка 11 устанавливается соосно входному седлу 4 и выходному седлу 5.By turning the spindle 8 counterclockwise, the torque is transmitted to the ball plug 7. Turning 90 °, the ball plug 7 opens the flow of the working medium in the pipeline. The working medium from the supply pipe through the through holes d _{1 of the} partition 10 enters the internal cavity of the housing 1, then through the passage channels d _{3 it} enters the central passage channel d ₂ and then through the outlet seat 5 into the outlet pipe 3. When the valve is “Open”, the inlet the seat 4 and the output seat 5 are hydraulically balanced and are pressed against the ball plug 7 only by the springs 9. The valve is closed by turning the ball plug 7 to its original position. Ball plug 7 blocks the flow of the working medium in the pipeline. However, the working medium through the through holes d ₁ enters the cavity of the casing and the central passage channel d ₂ , and due to the permissible leak between the inlet seat 4 and the ball plug 7, the working medium can enter the cavity of the inlet seat. The increase in pressure in this cavity is prevented due to the leakage of the working medium through the internal channel d _{5 of the} hollow sleeve 11 into the outlet pipe 3. The hollow sleeve 11 is mounted coaxially with the input saddle 4 and the output saddle 5.

Таким образом, такая конструкция шарового крана позволяет уменьшить приводной крутящий момент и упростить обслуживание крана.Thus, this design of the ball valve allows to reduce the driving torque and simplify the maintenance of the crane.

Claims

A ball valve comprising a housing with inlet and outlet nozzles, a ball plug with a central passage, spring-loaded inlet and outlet seats, a spindle mating with a ball plug, characterized in that a partition with a cylindrical blind bore is installed in the inlet, the input seat, and on the periphery of the partition an annular row of through holes is made that do not coincide with the central passage channel of the ball plug; additional channels are made in the ball plug Suitable hollow body with a central channel, in addition, the central perpendicular axis of the passageway has an opening into which is installed a hollow sleeve with sealing rings.