RU2714031C1 - Working fluid flow control device - Google Patents

Working fluid flow control device Download PDF

Info

Publication number
RU2714031C1
RU2714031C1 RU2019114376A RU2019114376A RU2714031C1 RU 2714031 C1 RU2714031 C1 RU 2714031C1 RU 2019114376 A RU2019114376 A RU 2019114376A RU 2019114376 A RU2019114376 A RU 2019114376A RU 2714031 C1 RU2714031 C1 RU 2714031C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flow
fitting
diaphragm mechanism
assembly
arcuate
Prior art date
Application number
RU2019114376A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Александрович Азеев
Александр Егорович Азеев
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (ФГАОУ ВО СФУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (ФГАОУ ВО СФУ) filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" (ФГАОУ ВО СФУ)
Priority to RU2019114376A priority Critical patent/RU2714031C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2714031C1 publication Critical patent/RU2714031C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/02Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor
    • F16K3/03Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with flat sealing faces; Packings therefor with a closure member in the form of an iris-diaphragm
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/30Details

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Flow Control (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to machine building and can be used as a device for control of flow of working agent pumped through pipeline. Piston device for controlling working agent flow, which is installed in pipeline, comprises drive 1 and body with round passage section, inside of which there is a diaphragm mechanism, diagram mechanism comprises cam ring 18, base ring 19 and lobes assembly, comprising a plurality of intermediate rings 20, connected to each other by means of support rods 21, a plurality of sliding rods 22, and a plurality of lobes made in the form of arc-shaped plates 23, oriented along circumference in plane and stepwise along helical spiral in volume of through section of nozzle device, as well as required kinematic connections between them.
EFFECT: invention is aimed at creation of reliable and process during operation of choke device for smooth adjustment of diameter of its flow section and simultaneous centering of working medium flow pumped through pipeline, in particular through wellhead production valve of oil and gas well or through pulp duct.
9 cl, 11 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве устройства для управления потоком рабочего агента, перекачиваемого через трубопровод, в частности через устьевую фонтанную арматуру нефтегазовой скважины или через пульпопровод.The invention relates to mechanical engineering and can be used as a device for controlling the flow of a working agent pumped through a pipeline, in particular, through wellhead fountain fittings of an oil and gas well or through a slurry pipeline.

При добыче нефти для регулировки расхода жидкости, перекачиваемого через устьевую фонтанную арматуру нефтегазовой скважины, используют штуцерные устройства. Однако, стандартные штуцерные устройства не позволяют центрировать перекачиваемый поток жидкости и одновременно плавно регулировать диаметр его проходного сечения в зависимости от параметров системы «пласт - скважина - штуцерное устройство», например, от величин давления и температуры на забое, величин устьевого и затрубного давления, величин устьевой и затрубной температуры, от значения обводненности перекачиваемого потока жидкости, и количества механических примесей и содержания газа в нем. Причем резкое сужение диаметра проходного сечения штуцерного устройства может привести к повышению его гидравлического сопротивления, образованию парафиновых и гидратных пробок в нем и, как следствие, к чрезмерному повышению давления на забое. Это может привести к аварии. Резкое расширение диаметра проходного сечения штуцерного устройства приводит к внутрипластовому разгазированию нефти и снижению фазовой проницаемости скважины.In oil production, choke devices are used to adjust the flow rate of fluid pumped through the wellhead fountain fittings of an oil and gas well. However, standard choke devices do not allow you to center the pumped fluid flow and at the same time smoothly adjust the diameter of its flow cross-section depending on the parameters of the "reservoir - well - choke device" system, for example, on pressure and temperature at the bottom, wellhead and annular pressure values, values wellhead and annular temperature, on the water cut value of the pumped fluid stream, and the amount of solids and gas content in it. Moreover, a sharp narrowing of the diameter of the bore of the fitting can lead to an increase in its hydraulic resistance, the formation of paraffin and hydrate plugs in it and, as a result, to an excessive increase in pressure at the bottom. This may cause an accident. A sharp expansion of the bore diameter of the nozzle device leads to in-situ gas degassing and a decrease in the phase permeability of the well.

Лепестки в стандартном механизме ирисовой диафрагмы, позволяющим центрировать перекачиваемый поток жидкости и одновременно плавно регулировать диаметр его проходного сечения, слишком тонкие. Это приводит к быстрому износу и, как следствие, к выходу из строя стандартного механизма ирисовой диафрагмы.The petals in the standard iris diaphragm mechanism, which allows you to center the pumped fluid flow and at the same time smoothly adjust the diameter of its flow area, are too thin. This leads to rapid wear and, as a result, to failure of the standard mechanism of the iris diaphragm.

