RU2366847C1

RU2366847C1 - Control device

Info

Publication number: RU2366847C1
Application number: RU2007148763/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Нухович Коблев (RU); Александр Нухович Коблев
Original assignee: Открытое акционерное общество "НПО "Промавтоматика"
Priority date: 2007-12-25
Filing date: 2007-12-25
Publication date: 2009-09-10
Also published as: RU2007148763A

Abstract

FIELD: oil and gas industry.

SUBSTANCE: invention relates to control valves and accessories and can be used at gas hole mouth. Discharge rod seats in the device body opposite the drive rod and is coupled with flat gate. Discharge rod diametre equals that of the drive rod. Discharge rod extension has a slot. Adjustable diaphragm-type throttle is arranged in the body on the discharge rod side to accommodate a plunger with narrow variable-section slits. Plunger extension has also a slot. Both aforesaid slots accommodate rocker arms. Chamber arranged ahead of the said diaphragm-type throttle communicates, via return valve, with the line feeding hydration inhibitor. Chamber arranged behind the said throttle communicates with body-size hole.

EFFECT: higher efficiency of hydration inhibitor feed.

1 dwg

Description

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, а именно к отключающим устройствам с запорным элементом, совершающим скользящее движение вдоль седловой поверхности между впускным и выпускным каналами, и может быть использовано для установки на газовых скважинах для регулирования расхода природного газа.The invention relates to pipe fittings, and in particular to disconnecting devices with a locking element that makes a sliding movement along the saddle surface between the inlet and outlet channels, and can be used for installation in gas wells to control the flow of natural gas.

Известен прямоточный регулируемый штуцер, предназначенный преимущественно для установки на устье нефтяных и газовых скважин, состоящий из двух плоских шиберов с отверстиями, расположенных в общем корпусе, имеющем соосные проходные отверстия, при этом привод шиберов выполнен в виде одного шпинделя, на котором имеются два резьбовых участка с левой резьбой на верхнем участке и правой - на нижнем, причем шаг правой резьбы в два раза больше шага левой, и оба резьбовых участка связаны с ответными резьбами, обеспечивающими одновременное перемещение обоих шиберов в противоположном направлении (а.с. №438826, F16K 3/34, 31/50, 04.05.73).Known straight-through adjustable nozzle designed primarily for installation on the mouth of oil and gas wells, consisting of two flat gates with holes located in a common housing having coaxial bore holes, while the gate drive is made in the form of one spindle, on which there are two threaded sections with a left-hand thread in the upper section and a right-hand thread in the lower one, the right-hand thread pitch being twice as large as the left-hand thread, and both threaded sections are connected with mating threads providing simultaneous ix both the vanes in the opposite direction (AS №438826, F16K 3/34, 31/50, 04.05.73).

Известно запорно-регулирующее устройство, в корпусе которого с проходным отверстием в седле установлены плоский шибер с отверстием, соединенный со штоком привода, и вкладыш (а.с. №785579, 4 МПК F16K 3/00, 17.10.75 г.).Known locking and regulating device, in the housing of which with a bore hole in the saddle there is a flat gate with a hole connected to the actuator stem and a liner (AS No. 785579, 4 IPC F16K 3/00, 10/17/75).

Наиболее близким по совокупности существенных признаков, выбранным в качестве прототипа, является регулирующее устройство, в корпусе которого с входным и выходным каналами и проходным отверстием в седле установлены плоский шибер с отверстием, соединенный со штоком привода, и вкладыш, при этом в корпусе за седлом со стороны штока выполнены вертикальный канал, сообщающий между собой входной и выходной каналы, и дополнительное седло, причем в корпусе расположен запорный орган с герметизирующей поверхностью, установленный с возможностью взаимодействия герметизирующей поверхностью с дополнительным седлом и перемещения над ним (патент РФ №2252354, 7 МПК кл. F16K 3/00, 23.09.2003 г.).The closest set of essential features, selected as a prototype, is a control device, in the housing of which with an input and output channels and a through hole in the saddle there is a flat gate with an opening connected to the actuator stem, and an insert, while in the housing behind the saddle with the sides of the rod have a vertical channel communicating between the input and output channels, and an additional seat, and in the case there is a locking element with a sealing surface, installed with the possibility of Interaction of the sealing surface with the additional valve seat and moving over it (RF patent №2252354, 7 IPC Cl. F16K 3/00, of 23.09.2003).

