RU2249138C2

RU2249138C2 - Cutoff device

Info

Publication number: RU2249138C2
Application number: RU2003116370/06A
Authority: RU
Inventors: А.Н. Коблев (RU); А.Н. Коблев; И.Л. Коновалов (RU); И.Л. Коновалов; А.В. Ушенин (RU); А.В. Ушенин
Original assignee: Открытое акционерное общество "НПО "Промавтоматика"
Priority date: 2003-06-02
Filing date: 2003-06-02
Publication date: 2005-03-27

Abstract

FIELD: oil producing industry.

SUBSTANCE: invention relates to pipe fittings, namely, to devices with rotary shutoff member and it can be used for automatic closing of high-pressure pipes at emergency pressure rise or drop in wells of oil and condensate fields. Proposed cutoff device contains housing and rotary shutoff member installed in housing. Said member is made in form of two rotary gates, one placed on the other. One of gates is provided with discharge hole, and other gate is blind. It covers hole is discharge gate. Device is furnished with lock holding shutoff member in open position, and sensitive element. The latter is made in form of spring-loaded rod connected with lock. Lock holds discharge rotary gate with hole in open position. Blind rotary gate is provided with stop being installed for engagement with sensitive element rod through stop.

EFFECT: simplified design of cutoff device, provision of reliable operation at pressure drop or rise and overlapping of high-pressure pipeline.

2 dwg

Description

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, а именно к отключающим устройствам с поворотным запорным органом, и может быть использовано для установки на скважинах нефтегазоконденсатных месторождений для автоматического перекрытия трубопровода высокого давления при аварийном понижении или повышении давления в нем.The invention relates to pipe fittings, and in particular, to shut-off devices with a rotary shut-off element, and can be used for installing oil and gas condensate fields in wells for automatically shutting off a high pressure pipeline in case of an emergency decrease or increase in pressure in it.

Известен отсечной клапан, содержащий поворотный запорный орган типа заслонки и фиксирующий заслонку в открытом положении чувствительный элемент, выполненный в виде нагруженного пружиной штока, на конце которого выполнен выступ, а на заслонке - ответный по форме указанному выступу паз (а.с. №855311, кл. F 16 К 27/04, F 16 К 15/03).Known shut-off valve containing a rotary locking element of the type of shutter and fixing the shutter in the open position of the sensing element, made in the form of a spring-loaded rod, at the end of which a protrusion is made, and on the shutter a groove that is reciprocal in form to the specified protrusion (A.S. C. F 16K 27/04, F 16K 15/03).

Недостатком известного клапана является то, что в нем происходит мгновенное перекрытие проходного отверстия, приводящее к полному гидравлическому удару на затворе и возникновению ударной волны, резко снижающей ресурс работы трубопровода и зачастую вызывающей его разрушение. Это затрудняет применение клапана на трубопроводах высокого давления при больших скоростях потока.A disadvantage of the known valve is that it instantly closes the passage opening, leading to a complete hydraulic shock on the valve and the occurrence of a shock wave, which sharply reduces the life of the pipeline and often causes its destruction. This makes it difficult to use the valve in high pressure pipelines at high flow rates.

Известен отсекающий клапан, содержащий поворотный запорный элемент типа заслонки и удерживающее его в открытом положении средство, причем запорный элемент выполнен в виде нескольких поворотных заслонок, накладываемых одна на другую с уменьшающимися в них отверстиями вплоть до полного перекрытия проходного сечения, которые удерживаются индивидуальными фиксаторами и освобождаются для запирания штоком с упорами, приводимым в действие давлением среды со скоростью, задаваемой замедляющим устройством дроссельного типа (а.с. №362961, кл. F 16 К 3/04).Known is a shut-off valve containing a rotary locking element such as a shutter and holding it in the open position, the locking element is made in the form of several rotary shutters, superimposed one on top of another with decreasing openings in them until the passage section is completely blocked, which are held by individual latches and released for locking with a rod with stops driven by the pressure of the medium at a speed specified by a decelerating device of a throttle type (AS No. 362961, class F 16 K 3/04).

