RU2372539C1

RU2372539C1 - Control unit

Info

Publication number: RU2372539C1
Application number: RU2008106201/06A
Authority: RU
Inventors: Александр Нухович Коблев (RU); Александр Нухович Коблев
Original assignee: Открытое акционерное общество "НПО "Промавтоматика"
Priority date: 2008-02-18
Filing date: 2008-02-18
Publication date: 2009-11-10
Also published as: RU2008106201A

Abstract

FIELD: mechanical engineering.

SUBSTANCE: device contains casing 1 with co-axial straight-through - input 2 and inlet 3' outlet ports and drive 4. Inside the casing it is located seat 5 with opening 6. In seat between guidelines 7 there are installed the first plane gate valve 8 with opening 9, bushing 10 and sealing element 11, sealing thickening surfaces of bushing and seat for whole range of adjustment. The first plane gate valve is connected to guide bar 12, located from the side of drive. From the side opposite to guide bar the first plane gate valve with discharging gate valve 13, diametre of which is equal to guide bar diametre. In casing behind the seat co-axial to it there are located identical seat 5 with opening 6, in which there are installed the second plane gate valve 8 with opening 9, bushing 10 and sealing element 11, pressuring thickening surfaces of bushing and seat on whole range of adjustment, corresponding the first grade of adjustment. The second plane gate valve with opening and bushing are rotated for 180 degrees and are installed with ability of movement towards the first plane gate valve. The second plane gate valve from the side of discharging guide bar is connected to identical discharging guide bar 13, and from the side of drive - to additional guide bar 14, diametre of which is also equal to diametre of guide bar. Discharging guide bars and additional guide bar are installed, as and guide bar, in T-shaped grooves of both plane gate valves. Drive is implemented with groove 15 and corresponds spindle 16, on which there are two threaded sections: with left-hand thread on top 17 section and right - on bottom 18 and both threaded sections are connected to reciprocal thread 19, 20 agreeably, providing compound motion of both gate valves in opposite direction. Guide bar is motionlessly connected to reciprocal thread, connected to right-hand thread on bottom section of spindle, and additional guide bar - to reciprocal thread, connected to left-hand thread on top section of spindle, herewith pitch of both thread is simultaneous. In casing behind each seat co-axial- passage opening with formation of cavity 21 it is located flow divider, corresponding perforated 22 with dummy partition in the middle, implemented in the form of circular cones 23, vertex of which are located on axis of cylinder from both sides. Openings 24 of cylinder from both sides of partition communicates through cavity, herewith total port area from each of sides of cylinder is not less than area of passage opening in seat.

EFFECT: invention provides for uniformly distribution between two stages of adjustment total pressure difference, reduction of noise level, improved reliability and durability increasing of operation of adjusting device.

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 скважинах нефтегазоконденсатных месторождений для регулирования расхода транспортируемой среды.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 installing oil and gas condensate fields in wells to control the flow rate of the transported medium.

Известно 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 соосно проходному отверстию расположен запорный орган, выполненный в виде ступенчатой втулки с герметизирующей поверхностью, установленной с возможностью осевого перемещения и фиксации ее в крайних положениях, причем отверстия в корпусе выполнены сопрягаемыми с поверхностями ступенчатой втулки с образованием полости, сообщающейся с входным каналом отверстием в корпусе, при этом в выходном канале корпуса навстречу запорному органу выполнено дополнительное седло с возможностью взаимодействия с герметизирующей поверхностью запорного органа, причем входной и выходной каналы сообщаются между собой через отверстия в корпусе (патент №2240460, 7МПК F16K 3/02, 02.04.2003).A control device is known in which a flat gate with an opening connected to the actuator stem and a liner are installed in the housing with an inlet and outlet channels and a through-hole in the saddle, and a closure is arranged in the housing behind the saddle coaxially through the through-hole, made in the form of a stepped sleeve with a sealing surface installed with the possibility of axial movement and fixing it in extreme positions, and the holes in the housing are made mating with the surfaces of the stepped sleeve with the formation of the floor a channel communicating with the inlet channel by an opening in the housing, while an additional seat is made in the outlet channel of the housing toward the closure body to interact with the sealing surface of the closure body, the inlet and outlet channels communicating with each other through openings in the housing (patent No. 2240460, 7MPK F16K 3/02, 04/02/2003).

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, 4МПК F16K 3/00, 17.10.75).Known locking and regulating device, in the housing of which with a through hole in the saddle there is a flat gate with an opening connected to the actuator stem and a liner (AS No. 785579, 4MPK F16K 3/00, 17.10.75).