Известные устройства могут использоваться на газоконденсатных промыслах в качестве регулирующих устройств расхода газа путем изменения площади проходного сечения (т.е. местного гидравлического сопротивления). Как правило, площадь проходного сечения устройства значительно меньше площади сечения технологического трубопровода, на котором оно установлено, а перепад давления на регулирующем органе достигает большой величины до 10 МПа, чтобы устройство обеспечивало максимально возможный по технологии расход газа из скважины. Вместе с тем известно, что в соответствии с технологическими требованиями, особенно в районах Крайнего Севера и Сибири, в газовые скважины по линии нагнетания вводится ингибитор гидратообразования для предотвращения образования гидратов в шлейфах от скважин, при этом вводится он, как правило, в устье скважины до регулирующего устройства.Known devices can be used in gas condensate fields as gas flow control devices by varying the area of the flow area (i.e., local hydraulic resistance). As a rule, the cross-sectional area of the device is much smaller than the cross-sectional area of the technological pipeline on which it is installed, and the pressure drop on the regulatory body reaches a large value of up to 10 MPa, so that the device provides the maximum possible gas flow rate from the well. At the same time, it is known that, in accordance with technological requirements, especially in the Far North and Siberia, a hydrate inhibitor is introduced into gas wells along the injection line to prevent hydrate formation in the plumes from the wells, while it is usually introduced at the wellhead regulatory device.

Недостатком известных устройств является то, что они из-за неравномерности течения газового потока и его сужения перед устройством, а также недостаточного распыления ингибитора гидратообразования снижают эффективность ввода ингибитора, увеличивают вероятность образования гидратов в шлейфах и, как следствие, требуется дополнительный расход дорогостоящего ингибитора гидратообразования.A disadvantage of the known devices is that they, due to the uneven flow of the gas stream and its narrowing in front of the device, as well as the insufficient atomization of the hydrate inhibitor, reduce the efficiency of the input of the inhibitor, increase the likelihood of hydrate formation in the loops and, as a result, require an additional expense of an expensive hydrate inhibitor.

Задача, достигаемая изобретением, состоит в том, чтобы создать такое техническое решение, при использовании которого обеспечивалось повышение эффективности ввода ингибитора гидратообразования за счет того, что ввод ингибитора производился бы за седлом в проходном отверстии корпуса, где скорость газового потока максимальная, а регулирование расхода ингибитора происходило бы одновременно с регулированием расхода газа и в зависимости от него.The objective achieved by the invention is to create such a technical solution, by using which it was possible to increase the efficiency of the input of the hydrate inhibitor due to the fact that the input of the inhibitor would be carried out behind the saddle in the bore of the housing, where the gas flow rate is maximum and the flow rate of the inhibitor is regulated would occur simultaneously with the regulation of gas flow and depending on it.

Для достижения названного технического результата в корпусе регулирующего устройства для устья газовой скважины, подключенной к линии нагнетания ингибитора гидратообразования, с входным и выходным каналами и проходным отверстием в седле установлены плоский шибер с отверстием, соединенный со штоком привода, и вкладыш.To achieve the named technical result, a flat gate with an opening connected to the actuator stem and an insert are installed in the saddle in the housing of the regulating device for the mouth of the gas well connected to the injection line of the hydrate inhibitor, with inlet and outlet channels and a through hole in the saddle.

