RU2414738C1

RU2414738C1 - Controlled discrete throttle

Info

Publication number: RU2414738C1
Application number: RU2009131101/28A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Васильевич Чернов (RU); Анатолий Васильевич Чернов; Павел Анатольевич Чернов (RU); Павел Анатольевич Чернов; Павел Викторович Ротермель (RU); Павел Викторович Ротермель; Вечаслав Демидович Кулаков (RU); Вечаслав Демидович Кулаков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Акционерная компания "Корвет" (ОАО "АК "Корвет")
Priority date: 2009-08-14
Filing date: 2009-08-14
Publication date: 2011-03-20

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: controlled discrete throttle consists of through case, of nut, of valve in form of hollow cylinder along generatrix of which there is made a row of through radial orifices at a specified interval and of specified diametre. The valve is connected to a setting shaft ejected outside through the nut and is contracted with a seat made as a bushing with a packing ring. The throttle also consists of a bushing with a scale whereon there are marked values of corresponding diameters of through orifices of the valve and an indicator. The valve rotates and conjugates its through orifices with the orifice of the seat. The valve is contracted with the seat installed into a boring of the case with the packing ring without an additional fastener. An oval slot is made at input of working medium into the case of the throttle. This slot is set off relative to lengthwise axis of the case downward. Also, width of the slot exceeds external diametre of the seat, while centre of upper radius of the slot is located on lengthwise axis of the case; the valve is contracted with the seat by means of force of the packing ring. Further, instead of the seat in the throttle case there can be made orifices internal diametre of which is equal to diametre of the orifice in the seat.

EFFECT: simplification of design and reduced wear and corrosion of valve with medium during operation.

3 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области регулирования расхода жидкости или газа и может быть использовано в нефтегазодобывающей и химической промышленности и предназначено преимущественно для вывода нефтяной или газовой скважины без ее остановки на заданный режим эксплуатации при добыче нефти или газа.The invention relates to the field of regulating the flow of liquid or gas and can be used in the oil and gas and chemical industries and is intended primarily for the withdrawal of an oil or gas well without stopping it to a predetermined mode of operation during oil or gas production.

Известен регулятор расхода по авт. свид. №1667018 (МПК G05D 7/01, 1989 г.), содержащий сквозной корпус, в котором установлена цилиндрическая вставка с поперечной перегородкой в ее средней части и радиальным отверстием в стенке до и после перегородки, образующая в корпусе три полости и две втулки с радиальными отверстиями, совпадающими с отверстиями вставки. Регулятор снабжен чувствительным элементом в виде трубчатой пружины, установочным штоком, выведенным наружу через корпус, и качающимся рычагом с опорной осью в продольной прорези, закрепленной с возможностью перемещения во вставке и одной из втулок. При регулировке расходов жидкости или газа изменяют соотношения плеч качающегося рычага, перемещая опорную ось в прорези рычага, что равносильно изменению величины наклона рабочей характеристики чувствительного элемента (трубчатой пружины). Однако этот регулятор имеет сложную конструкцию и не может быть использован в дискретном исполнении.Known flow controller for ed. testimonial. No. 1667018 (IPC G05D 7/01, 1989), comprising a through case in which a cylindrical insert with a transverse partition in its middle part and a radial hole in the wall before and after the partition is installed, forming three cavities and two bushings with radial holes matching the insert holes. The regulator is equipped with a sensing element in the form of a tubular spring, a mounting rod brought out through the housing, and a swinging lever with a support axis in a longitudinal slot fixed with the possibility of movement in the insert and one of the bushings. When adjusting the flow rates of liquid or gas, the ratios of the arms of the swinging lever are changed by moving the support axis in the slot of the lever, which is equivalent to a change in the slope of the working characteristic of the sensitive element (tubular spring). However, this regulator has a complex structure and cannot be used in discrete design.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению, принятый за прототип, является штуцер для фонтанной арматуры нефтяных скважин, описанный в свидетельстве на полезную модель №54443 (МПК G05D 7/01, 2006 г.). Штуцер содержит сквозной корпус, размещенный в нем регулирующий элемент в виде золотника, имеющего форму полого цилиндра, по образующей которого выполнен ряд сквозных радиальных отверстий. Золотник связан с установочным валом, поджат седлом давлением, создаваемым при добыче нефти или газа в выкидной линии фонтанной арматуры, и имеет возможность вращательного движения для совмещения его сквозных отверстий с отверстием седла. Сквозные отверстия золотника выполнены цилиндрическими с заданными шагами и диаметрами, определяемыми заданным расходом жидкости или газа, установочный вал снабжен указателем и втулкой со шкалой, на которой нанесены величины соответствующих диаметров сквозных отверстий золотника, а седло, гайка и установочный вал уплотнены резиновыми кольцами.The closest in technical essence to the claimed invention, adopted as a prototype, is a fitting for oil well fountain, described in the certificate for utility model No. 54443 (IPC G05D 7/01, 2006). The fitting comprises a through case, a regulating element placed therein in the form of a spool having the shape of a hollow cylinder, along the generatrix of which a series of through radial holes are made. The spool is connected to the installation shaft, preloaded by the seat with pressure created during oil or gas production in the flow line of the fountain valves, and has the possibility of rotational movement to combine its through holes with the hole of the seat. The through holes of the spool are cylindrical with the given steps and diameters determined by the specified flow rate of liquid or gas, the installation shaft is equipped with a pointer and a sleeve with a scale on which the values of the corresponding diameters of the through holes of the valve are plotted, and the seat, nut and installation shaft are sealed with rubber rings.