Наиболее близким по совокупности существенных признаков, выбранным в качестве прототипа, является 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).The closest set of essential features selected as a prototype is a 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 passage openings, while the drive gates made in the form of a single spindle, on which there are two threaded sections with a left thread in the upper section and a right one in the lower one, and the pitch of the right thread is twice as large as the step of the left, and ba threaded portion associated with mating threads, providing simultaneous movement of both the vanes in the opposite direction (AS №438826, F16K 3/34, 31/50, 04.05.73).

Известные устройства могут использоваться на нефтегазоконденсатных промыслах с номинальным давлением до PN 32 МПа в качестве регулирующих устройств расхода газа путем изменения площади проходного сечения (т.е. местного гидравлического сопротивления), когда перепад давления на регулирующем органе не превышает 10 МПа. Открытие новых нефтегазоконденсатных месторождений с номинальным давлением до PN 50 МПа потребовало использования специальных регулирующих устройств, обеспечивающих стабильную работу при перепаде давления на регулирующем органе до 20 МПа. Использование известных устройств в таких сложных условиях приведет к снижению надежности их работы, повышенному износу и, как следствие, сокращению срока службы, что и является недостатком указанных устройств.Known devices can be used in oil and gas condensate fields with a nominal pressure of up to PN 32 MPa as gas flow control devices by changing the flow area (i.e. local hydraulic resistance) when the pressure drop across the regulatory body does not exceed 10 MPa. The discovery of new oil and gas condensate fields with a nominal pressure of up to PN 50 MPa required the use of special control devices to ensure stable operation when the pressure drop across the regulatory body is up to 20 MPa. The use of known devices in such difficult conditions will lead to a decrease in the reliability of their operation, increased wear and, consequently, a reduction in the service life, which is a drawback of these devices.

Задача, достигаемая изобретением, состоит в том, чтобы создать такое техническое решение, при использовании которого повышалась надежность и увеличивалась долговечность работы устройства.The problem achieved by the invention is to create such a technical solution, by using which increased reliability and increased durability of the device.

Для достижения названного технического результата устройство регулирующее состоит из двух плоских шиберов с отверстиями, расположенных в общем корпусе, имеющем соосные проходные отверстия, и привода, выполненного в виде одного шпинделя, на котором имеются два резьбовых участка с левой резьбой на верхнем участке и правой - на нижнем, и оба резьбовых участка связаны с ответными резьбами, обеспечивающими одновременное перемещение обоих шиберов в противоположном направлении.To achieve the named technical result, the regulating device consists of two flat gates with holes located in a common casing having coaxial bore holes, and a drive made in the form of one spindle, on which there are two threaded sections with left-hand thread on the upper part and the right one on lower and both threaded sections are connected with mating threads, providing simultaneous movement of both gates in the opposite direction.

Заявляемое устройство регулирующее отличается от прототипа тем, что первый плоский шибер установлен в седле, причем со стороны привода расположен шток, а со стороны, противоположной штоку, расположен разгрузочный шток, диаметр которого равен диаметру штока, соединенные с плоским шибером, при этом в корпусе за седлом, соосно ему, расположены идентичные седло, с установленным в нем вторым плоским шибером, причем последний повернут на 180° и установлен с возможностью перемещения навстречу первому плоскому шиберу, при этом второй плоский шибер со стороны разгрузочного штока соединен с идентичным разгрузочным штоком, а со стороны привода - с дополнительным штоком, диаметр которого также равен диаметру штока, причем шток неподвижно соединен с ответной резьбой, связанной с правой резьбой на нижнем участке шпинделя, а дополнительный шток - с ответной резьбой, связанной с левой резьбой на верхнем участке шпинделя, причем шаг обеих резьб одинаковый, при этом в корпусе за каждым седлом соосно проходному отверстию с образованием полости расположен делитель потока, представляющий собой перфорированный цилиндр с глухой перегородкой посередине, выполненной в виде круглых конусов, вершины которых расположены на оси цилиндра с обеих сторон, причем отверстия цилиндра с обеих сторон перегородки сообщаются через полость, при этом суммарная площадь отверстий с каждой из сторон цилиндра не менее площади проходного отверстия в седле.The inventive regulating device differs from the prototype in that the first flat gate is mounted in the saddle, and the rod is located on the drive side, and the unloading rod is located on the opposite side of the rod, the diameter of which is equal to the diameter of the rod connected to the flat gate, while identical to the saddle, with a second flat gate installed in it, the latter being rotated 180 ° and mounted to move toward the first flat gate, the second flat gate on the unloading rod side, it is connected with an identical unloading rod, and on the drive side, with an additional rod, the diameter of which is also equal to the diameter of the rod, and the rod is fixedly connected to the mating thread associated with the right-hand thread in the lower section of the spindle, and the additional rod is mating associated with the left-hand thread on the upper portion of the spindle, and the pitch of both threads is the same, while in the body behind each saddle coaxial to the bore hole with the formation of a cavity there is a flow divider representing th perforated cylinder with a blind partition in the middle, made in the form of round cones, the vertices of which are located on the cylinder axis on both sides, and the cylinder bores on both sides of the partition communicate through the cavity, and the total area of the holes on each side of the cylinder is not less than the area of the bore in the saddle.