Недостатком известного устройства является сложность конструкции.A disadvantage of the known device is the design complexity.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков, выбранным в качестве прототипа, является устройство отсекающее, содержащее корпус, расположенный в нем поворотный запорный орган, выполненный в виде накладываемых одна на другую двух поворотных заслонок, одна из которых - разгрузочная с отверстием, а другая - глухая, перекрывающая отверстие разгрузочной заслонки, и удерживающий запорный орган в открытом положении основной фиксатор, при этом оно снабжено дополнительным фиксатором и двумя чувствительными элементами: один - пониженного давления, а другой - повышенного давления, выполненными в виде нагруженных пружинами штоков, причем шток чувствительного элемента пониженного давления связан с основным фиксатором, а шток чувствительного элемента повышенного давления связан с дополнительным фиксатором, установленным с возможностью взаимодействия с основным фиксатором (а.с. №2103579, кл. F 16 К 3/04, 26.03.92).The closest set of essential features selected as a prototype is a shut-off device containing a housing, a rotary locking element located in it, made in the form of two rotary shutters superimposed on one another, one of which is unloading with a hole, and the other is deaf, the main latch that covers the opening of the discharge flap and the main latch holding the shutter in the open position, while it is equipped with an additional latch and two sensing elements: one is lowered pressure, and the other - increased pressure, made in the form of rods loaded with springs, and the rod of the low pressure sensor is connected to the main clamp, and the rod of the high pressure sensor is connected to an additional clamp installed with the possibility of interaction with the main clamp (a.c. No. 2103579, class F 16 K 3/04, 03/26/92).

Недостатком известного устройства является сложность конструкции, обусловленная наличием двух фиксаторов и двух чувствительных элементов.A disadvantage of the known device is the design complexity due to the presence of two latches and two sensitive elements.

Задача, достигаемая изобретением, состоит в том, чтобы создать такое техническое решение, при использовании которого упрощалась бы конструкция устройства и обеспечивалась его надежность при срабатывании от понижения и повышения давления и перекрытии трубопровода высокого давления, по которому среда транспортируется с высокой скоростью.The problem achieved by the invention is to create such a technical solution, which would simplify the design of the device and ensure its reliability when triggered by lowering and increasing pressure and blocking the high pressure pipeline through which the medium is transported at high speed.

Для достижения названного технического результата устройство отсекающее содержит корпус, расположенный в нем поворотный запорный орган, выполненный в виде накладываемых одна на другую двух поворотных заслонок, одна из которых - разгрузочная с отверстием, а другая - глухая, перекрывающая отверстие разгрузочной заслонки, удерживающий запорный орган в открытом положении фиксатор и чувствительный элемент, выполненный в виде нагруженного пружинами штока, причем шток чувствительного элемента связан с фиксатором.To achieve the technical result, the cutting device contains a housing, a rotary locking member located in it, made in the form of two rotary shutters superimposed on one another, one of which is a discharge shutter with an opening, and the other is a blind shutting off the opening of the discharge shutter holding the shutter in open position, the latch and the sensing element, made in the form of a rod loaded with springs, and the rod of the sensing element is connected with the latch.

Заявляемое устройство отсекающее отличается от прототипа тем, что фиксатор удерживает в открытом положении разгрузочную поворотную заслонку с отверстием, при этом глухая поворотная заслонка выполнена с упора и установлена с возможностью взаимодействия упором со штоком чувствительного элемента.The inventive shut-off device differs from the prototype in that the latch holds the unloading rotary shutter with a hole in the open position, while the blind rotary shutter is made from the stop and is installed with the possibility of interaction with the stop with the rod of the sensing element.

Предлагаемое изобретение изображено на чертежах, где на фиг.1 изображен продольный разрез устройства в открытом положении, на фиг.2 - вид А на фиг.1.The invention is shown in the drawings, in which Fig. 1 shows a longitudinal section of the device in the open position, Fig. 2 is a view A in Fig. 1.

Устройство отсекающее содержит корпус 1 с рабочей полостью 2 и седлом 3. Внутри корпуса рабочей полости на оси 4 кронштейна 5 расположен поворотный запорный орган, выполненный в виде накладываемых одна на другую двух поворотных заслонок 6, 7, одна из которых - разгрузочная с отверстием 8, а другая - глухая, перекрывающая отверстие разгрузочной заслонки. На поверхности заслонок установлены уплотнительные элементы 9, 10, герметизирующие уплотнительные поверхности заслонок и седла.The shut-off device comprises a housing 1 with a working cavity 2 and a seat 3. Inside the working cavity housing on the axis 4 of the bracket 5 there is a rotary locking element made in the form of two rotary shutters 6, 7 superimposed on top of one another, one of which is unloading with an opening 8, and the other is blind, blocking the opening of the discharge flap. On the surface of the dampers, sealing elements 9, 10 are installed, sealing sealing surfaces of the dampers and seats.

