RU2271438C2

RU2271438C2 - Shutoff valve

Info

Publication number: RU2271438C2
Application number: RU2004113202/03A
Authority: RU
Inventors: Юрий Иванович Котов (RU); Юрий Иванович Котов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью фирма "Саратовгазприборавтоматика"
Priority date: 2004-04-28
Filing date: 2004-04-28
Publication date: 2006-03-10
Also published as: RU2004113202A

Abstract

FIELD: gas industry, particularly gas and oil flowing well protection during critical pressure decrease (increase) in well line.

SUBSTANCE: shutoff valve comprises body with inlet and outlet nipples, seat with gate, pilot mechanism, as well as adjusting and cocking devices. The pilot mechanism is made as vertical spring-loaded rod and horizontal piston with sealing means. Lower rod end is connected with the gate by link. Flat longitudinal surfaces with single transversal rests are formed in central parts of the rod and the piston. The rod and the piston may cooperate one with another so that rod rest is arranged over the piston rest. Shutoff valve adjusting device includes adjusting nut and spring brought into cooperation with the piston. The cocking device is made as outer cocking bush threadedly engaging the body and cocking bush, which may freely slide along upper rod end. The cocking bush is connected with outer cocking bush.

EFFECT: simplified structure, improved responsiveness, reliability and accuracy of valve operation.

2 dwg

Description

Изобретение относится к газовой промышленности и может быть использовано для защиты газовых и нефтяных фонтанирующих скважин при критическом понижении (повышении) давления в шлейфе скважины.The invention relates to the gas industry and can be used to protect gas and oil gushing wells with a critical decrease (increase) in pressure in the plume of a well.

Известен клапан-отсекатель типа В фирмы Cameron (А.П.Силаш "Добыча и транспорт газа. М.: Недра, 1980 г., стр.140, рис.2,3 - 2.6.).A well-known type B shut-off valve is made by Cameron (A.P. Silash "Gas production and transport. M.: Nedra, 1980, p. 140, Fig. 2,3 - 2.6.).

Клапан-отсекатель выполнен в виде шиберной задвижки с встроенным пилотным клапаном. Клапан-отсекатель закрывается при повышении давления выше заданного и автоматически открывается при снижении давления до рабочего значения. Известный клапан-отсекатель отличается сложной конструкцией и имеет внутренние каналы для прохода жидкости или газа к пилотному клапану и силовому поршню, которые при работе на сыром газе скважин засоряются и замерзают, т.е. обладает малой надежностью.The shut-off valve is made in the form of a slide gate valve with an integrated pilot valve. The shut-off valve closes when the pressure rises above the set value and automatically opens when the pressure drops to the operating value. The known shutoff valve has a complex structure and has internal channels for the passage of liquid or gas to the pilot valve and the power piston, which, when working on crude gas from the wells, become clogged and freeze, i.e. possesses low reliability.

Наиболее близким техническим решением является устройство отсекающее УО 1610А с регулирующим механизмом. НПО "Промавтоматика".The closest technical solution is the cutting device UO 1610A with a regulating mechanism. NGO "Promavtomatika".

Клапан этого устройства имеет корпус с седлом и затвор в виде захлопки, закрепленной на оси. Захлопка удерживается в открытом положении рычагом, связанным с пилотным механизмом.The valve of this device has a housing with a seat and a shutter in the form of a flap mounted on an axis. The flap is held open by a lever associated with the pilot mechanism.

Клапан устройства имеет невысокую точность и надежность срабатывания из-за того, что шток чувствительного пилотного механизма размещен внутри крышки клапана и имеет небольшой диаметр и усилия на штоке от действия давления сравнимы с усилиями от трения. А рычажный механизм создает боковые усилия на шток и вызывает его заклинивание.The valve of the device has low accuracy and reliability of operation due to the fact that the rod of the sensitive pilot mechanism is located inside the valve cover and has a small diameter and the forces on the rod from pressure are comparable to the forces from friction. And the lever mechanism creates lateral forces on the rod and causes it to jam.