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

Устройство содержит корпус 1 с соосными проходными входным 2 и выходным 3 отверстиями и привод 4. Внутри корпуса расположено седло 5 с отверстием 6. В седле между направляющими 7 установлены первый плоский шибер 8 с отверстием 9, вкладыш 10 и уплотнительный элемент 11, герметизирующий уплотнительные поверхности вкладыша и седла на всем диапазоне регулирования. Первый плоский шибер соединен со штоком 12, расположенным со стороны привода. Со стороны, противоположной штоку, первый плоский шибер соединен с разгрузочным штоком 13, диаметр которого равен диаметру штока.The device comprises a housing 1 with coaxial inlet 2 and output 3 openings and a drive 4. Inside the housing there is a saddle 5 with an opening 6. In the saddle between the guides 7 there is a first flat gate 8 with an opening 9, a liner 10 and a sealing element 11 that seals the sealing surfaces liner and saddles over the entire range of regulation. The first flat gate is connected to the rod 12 located on the drive side. From the side opposite the rod, the first flat gate is connected to the unloading rod 13, the diameter of which is equal to the diameter of the rod.

В корпусе за седлом соосно ему расположены идентичные седло 5 с отверстием 6, в котором установлены второй плоский шибер 8 с отверстием 9, вкладыш 10 и уплотнительный элемент 11, герметизирующий уплотнительные поверхности вкладыша и седла на всем диапазоне регулирования, представляющие собой вторую ступень регулирования. Второй плоский шибер с отверстием и вкладыш повернуты на 180° и установлены с возможностью перемещения навстречу первому плоскому шиберу. Второй плоский шибер со стороны разгрузочного штока соединен с идентичным разгрузочным штоком 13, а со стороны привода - с дополнительным штоком 14, диаметр которого также равен диаметру штока. Разгрузочные штоки и дополнительный шток установлены, как и шток, в Т-образных пазах обоих плоских шиберов.In the housing behind the saddle, it is aligned with the identical saddle 5 with the hole 6, in which the second flat gate 8 with the hole 9, the liner 10 and the sealing element 11 are installed, which seals the sealing surfaces of the liner and saddles over the entire control range, which are the second stage of regulation. The second flat gate with a hole and the liner are rotated 180 ° and mounted to move towards the first flat gate. The second flat gate on the side of the unloading rod is connected to an identical unloading rod 13, and on the side of the drive, to an additional rod 14, the diameter of which is also equal to the diameter of the rod. Unloading rods and an additional rod are installed, like the rod, in the T-grooves of both flat gates.

Привод выполнен с пазом 15 и представляет собой шпиндель 16, на котором имеются два резьбовых участка: с левой резьбой на верхнем 17 участке и правой - на нижнем 18, и оба резьбовых участка связаны с ответными резьбами 19, 20 соответственно, обеспечивающими одновременное перемещение обоих шиберов в противоположном направлении. Шток неподвижно соединен с ответной резьбой, связанной с правой резьбой на нижнем участке шпинделя, а дополнительный шток - с ответной резьбой, связанной с левой резьбой на верхнем участке шпинделя, причем шаг обеих резьб одинаковый.The drive is made with a groove 15 and is a spindle 16, on which there are two threaded sections: with a left thread on the upper 17 section and the right one on the lower 18, and both threaded sections are connected with mating threads 19, 20, respectively, providing simultaneous movement of both gates in the opposite direction. The stem is fixedly connected to the mating thread associated with the right-hand thread in the lower portion of the spindle, and the additional stem is connected to the mating thread associated with the left-hand thread in the upper portion of the spindle, the pitch of both threads being the same.

В корпусе за каждым седлом соосно проходному отверстию с образованием полости 21 расположен делитель потока, представляющий собой перфорированный цилиндр 22 с глухой перегородкой посередине, выполненной в виде круглых конусов 23, вершины которых расположены на оси цилиндра с обеих сторон. Отверстия 24 цилиндра с обеих сторон перегородки сообщаются через полость, при этом суммарная площадь отверстий с каждой из сторон цилиндра не менее площади проходного отверстия в седле.In the casing behind each saddle, coaxially with the passage opening with the formation of cavity 21, there is a flow divider, which is a perforated cylinder 22 with a blind partition in the middle, made in the form of round cones 23, the vertices of which are located on the cylinder axis on both sides. The holes 24 of the cylinder on both sides of the partition communicate through the cavity, while the total area of the holes on each side of the cylinder is not less than the area of the passage in the saddle.