Недостатком известного штуцера является то, что он имеет седло и сложную конструкцию установки и крепления его в корпусе. Седло размещается в гайке, которая во избежание утечек рабочей среды по резьбе завернута в корпус с использованием герметика или масляной краски. Подача рабочей среды сначала через отверстие в седле и дальнейшее ее дросселирование с большой скоростью через отверстие в золотнике в его внутреннюю полость, а также резкое изменение направления потока после соударения с внутренней боковой стенкой золотника будут приводить к быстрому износу и размыванию золотника средой.A disadvantage of the known fitting is that it has a saddle and a complex structure for installing and fixing it in the housing. The seat is placed in a nut, which is wrapped in a housing using sealant or oil paint to prevent leakage of the process fluid. The supply of the working medium first through the hole in the seat and its further throttling at high speed through the hole in the spool into its inner cavity, as well as a sharp change in the direction of flow after impact with the inner side wall of the spool, will lead to rapid wear and erosion of the spool by the medium.

Задачей настоящего изобретения является упрощение конструкции дросселя и снижение износа и размывания средой в процессе эксплуатации золотника.The present invention is to simplify the design of the throttle and reduce wear and erosion of the medium during operation of the spool.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в дросселе дискретном регулируемом золотник поджат седлом, установленным в расточку корпуса с уплотнительным кольцом без дополнительного крепления, а на входе в корпус дросселя (по направлению движения рабочей среды) выполнен овальный паз, смещенный относительно продольной оси корпуса вниз, причем ширина паза больше, чем наружный диаметр седла, а центр верхнего радиуса паза находится на продольной оси корпуса.The problem is solved due to the fact that in the discrete adjustable throttle the spool is pressed in by a saddle installed in the housing bore with a sealing ring without additional fastening, and at the entrance to the throttle body (in the direction of the working fluid movement) an oval groove is made, shifted downward from the longitudinal axis of the housing, moreover, the groove width is greater than the outer diameter of the seat, and the center of the upper radius of the groove is on the longitudinal axis of the housing.

Вариант 1. В дросселе дискретном регулируемом в корпусе выполнено отверстие, ориентированное так, что при вращательном движении золотника осуществляется совмещение данного отверстия со сквозными отверстиями золотника, а на входе рабочей среды в корпусе дросселя выполнен овальный паз, смещенный относительно продольной оси корпуса вниз.Option 1. A hole is made in the discrete adjustable throttle in the housing, oriented so that when the spool rotates, this hole is combined with through-holes of the spool, and an oval groove is made in the throttle body at the inlet of the working medium, shifted downward relative to the longitudinal axis of the housing.