Заявляемое регулирующее устройство отличается от прототипа тем, что в корпусе со стороны, противоположной штоку привода, расположен разгрузочный шток, соединенный с плоским шибером, диаметр которого равен диаметру штока привода, а его конец, расположенный снаружи корпуса, выполнен с пазом, при этом в корпусе за седлом со стороны разгрузочного штока расположен регулируемый диафрагменный дроссель, представляющий собой диафрагменный дроссель, с расположенным в нем плунжером с узкими щелями, выполненными в виде прямоугольных или угловых канавок с переменным сечением по ходу плунжера, конец которого, расположенный снаружи корпуса, выполнен с пазом, причем в пазах разгрузочного штока и плунжера расположены связанные с ними плечи равноплечего коромысла, установленного на оси с возможностью поворота на ней, при этом полость перед диафрагменным дросселем соединяется через обратный клапан с линией нагнетания ингибитора гидратообразования, а полость за диафрагменным дросселем - с проходным отверстием.The inventive control device differs from the prototype in that in the case from the side opposite to the actuator rod there is a discharge rod connected to a flat gate, the diameter of which is equal to the diameter of the actuator rod, and its end located outside the housing is made with a groove, while in the housing behind the saddle from the side of the discharge rod there is an adjustable diaphragm throttle, which is a diaphragm throttle, with a plunger located in it with narrow slots made in the form of rectangular or angular to Navok with a variable cross-section along the plunger, the end of which is located outside the housing with a groove, and in the grooves of the unloading rod and the plunger are the shoulders of the equal-arm rocker mounted on the axis with the possibility of rotation on it, while the cavity in front of the diaphragm choke is connected through a non-return valve with a discharge line for the hydrate inhibitor, and the cavity behind the diaphragm throttle with a passage hole.

Предлагаемое изобретение изображено на чертеже, где изображен продольный разрез устройства в открытом положении.The invention is shown in the drawing, which shows a longitudinal section of the device in the open position.

Устройство содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 каналами и проходным отверстием 4. Внутри корпуса соосно проходному отверстию расположено седло 5 с отверстием 6. В седле между Г-образными направляющими 7 установлены плоский шибер 8 с отверстием 9, вкладыш 10 и уплотнительный элемент 11, герметизирующий уплотнительные поверхности вкладыша и седла на всем диапазоне регулирования. Плоский шибер соединен со штоком 12 привода 13. Со стороны, противоположной штоку привода, плоский шибер соединен с разгрузочным штоком 14, диаметр которого равен диаметру штока привода, причем его конец 15, расположенный снаружи корпуса, выполнен с пазом 16.The device comprises a housing 1 with an input 2 and an output 3 channels and a passage 4. A saddle 5 with a hole 6 is located inside the housing coaxially with the passage. A flat slide 8 with a hole 9, a liner 10, and a sealing element 11 are installed in the saddle between the L-shaped guides 7 , sealing the sealing surfaces of the liner and seat on the entire range of regulation. The flat gate is connected to the rod 12 of the actuator 13. From the side opposite the stem of the actuator, the flat gate is connected to the unloading rod 14, the diameter of which is equal to the diameter of the stem of the actuator, and its end 15 located outside the housing is made with a groove 16.

В корпусе за седлом со стороны разгрузочного штока расположен регулируемый диафрагменный дроссель 17, представляющий собой диафрагменный дроссель 18, с расположенным в нем плунжером 19 с узкими щелями 20, выполненными в виде прямоугольных или угловых канавок с переменным сечением по ходу плунжера, конец 21 которого, расположенный снаружи корпуса, выполнен с пазом 22.In the housing behind the saddle, on the discharge rod side, an adjustable diaphragm choke 17 is located, which is a diaphragm choke 18, with a plunger 19 located therein with narrow slots 20 made in the form of rectangular or angular grooves with a variable cross section along the plunger, the end of which 21, located outside the housing, made with a groove 22.

В пазах разгрузочного штока и плунжера расположены связанные с ними осями 23 плечи равноплечего коромысла 24, установленного на оси 25 с возможностью поворота на ней. Разгрузочный шток установлен, как и шток привода, в Т-образном пазе плоского шибера. Полость 26 перед диафрагменным дросселем соединяется через обратный клапан 27 с линией 28 нагнетания ингибитора гидратообразования, а полость 29 за диафрагменным дросселем - с проходным отверстием.In the grooves of the unloading rod and the plunger, the shoulders of the equal-arm rocker 24 mounted on the axis 25 with the possibility of rotation on it are located with the axes 23 connected to them. The unloading rod is installed, like the actuator rod, in a T-slot of a flat gate. The cavity 26 in front of the diaphragm throttle is connected through a check valve 27 to the injection line 28 of the hydrate formation inhibitor, and the cavity 29 behind the diaphragm throttle is connected to a passage opening.