В рабочей полости корпуса расположен фиксатор 11 с упорами 12, установленный на оси 13 корпуса 14 чувствительного элемента с возможностью поворота на ней. В корпусе чувствительного элемента расположен нагруженный пружинами 15, 16 шток 17 с выступом 18, в котором выполнен паз 19. В пазу выступа штока расположен связанный с ним осью 20 фиксатор.In the working cavity of the housing there is a latch 11 with stops 12 mounted on the axis 13 of the housing 14 of the sensing element with the possibility of rotation on it. In the housing of the sensing element, a rod 17 loaded with springs 15, 16 is located with a protrusion 18 in which a groove 19 is made. In the groove of the rod protrusion there is a latch associated with it.

Фиксатор упорами удерживает в открытом положении разгрузочную поворотную заслонку с отверстием. Глухая поворотная заслонка выполнена с упором 21 и установлена с возможностью взаимодействия упором с выступом штока.The latch supports in an open position the unloading rotary damper with a hole. Blind rotary damper is made with a stop 21 and is installed with the possibility of interaction with the stop with the protrusion of the rod.

В горизонтальное (открытое) положение поворотные заслонки 6, 7 приводятся с помощью рукоятки (не показана). Для выравнивания давления до и после поворотного запорного органа перед открытием заслонок 6, 7 установлен вентиль (не показан).In the horizontal (open) position, the rotary shutters 6, 7 are driven by a handle (not shown). A valve (not shown) is installed to equalize the pressure before and after the rotary locking element before opening the shutters 6, 7.

Пределы срабатывания чувствительного элемента от понижения и повышения давления от допустимого устанавливаются колпаками 22, 23.The response limits of the sensitive element from lowering and increasing pressure from the allowable are set by caps 22, 23.

Устройство работает следующим образом. В исходном положении (открыто) фиксатор 11 за счет выталкивающей силы от давления транспортируемой среды, действующей на шток 17, с одной стороны и усилия пружины 16 с другой стороны, фиксируются в положении, при котором он упорами 12 удерживает в открытом положении разгрузочную поворотную заслонку 6 с отверстием 8. Одновременно с этим глухая поворотная заслонка 7 упором 21 опирается на выступ 18 штока 17 и также удерживается в открытом положении (см. фиг.1).The device operates as follows. In the initial position (open), the latch 11 due to the buoyancy force from the pressure of the transported medium acting on the rod 17, on the one hand and the forces of the spring 16 on the other hand, are fixed in a position in which it stops the discharge rotary shutter 6 in the open position with a hole 8. At the same time, the blind rotary shutter 7 with an emphasis 21 rests on the protrusion 18 of the rod 17 and is also held in the open position (see figure 1).

При аварийном понижении давления ниже установленного колпаком 22 усилие пружины 15 преодолевает выталкивающее усилие от давления транспортируемой среды в рабочей полости 2 корпуса 1 и перемещает шток 17 внутрь полости 2. Выступ 18 штока 17, осью 20 связанный с фиксатором 11, поворачивает его на оси 13 корпуса 14 вниз, при этом упоры 12 фиксатора 11 освобождают разгрузочную поворотную заслонку 6 с отверстием 8, которая под собственным весом свободно поворачивается на оси 4 кронштейна 5 и опускается на седло 3, перекрывая поток транспортируемой среды и оставляя открытым только отверстие 8 в заслонке 6 для устранения гидравлического удара. После перекрытия седла 3 заслонкой 6 давление в полости 2 корпуса 1 начнет возрастать до статического и, как только давление транспортируемой среды достигнет давления срабатывания от повышения, установленного колпаком 23, выталкивающее усилие от давления среды в рабочей полости 2 корпуса 1 перемещает шток 17 из полости 2 наружу, преодолевая усилие пружины 16, при этом выступ 18 штока 17 освобождает упор 21 глухой поворотной заслонки 7, которая под собственным весом свободно поворачивается на оси 4 кронштейна 5 и опускается на разгрузочную поворотную заслонку 6, герметично перекрывая отверстие 8 и поток транспортируемой среды.When the emergency pressure drops below the set by the cap 22, the force of the spring 15 overcomes the buoyant force from the pressure of the transported medium in the working cavity 2 of the housing 1 and moves the rod 17 into the cavity 2. The protrusion 18 of the rod 17, axis 20 connected to the latch 11, rotates it on the axis 13 of the housing 14 down, while the stops 12 of the latch 11 release the unloading rotary damper 6 with the hole 8, which under its own weight freely rotates on the axis 4 of the bracket 5 and lowers onto the saddle 3, blocking the flow of the transported medium and By opening only the hole 8 in the shutter 6 is open to eliminate water hammer. After the seat 3 is closed by the shutter 6, the pressure in the cavity 2 of the housing 1 will begin to increase to static and, as soon as the pressure of the transported medium reaches the response pressure from the increase established by the cap 23, the buoyancy force from the pressure of the medium in the working cavity 2 of the housing 1 moves the rod 17 from the cavity 2 outward, overcoming the force of the spring 16, while the protrusion 18 of the rod 17 releases the stop 21 of the deaf rotary damper 7, which under its own weight freely rotates on the axis 4 of the bracket 5 and falls on the unloading rotary th valve 6, hermetically blocking the hole 8 and the flow of the transported medium.