Вариант 2. В дросселе дискретном регулируемом проход отверстия, выполненного в корпусе, наплавлен износостойким твердосплавным материалом.Option 2. In a discrete adjustable inductor, the passage of the hole made in the housing is fused with wear-resistant carbide material.

Установка седла с уплотнительным кольцом в расточку корпуса без дополнительного крепления, а также подача рабочей среды под золотник через выполненный в корпусе овальный паз, смещенный относительно продольной оси корпуса и последующее ее дросселирование через отверстие золотника вдоль продольной оси седла или отверстие в корпусе, которое может быть наплавлено износостойким твердосплавным материалом, позволяет упростить конструкцию и значительно снизить износ и размывание средой золотника и корпуса в процессе эксплуатации.Installing a seat with a sealing ring in the bore of the body without additional fastening, as well as supplying a working medium under the spool through an oval groove made in the body, offset from the longitudinal axis of the body and then throttling it through the spool hole along the longitudinal axis of the seat or a hole in the body, which may be deposited by wear-resistant carbide material, allows to simplify the design and significantly reduce wear and erosion by the medium of the spool and housing during operation.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами, на которых на фиг.1 изображен общий вид дросселя, на фиг.2 - вид А дросселя, на фиг.3 - сечение Б-Б дросселя, на фиг.4 - вариант общего вида дросселя с отверстием в корпусе, на фиг.5 - вариант общего вида дросселя с наплавкой отверстия в корпусе износостойким твердосплавным материалом.The proposed technical solution is illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a general view of the throttle, in Fig. 2 is a view A of the throttle, in Fig. 3 is a section BB of the throttle, in Fig. 4 is a general view of the throttle with an opening in the housing , Fig.5 is a variant of a General view of the throttle with a weld hole in the housing wear-resistant carbide material.

Дроссель дискретный регулируемый содержит сквозной корпус 1, размещенный в нем регулирующий элемент в виде золотника 2, имеющего форму полого цилиндра, по образующей которого выполнен ряд сквозных радиальных отверстий 3. Золотник 2 связан с установочным валом 4, поджат седлом 5, выполненным в виде втулки с уплотнительным кольцом 6 из эластичного материала, и имеет возможность вращательного движения для совмещения его сквозных отверстий 3 с отверстием седла 5. Сквозные отверстия 3 золотника 2 выполнены цилиндрическими с заданными шагами и диаметрами, определяемыми заданным расходом жидкости или газа, установочный вал 4 снабжен втулкой со шкалой 7, на которой нанесены величины соответствующих диаметров сквозных отверстий 3 золотника 2, на корпусе 1 дросселя установлен указатель 8, а гайка 9 и установочный вал 4 уплотнены резиновыми кольцами 10, 11.The adjustable adjustable throttle contains a through housing 1, a regulating element placed in it in the form of a spool 2 having the shape of a hollow cylinder, along which a series of through radial holes 3 are made. The spool 2 is connected to the mounting shaft 4, pressed by a saddle 5, made in the form of a sleeve with the sealing ring 6 is made of elastic material, and has the possibility of rotational movement to combine its through holes 3 with the hole of the seat 5. Through holes 3 of the spool 2 are cylindrical with predetermined steps and meters, determined by the specified flow rate of liquid or gas, the mounting shaft 4 is equipped with a sleeve with a scale 7, on which are plotted the values of the corresponding diameters of the through holes 3 of the spool 2, a pointer 8 is mounted on the throttle body 1, and the nut 9 and the mounting shaft 4 are sealed with rubber rings 10, eleven.