Целью данного изобретения является упрощение конструкции, повышение чувствительности, надежности и точности срабатывания.The aim of this invention is to simplify the design, increase the sensitivity, reliability and accuracy of operation.

Указанная цель достигается тем, что в клапане-отсекателе, содержащем корпус с входным и выходным штуцерами, седлом с затвором, а также пилотный механизм и устройства настройки и взвода, пилотный механизм выполнен в виде вертикального, подпружиненного штока и горизонтального поршня с уплотнением, причем нижний конец штока через серьгу соединен с затвором, а верхний конец связан с устройством взвода, кроме того, в средней части штока и поршня выполнены плоские продольные поверхности с перпендикулярно расположенными единичными упорами на каждой, причем шток и поршень выполнены с возможностью взаимодействия плоскими поверхностями так, что упор штока может находить на упор поршня, а устройство настройки составлено из гайки настройки и пружины, взаимодействующей с горизонтальным поршнем, а устройство взвода представлено в виде наружной втулки взвода, находящейся в резьбовом соединении с корпусом и втулки взвода с возможностью свободного перемещения ее по верхнему концу штока и связанной с наружной втулкой взвода.This goal is achieved by the fact that in the shutoff valve, comprising a housing with inlet and outlet fittings, a seat with a shutter, as well as a pilot mechanism and adjustment and cocking devices, the pilot mechanism is made in the form of a vertical, spring-loaded rod and a horizontal piston with a seal, the lower the end of the rod through the earring is connected to the bolt, and the upper end is connected to the platoon device, in addition, in the middle part of the rod and piston, flat longitudinal surfaces are made with unit stops perpendicular to each, and the rod and piston are made to interact with flat surfaces so that the rod stop can be found on the piston stop, and the adjustment device is composed of a tuning nut and a spring interacting with the horizontal piston, and the platoon device is presented in the form of an external platoon sleeve located in threaded connection with the body and platoon bushings with the possibility of free movement along the upper end of the rod and connected to the outer platoon bush.

Анализ отобранных в результате поиска патентных, информационных и каталожных материалов по клапанам-отсекателям по фондам областной научно-технической библиотеки г. Саратова позволяет сделать вывод, что предлагаемое изобретение не известно из уровня техники, т.е. оно является новым. Кроме того, данное устройство не следует явным образом из уровня техники, т.е. имеет изобретательский уровень.The analysis of patent, information and catalog materials selected as a result of the search for shut-off valves by the funds of the Saratov Regional Scientific and Technical Library allows us to conclude that the invention is not known from the prior art, i.e. it is new. In addition, this device does not follow explicitly from the prior art, i.e. has an inventive step.

Данная конструкция вызвана к жизни недостатками известных клапанов-отсекателей и практикой их эксплуатации и направлена на устранение этих недостатков.This design is brought to life by the shortcomings of the known shut-off valves and the practice of their operation and is aimed at eliminating these shortcomings.

Так, за счет вынесения пилотного механизма за пределы клапана и выполнения его в виде вертикального подпружиненного штока с упором и горизонтального поршня с уплотнением и упором, при возможности взаимодействия этих упоров обеспечивается возможность выбора диаметра горизонтального поршня в широком диапазоне, что в совокупности позволяет увеличить чувствительность клапана и точность срабатывания пилотного механизма в широком диапазоне, а также обеспечивает доступ ко всем элементам пилотного механизма при его настройке, эксплуатации, ремонте и получения информации типа "сработал", "не сработал".So, by moving the pilot mechanism outside the valve and making it in the form of a vertical spring-loaded rod with a stop and a horizontal piston with a seal and a stop, if these stops interact, it is possible to choose the diameter of the horizontal piston in a wide range, which together allows to increase the sensitivity of the valve and accuracy of operation of the pilot mechanism in a wide range, and also provides access to all elements of the pilot mechanism during its configuration, operation , repair and obtain information such as "worked", "did not work."