Делители потока установлены после каждой ступени регулирования устройства в качестве средства снижения шумов. Они в газообразных средах сокращают свободный поток среды и ускоряют импульсное выравнивание в зоне смешивания. Кроме того, делители потока защищают корпус и элементы устройства. После протекания среды через дроссельное сечение, образованное шибером 8 с вкладышем 10 и седлом 5, поток достигает своей максимальной скорости и попадает на круглый конус 23, который обеспечивает "расщепление" потока через отверстия 24 и резкое снижение уровня шума при дальнейшем смешении.Flow dividers are installed after each stage of regulation of the device as a means of reducing noise. They in gaseous media reduce the free flow of the medium and accelerate pulse alignment in the mixing zone. In addition, flow dividers protect the housing and elements of the device. After the medium flows through the throttle section formed by the gate 8 with the liner 10 and the saddle 5, the flow reaches its maximum speed and falls on a round cone 23, which provides a "splitting" of the flow through the holes 24 and a sharp decrease in noise level during further mixing.

Устройство работает следующим образом. При необходимости регулирования (увеличения) расхода транспортируемой среды вращают шпиндель 16 против часовой стрелки. При этом ответная резьба 20, связанная с правой резьбой нижнего 18 резьбового участка шпинделя 16, расположенная в пазу 15 привода 4 и неподвижно соединенная со штоком 12, перемещает последний вместе с первым плоским шибером 8 с вкладышем 10 и разгрузочным штоком 13 вниз относительно седла 5. Одновременно с этим ответная резьба 19, связанная с левой резьбой верхнего 17 резьбового участка шпинделя 16, расположенная в пазу 15 привода 4 и неподвижно соединенная с дополнительным штоком 14, перемещает последний вместе со вторым плоским шибером 8 с вкладышем 10 и разгрузочным штоком 13 вверх относительно седла 5 (вторая ступень регулирования). В результате этого отверстия 6 в седлах 5 синхронно частично открываются шиберами 8 с вкладышами 10 и происходит двухступенчатое регулирование (увеличение) расхода газа, при котором общий перепад давления на устройстве регулирующем равномерно распределяется между двумя ступенями регулирования.The device operates as follows. If necessary, control (increase) in the flow rate of the transported medium rotate the spindle 16 counterclockwise. In this case, the response thread 20, connected with the right thread of the lower 18 threaded portion of the spindle 16, located in the groove 15 of the actuator 4 and fixedly connected to the rod 12, moves the latter together with the first flat gate 8 with the liner 10 and the unloading rod 13 down relative to the seat 5. At the same time, the counter thread 19, connected with the left thread of the upper 17 threaded portion of the spindle 16, located in the groove 15 of the actuator 4 and fixedly connected to the additional rod 14, moves the latter together with the second flat gate 8 with the liner 10 and the unloading rod 13 upwards relative to the seat 5 (second stage of regulation). As a result of this, the openings 6 in the saddles 5 partially synchronously open with sliders 8 with inserts 10 and a two-stage regulation (increase) of gas flow occurs, in which the total pressure drop across the regulating device is evenly distributed between the two control stages.

Благодаря такой конструкции повышается надежность и увеличивается долговечность работы устройства регулирующего.Thanks to this design, reliability is increased and the durability of the regulating device is increased.

Claims

The regulating device, consisting of two flat gates with holes located in a common housing having coaxial bore holes, and a drive made in the form of a single spindle, on which there are two threaded sections with left-hand thread on the upper section and the right one on the lower, and both the threaded sections are connected with mating threads, providing simultaneous movement of both gates in the opposite direction, characterized in that the first flat gate is installed in the saddle, and the rod is located on the drive side, and opposite to the rod, there is a discharge rod, the diameter of which is equal to the diameter of the rod, connected to a flat gate, while in the case behind the saddle, identical to the saddle, with a second flat gate installed in it, the latter being turned through 180 ° and installed with the possibility of moving towards the first flat gate, while the second flat gate is connected to the identical unloading rod from the side of the unloading rod, and from the drive side to an additional rod, the diameter of which is also equal to the diameter rod, and the rod is fixedly connected to the mating thread associated with the right-hand thread in the lower portion of the spindle, and the additional stem is mated to the mating thread associated with the left-hand thread in the upper portion of the spindle, and the pitch of both threads is the same, while in the body behind each seat it is aligned a flow divider is located in the passage opening with the formation of a cavity, which is a perforated cylinder with a blind partition in the middle, made in the form of round cones, the vertices of which are located on the cylinder axis on both sides, The cylinder bores on both sides of the partition are communicated through the cavity, and the total area of the holes on each side of the cylinder is not less than the area of the bore in the saddle.