Вариант 1. Дроссель дискретный регулируемый содержит сквозной корпус 1, размещенный в нем регулирующий элемент в виде золотника 2, имеющего форму полого цилиндра, по образующей которого выполнен ряд сквозных радиальных отверстий 3. Золотник 2 связан с установочным валом 4 и имеет возможность вращательного движения для совмещения его сквозных отверстий 3 с отверстием 12 в корпусе 1. Сквозные отверстия 3 золотника 2 выполнены цилиндрическими с заданными шагами и диаметрами, определяемыми заданным расходом жидкости или газа, установочный вал 4 снабжен втулкой со шкалой 7, на которой нанесены величины соответствующих диаметров сквозных отверстий 3 золотника 2, на корпусе 1 дросселя установлен указатель 8, а гайка 9 и установочный вал 4 уплотнены резиновыми кольцами 10, 11.Option 1. The adjustable adjustable throttle contains a through housing 1, a control element placed in it in the form of a spool 2 having the shape of a hollow cylinder, along which a series of through radial holes 3 are made. The spool 2 is connected to the mounting shaft 4 and has the possibility of rotational movement to combine its through holes 3 with a hole 12 in the housing 1. The through holes 3 of the spool 2 are cylindrical with predetermined steps and diameters determined by a given flow rate of liquid or gas, the mounting shaft 4 with abzhen sleeve 7 with scale on which are plotted the values of respective diameters of the through holes 3 spool 2, the housing 1 is installed a throttle pointer 8 and the nut 9 and the mounting shaft 4 sealed with rubber rings 10, 11.

Вариант 2. Дроссель дискретный регулируемый содержит сквозной корпус 1, размещенный в нем регулирующий элемент в виде золотника 2, имеющего форму полого цилиндра, по образующей которого выполнен ряд сквозных радиальных отверстий 3. Золотник 2 связан с установочным валом 4 и имеет возможность вращательного движения для совмещения его сквозных отверстий 3 с отверстием 12 в корпусе 1. Сквозные отверстия 3 золотника 2 выполнены цилиндрическими с заданными шагами и диаметрами, определяемыми заданным расходом жидкости или газа, установочный вал 4 снабжен втулкой со шкалой 7, на которой нанесены величины соответствующих диаметров сквозных отверстий 3 золотника 2, на корпусе 1 дросселя установлен указатель 8, а гайка 9 и установочный вал 4 уплотнены резиновыми кольцами 10, 11. Проход отверстия 12 в корпусе 1 наплавлен износостойким твердосплавным материалом 14.Option 2. The discrete adjustable throttle contains a through housing 1, a control element placed in it in the form of a spool 2 having the shape of a hollow cylinder, along which a series of through radial holes 3 are made. The spool 2 is connected to the mounting shaft 4 and has the possibility of rotational movement to combine its through holes 3 with a hole 12 in the housing 1. The through holes 3 of the spool 2 are cylindrical with predetermined steps and diameters determined by a given flow rate of liquid or gas, the mounting shaft 4 with It is loaded with a sleeve with a scale 7, on which the values of the corresponding diameters of the through holes 3 of the spool 2 are plotted, a pointer 8 is installed on the throttle body 1, and the nut 9 and the mounting shaft 4 are sealed with rubber rings 10, 11. The passage of the hole 12 in the housing 1 is fused with wear-resistant carbide material fourteen.

Конструкция дросселя позволяет производить установку седла 5 с уплотнительным кольцом 6 в расточку корпуса 1 изнутри через овальный паз 13, смещенный относительно продольной оси корпуса 1 вниз, т.к. ширина паза 13 больше, чем наружный диаметр седла 5, а центр верхнего радиуса паза 13 находится на продольной оси корпуса 1, а также подачу рабочей среды под золотник 2 и через отверстия 3 в золотнике в отверстие седла 5, при этом золотник 2 поджат седлом 5 усилием уплотнительного кольца 6.The design of the throttle allows you to install the saddle 5 with the sealing ring 6 in the bore of the housing 1 from the inside through an oval groove 13, offset downward from the longitudinal axis of the housing 1, because the width of the groove 13 is greater than the outer diameter of the seat 5, and the center of the upper radius of the groove 13 is located on the longitudinal axis of the housing 1, as well as the supply of the working medium under the spool 2 and through the holes 3 in the spool into the hole of the saddle 5, while the spool 2 is pressed by the saddle 5 the force of the sealing ring 6.