Кроме того, наличие втулки взвода вертикального подпружиненного штока позволяет заблокировать клапан-отсекатель в открытом положении в момент нахождения ее в верхнем, взведенном положении.In addition, the presence of a cocking sleeve of a vertical spring-loaded rod allows you to block the shut-off valve in the open position when it is in the upper cocked position.

В настоящее время данная конструкция успешно прошла эксплуатационные испытания. Следовательно, предлагаемый клапан-отсекатель обладает промышленной полезностью.Currently, this design has successfully passed operational tests. Therefore, the proposed shut-off valve has industrial utility.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид клапана-отсекателя (сечение) в закрытом (сработанном) положении, а на фиг.2 - место А (увеличенное) открытое, взведенное положение.The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a general view of a shut-off valve (section) in a closed (actuated) position, and in Fig. 2, place A (enlarged) open, cocked position.

Клапан-отсекатель содержит корпус с входным 1 и выходным 2 штуцерами, седло 3 с затвором 4, пилотный механизм 5 и устройства настройки 6 и взвода 7.The shut-off valve comprises a housing with an inlet 1 and an outlet 2 fittings, a seat 3 with a shutter 4, a pilot mechanism 5 and a tuning device 6 and a platoon 7.

Пилотный механизм 5 выполнен в виде вертикального подпружиненного штока 8 и горизонтального поршня 9 с уплотнением, причем нижний конец вертикального подпружиненного штока 8 через серьгу 10 соединен с затвором 4, а сам вертикальный подпружиненный шток 8 подпружинен пружиной 11. В средней части вертикального подпружиненного штока 8 и горизонтального поршня 9 выполнены плоские продольные поверхности 12 с перпендикулярно расположенными единичными упорами 13 и 14 на каждой, причем вертикальный подпружиненный шток 8 и горизонтальный поршень 9 выполнены с возможностью взаимодействия таким образом, что упор 13 вертикального подпружиненного штока 8 может находить на упор 14 горизонтального поршня 9, устройство настройки клапана-отсекателя составлено из гайки настройки 15 и пружины 16, взаимодействует с горизонтальным поршнем 9, а устройство взвода 7 выполнено в виде наружной втулки взвода 17, находящейся в резьбовом соединении 18 с корпусом и втулки взвода 19 с возможностью свободного перемещения ее по верхнему концу вертикального подпружиненного штока 8 и связанной с наружной втулкой взвода 17.The pilot mechanism 5 is made in the form of a vertical spring-loaded rod 8 and a horizontal piston 9 with a seal, the lower end of the vertical spring-loaded rod 8 through the earring 10 connected to the valve 4, and the vertical spring-loaded rod 8 is spring-loaded 11. In the middle part of the vertical spring-loaded rod 8 and horizontal piston 9 made a flat longitudinal surface 12 with perpendicular spaced individual stops 13 and 14 on each, and the vertical spring-loaded rod 8 and horizontal piston 9 They can be interacted in such a way that the emphasis 13 of the vertical spring-loaded rod 8 can be located on the emphasis 14 of the horizontal piston 9, the adjusting device of the shut-off valve is composed of the adjusting nut 15 and the spring 16, interacts with the horizontal piston 9, and the cocking device 7 is made in the form the outer sleeve of the platoon 17 located in the threaded connection 18 with the housing and the sleeve of the platoon 19 with the possibility of its free movement along the upper end of the vertical spring rod 8 and connected to the outer sleeve of the platoon 17.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Поток среды подается во входную полость клапана-отсекателя через штуцер 1 и в полости клапана-отсекателя создается рабочее давление, воздействующее по зазорам на вертикальный подпружиненный шток 8 и горизонтальный поршень 9. Давление рабочей среды уравновешивается пружиной 16, при этом вертикальный подпружиненный шток 8 удерживается в верхнем положении упором 13, опирающимся на упор 14 горизонтального поршня 9.The fluid flow is supplied to the inlet cavity of the shut-off valve through the nozzle 1 and a working pressure is created in the cavity of the shut-off valve, acting by the gaps on the vertical spring-loaded rod 8 and horizontal piston 9. The pressure of the working medium is balanced by the spring 16, while the vertical spring-loaded rod 8 is held in the upper position of the emphasis 13, resting on the emphasis 14 of the horizontal piston 9.