Для открытия устройства необходимо открыть вентиль (не показан) и выровнять давление до и после запорного органа. После этого с помощью рукоятки (не показана) повернуть запорный орган по часовой стрелке в горизонтальное положение и зафиксировать разгрузочную поворотную заслонку 6 фиксатором 11, а глухую поворотную заслонку 7 выступом 18 штока 17 в открытом положении.To open the device, it is necessary to open a valve (not shown) and equalize the pressure before and after the shut-off element. After that, using a handle (not shown), turn the locking element clockwise to a horizontal position and fix the unloading rotary shutter 6 with the clamp 11, and the blind rotary shutter 7 with the protrusion 18 of the rod 17 in the open position.

При аварийном повышении давления выше установленного колпаком 23 выталкивающее усилие от давления транспортируемой среды в рабочей полости 2 корпуса 1 перемещает шток 17 из полости 2 наружу, преодолевая усилие пружины 16. Выступ 18 штока 17 осью 20, связанной с фиксатором 11, поворачивает его на оси 13 корпуса 14 вверх, при этом упоры 12 фиксатора 11 освобождают разгрузочную поворотную заслонку 6 с отверстием 8, которая под собственным весом свободно поворачивается на 4 кронштейна 5 и опускается на седло 3, перекрывая поток транспортируемой среды и оставляя открытым только отверстие 8 в заслонке 6 для устранения гидравлического удара. После перекрытия седла 3 заслонкой 6 давление в полости 2 корпуса 1 начнет возрастать до статического. При этом шток 17 продолжает перемещаться из полости 2 корпуса 1 наружу, преодолевая усилия пружины 16 до тех пор, пока выступ 18 штока 17 не освободит упор 21 глухой поворотной заслонки 7, которая под собственным весом свободно повернется на оси 4 кронштейна 5 и опустится на разгрузочную поворотную заслонку 6, герметично перекрывая отверстие 8 и поток транспортируемой среды.When an emergency increase in pressure is higher than that established by the cap 23, the buoyant force from the pressure of the transported medium in the working cavity 2 of the housing 1 moves the rod 17 from the cavity 2 outward, overcoming the force of the spring 16. The protrusion 18 of the rod 17 by the axis 20 connected to the latch 11 rotates it on the axis 13 case 14 up, while the stops 12 of the latch 11 release the unloading rotary valve 6 with the hole 8, which under its own weight freely rotates on 4 brackets 5 and lowers onto the saddle 3, blocking the flow of the transported medium and leaving By opening only the hole 8 in the shutter 6 to eliminate water hammer. After the saddle 3 is closed by the shutter 6, the pressure in the cavity 2 of the housing 1 will begin to increase to static. In this case, the rod 17 continues to move from the cavity 2 of the housing 1 outward, overcoming the efforts of the spring 16 until the protrusion 18 of the rod 17 releases the stop 21 of the deaf rotary damper 7, which under its own weight freely rotates on the axis 4 of the bracket 5 and falls on the unloading rotary damper 6, hermetically blocking the hole 8 and the flow of the transported medium.

Благодаря упрощению конструкции устройства обеспечивается его надежность при срабатывании от понижения и повышения давления и перекрытии трубопровода высокого давления, по которому среда транспортируется с высокой скоростью.By simplifying the design of the device, its reliability is ensured when triggered by lowering and increasing pressure and blocking the high pressure pipeline through which the medium is transported at high speed.

Claims

A shut-off device containing a housing, a rotary locking member located therein, made in the form of two rotary shutters superimposed one on top of the other, one of which is a discharge shutter with an opening, and the other is a blind shutting off the opening of the discharge shutter that holds the lock in an open position and a sensing element, made in the form of a rod loaded with springs, and the rod of the sensing element is connected to the latch, characterized in that the latch holds the unloading in the open position th butterfly valve with an aperture, the butterfly valve blank is provided with abutment and mounted to cooperate with the rod abutment sensor element.