Вариант 1. Конструкция дросселя позволяет производить подачу рабочей среды под золотник 2 и через отверстия 3 в золотнике в отверстие 12 в корпусе 1.Option 1. The design of the throttle allows you to feed the working medium under the spool 2 and through the holes 3 in the spool into the hole 12 in the housing 1.

Вариант 2. Конструкция дросселя позволяет производить подачу рабочей среды под золотник 2 и через отверстия 3 в золотнике в отверстие 12 в корпусе 1, наплавленное износостойким твердосплавным материалом 14.Option 2. The design of the throttle allows you to feed the working medium under the spool 2 and through the holes 3 in the spool into the hole 12 in the housing 1, deposited with wear-resistant carbide material 14.

Дроссель работает следующим образом.The throttle operates as follows.

Дроссель монтируется на выкидной линии фонтанной арматуры перед задвижкой. Установка требуемого расхода нефти или газа производится путем поворота установочного вала 4 до совмещения необходимого деления втулки 7 с указателем 8, в результате чего происходит поворот золотника 2 и совмещение требуемого сквозного отверстия 3 в золотнике 2 с отверстием седла 5 или отверстием 12 в корпусе 1.The throttle is mounted on the flow line of the fountain valves in front of the valve. The required oil or gas flow rate is set by turning the mounting shaft 4 until the necessary division of the sleeve 7 is combined with the pointer 8, as a result of which the spool 2 is rotated and the required through hole 3 in the spool 2 is aligned with the seat hole 5 or hole 12 in the housing 1.

Простота конструкции дросселя дискретного регулируемого, а также снижение износа и размывания золотника средой позволяют повысить его надежность при выводе нефтяных и газовых скважин на заданный режим эксплуатации без их остановки.The simplicity of the design of the discrete adjustable throttle, as well as the reduction of wear and erosion of the spool by the medium, make it possible to increase its reliability when oil and gas wells are brought to the specified operating mode without stopping them.

Claims

1. Adjustable discrete throttle, comprising a through housing, a nut, a regulating element in the form of a spool having the form of a hollow cylinder, a series of through radial holes formed with a given pitch and diameters, and connected to the outgoing shaft through the nut, and pressed by a saddle made in the form of a sleeve with a sealing ring made of elastic material, a sleeve with a scale on which the values of the corresponding diameters of the through holes of the spool are plotted, and a pointer to In addition, the spool has the possibility of rotational movement to combine its through holes with the seat bore, and the nut and the mounting shaft are sealed with rubber rings, characterized in that the spool is pressed by a seat installed in the bore of the housing with a sealing ring without additional fastening, and at the input of the working medium an oval groove is made in the throttle body, displaced downward relative to the longitudinal axis of the housing, the groove width being larger than the outer diameter of the seat, and the center of the upper radius of the groove located on the longitudinal si case, while the spool is tightened by the saddle force of the o-ring.

2. Adjustable discrete throttle comprising a through housing, a nut, a regulating element in the form of a spool having the shape of a hollow cylinder, a series of through radial holes formed with a given pitch and diameters, and connected with an installation shaft brought out through the nut; a sleeve with a scale on which the values of the corresponding diameters of the through holes of the spool are plotted, and a pointer, the spool has the possibility of rotational movement, in addition, the nut and the mounting shaft are sealed rubber rings, characterized in that the housing has an opening oriented so that the rotational movement of the spool carried alignment holes with through holes of the spool, and the inlet of the working medium in the throttle body is configured oval slot offset relative to the longitudinal axis of the housing bottom.

3. Adjustable discrete choke according to claim 2, characterized in that the passage of the hole made in the housing is fused with a wear-resistant carbide material.