В случае падения давления на входной полости клапана-отсекателя (ситуация разрыва шлейфа), пружина 16 воздействует на горизонтальный поршень 9 и уводит его в крайнее левое положение, при этом упор 14 горизонтального поршня 9 выходит из-под упора 13 вертикального подпружиненного штока 8, который под действием пружины 20 перемещается вниз и затвор 4 садится на седло 3.In the event of a pressure drop on the inlet cavity of the shutoff valve (loop rupture situation), the spring 16 acts on the horizontal piston 9 and leads it to the extreme left position, while the stop 14 of the horizontal piston 9 leaves the stop 13 of the vertical spring rod 8, which under the action of the spring 20 moves down and the shutter 4 sits on the saddle 3.

Для открытия затвора 4 (взвод клапана) необходимо выравнить или сбросить давление в шлейфе "до" и "после" клапана. Перед взводом затвора 4 проверить положение горизонтального поршня 9, который должен находиться в крайнем левом положении, чтобы не препятствовать прохождению вертикального подпружиненного штока 8 и упора 13 вверх. После этого, отворачивая наружную втулку взвода 17, поднимаем вертикальный подпружиненный шток 8 в крайнее, верхнее положение, и открываем затвор 4. Далее упор 14 горизонтального поршня 9 подводится под упор 13 вертикального подпружиненного штока 8. Это достигается путем подачи давления во входную полость клапана-отсекателя (через штуцер) величиной, превышающей величину давления настройки на срабатывание. Наружную втулку взвода 17 закрутить вниз до упора. На этом взвод клапана-отсекателя заканчивается.To open the shutter 4 (cocking valve) it is necessary to equalize or relieve pressure in the loop "before" and "after" the valve. Before cocking the shutter 4, check the position of the horizontal piston 9, which should be in the extreme left position, so as not to impede the passage of the vertical spring-loaded rod 8 and the stop 13 upward. After that, turning the outer sleeve of the platoon 17, we raise the vertical spring-loaded rod 8 to the extreme, upper position, and open the shutter 4. Next, the stop 14 of the horizontal piston 9 is brought under the stop 13 of the vertical spring-loaded rod 8. This is achieved by applying pressure to the inlet cavity of the valve cut-off device (through the fitting) with a value exceeding the value of the setting pressure for operation. Screw the outer cocking sleeve 17 down to the stop. At this, the cocking of the shutoff valve ends.

Claims

A shut-off valve comprising a housing with inlet and outlet fittings, a saddle with a shutter, a pilot mechanism and adjustment and cocking devices, characterized in that the pilot mechanism is made in the form of a vertical spring-loaded rod and a horizontal piston with a seal, the lower end of the vertical spring-loaded rod through the earring connected to the shutter, and the upper end connected to the platoon device, in addition, in the middle part of the vertical spring-loaded rod and horizontal piston, flat longitudinal surfaces with each unit is arranged perpendicularly with each one, the vertical spring-loaded rod and the horizontal piston being made to interact with flat surfaces so that the vertical spring-loaded rod can be supported by the horizontal piston, and the adjustment device is made up of a tuning nut and a spring interacting with the horizontal piston, and the platoon device is presented in the form of an external platoon sleeve located in a threaded connection with the housing and a platoon sleeve, with the possibility of its free movement along the upper end of the vertical spring-loaded rod and connected to the outer platoon sleeve.