Устройство работает следующим образом. В исходном положении (открыто) плоский шибер 8 с разгрузочным штоком 14 находятся в крайнем верхнем положении, обеспечивая максимальный расход газа. Одновременно с этим плунжер 19 регулируемого диафрагменного дросселя 17 находится в крайнем нижнем положении относительно диафрагменного дросселя 18, открывая проход ингибитору гидратообразования из линии 28 через обратный клапан 27 в полость 26 и далее через максимально открытые (в сечении) узкие щели 20 в плунжере 19 в полость 29 и проходное отверстие 4 с максимальным расходом, обеспечивающим предотвращение гидратообразования в шлейфе с максимальным расходом газа.The device operates as follows. In the initial position (open) the flat gate 8 with the unloading rod 14 are in the highest position, providing maximum gas flow. At the same time, the plunger 19 of the adjustable diaphragm choke 17 is in the lowest position relative to the diaphragm choke 18, opening the passage to the hydration inhibitor from line 28 through the check valve 27 to the cavity 26 and then through the narrowest slots 20 in the plunger 19 into the cavity, which are most open (in cross section). 29 and the bore 4 with a maximum flow rate, which prevents hydrate formation in the loop with a maximum gas flow rate.

При необходимости регулирования (уменьшения) расхода транспортируемой среды подают соответствующий сигнал на привод 13, шток 12 которого перемещает плоский шибер 8 с вкладышем 10 и разгрузочным штоком 14 вниз относительно седла 5. При этом конец 15 разгрузочного штока 14 осью 23 поворачивает равноплечее коромысло 24, установленное на оси 25. Одновременно с этим равноплечее коромысло 24, поворачиваясь на оси 25, перемещает осью 23 конец 21 плунжера 19 вверх, в результате чего сечение узких щелей 20 плунжера 19 в диафрагменном дросселе 18 уменьшается, открывая проход ингибитору гидратообразования с расходом, обеспечивающим предотвращение гидратообразования в шлейфе с соответствующим расходом газа.If it is necessary to regulate (decrease) the flow rate of the transported medium, a corresponding signal is supplied to the actuator 13, the rod 12 of which moves the flat gate 8 with the liner 10 and the unloading rod 14 downward relative to the seat 5. In this case, the end 15 of the unloading rod 14 with the axis 23 rotates the rocker arm 24 mounted on the axis 25. At the same time, the equal-arms rocker 24, turning on the axis 25, moves the axis 21 of the end 21 of the plunger 19 upward, as a result of which the cross section of the narrow slots 20 of the plunger 19 in the diaphragm choke 18 decreases, opening I pass to the hydrate inhibitor with a flow rate that prevents hydrate formation in the loop with the corresponding gas flow rate.

Обратный клапан 27 при отсутствии давления в линии 28 нагнетания ингибитора гидратообразования закрывается, предотвращая возможность обратного потока газа в линию 28 нагнетания ингибитора.The non-return valve 27 closes in the absence of pressure in the injection line 28 of the hydrate inhibitor, preventing the backflow of gas to the injection line 28 of the inhibitor.

Благодаря регулированию расхода ингибитора гидратообразования одновременно с регулированием расхода газа и в зависимости от него, а также вводу ингибитора в проходном отверстии корпуса устройства повышается эффективность ввода ингибитора гидратообразования.Thanks to the regulation of the flow rate of the hydrate inhibitor, simultaneously with the regulation of the gas flow and depending on it, as well as the introduction of the inhibitor in the through hole of the device body, the efficiency of the input of the hydrate inhibitor is increased.

Claims

A regulating device for the mouth of a gas well connected to the injection line of a hydrate inhibitor, in the housing of which there is a flat gate with an opening connected to the actuator rod and an inlet with an inlet and an outlet in the saddle, and an insert characterized in that the housing is opposite the actuator rod has an unloading rod connected to a flat gate whose diameter is equal to the diameter of the actuator rod, and its end located outside the housing is made with a groove, while in the housing On the side of the discharge rod there is an adjustable diaphragm throttle, which is a diaphragm throttle, with a plunger located in it with narrow slots made in the form of rectangular or angular grooves with a variable cross section along the plunger, the end of which is located outside the casing, with a groove, in the grooves of the unloading rod and the plunger are the shoulders of the equal-arm rocker connected to them, mounted on an axis with the possibility of rotation on it, while the cavity in front of the diaphragm elem connected through a check valve with line injection of hydrate inhibitor and the cavity behind the throttle diaphragm - with a through hole.