Поэтому актуальной задачей является разработка надежного и технологичного при эксплуатации штуцерного устройства для плавного управления перекачиваемым потоком рабочего агента.Therefore, the urgent task is to develop a reliable and technologically advanced choke device for smooth control of the pumped flow of the working agent.

Известно устройство для регулировки расходом жидкости, описанное в (RU 2246652 С1, МПК F16K 3/06, F16K 27/04, опубл. 20.02.2015), содержащее дисковый шибер с зубчатым сектором, взаимодействующим с приводной шестерней, причем зубчатый сектор на дисковом шибере выполнен замкнутым, дисковый шибер имеет не менее двух проходных отверстий разного диаметра, оси которых расположены на одинаковом расстоянии друг от друга, равном 0.85…1.2 диаметра наибольшего проходного отверстия.A device for adjusting the flow rate of the liquid is described in (RU 2246652 C1, IPC F16K 3/06, F16K 27/04, publ. 02/20/2015) containing a disk gate with a gear sector interacting with a drive gear, and the gear sector on a disk gate made closed, the disk gate has at least two passage holes of different diameters, the axes of which are located at the same distance from each other, equal to 0.85 ... 1.2 of the diameter of the largest passage hole.

Недостатком известного устройства является то, что его конструкция не обеспечивает плавную регулировку расхода жидкости, перекачиваемой через устьевую фонтанную арматуру нефтегазовой скважины.A disadvantage of the known device is that its design does not provide a smooth adjustment of the flow rate of the fluid pumped through the wellhead fountain fittings of an oil and gas well.

Наиболее близким к заявленному является устройство для управления потоком рабочего агента, описанное в (WO 2017011575 А1, СПК F16K 3/03, опубл. 19.01.2017), содержащее привод и корпус с круглым проходным сечением, внутри которого размещен механизм диафрагмы, содержащий кулачковое кольцо с множеством пазов, кинематически связанное с приводом, базовое кольцо с множеством опорных отверстий, расположенных на одинаковом расстоянии от его центра и на равных расстояниях друг от друга, и множество лепестков, выполненных в виде дугообразных пластин, ориентированных по окружности в плоскости проходного сечения штуцерного устройства, при этом каждая дугообразная пластина установлена с возможностью вращения на соответствующем опорном стрежне, установленном в соответствующем опорном отверстии на базовом кольце, и с возможностью смещения на соответствующем скользящим стрежне, установленном в соответствующем пазе на кулачковом кольце, причем количество пазов на кулачковом кольце равно количеству дугообразных пластин, при этом в открытом состоянии штуцерного устройства диаметр его проходного сечения определен внутренним диаметром кулачкового кольца, равного внутреннему диаметру базового кольца.Closest to the claimed is a device for controlling the flow of the working agent described in (WO 2017011575 A1, SEC F16K 3/03, publ. 01/19/2017), containing a drive and a housing with a circular bore, inside which is placed a diaphragm mechanism containing a cam ring with many grooves, kinematically connected with the drive, the base ring with many support holes located at the same distance from its center and at equal distances from each other, and many petals made in the form of arched plates, oriented circumferentially in the plane of the passage section of the nozzle device, wherein each arcuate plate is mounted to rotate on the corresponding support rod installed in the corresponding support hole on the base ring, and to be offset on the corresponding sliding rod installed in the corresponding groove on the cam ring, moreover, the number of grooves on the cam ring is equal to the number of arched plates, while in the open state of the nozzle device, the diameter of its passage with cheniya defined cam ring inner diameter equal to the inner diameter of the base ring.

Недостатком известного устройства является то, что в процессе дросселирования перекачиваемого потока рабочего агента в промежуточных положениях тонкие лепестки механизма диафрагмы подвергается сильному и быстрому износу вследствие воздействия на нее агрессивной среды, имеющей механические примеси. Другим недостатком известного устройства является высокая вероятность замерзания и скопления отложений под направляющими клапана, что может привести к заклиниванию всего устройства.A disadvantage of the known device is that in the process of throttling the pumped flow of the working agent in intermediate positions, the thin lobes of the diaphragm mechanism undergo strong and rapid wear due to the action of an aggressive medium having mechanical impurities. Another disadvantage of the known device is the high probability of freezing and accumulation of deposits under the valve guides, which can lead to jamming of the entire device.

Технической задачей, решаемой изобретением, является создание надежного и технологичного при эксплуатации штуцерного устройства для плавной регулировки диаметра его проходного сечения и одновременного центрирования потока рабочего агента, перекачиваемого через трубопровод, в частности через устьевую фонтанную арматуру нефтегазовой скважины или через пульпопровод.The technical problem solved by the invention is the creation of a reliable and technologically advanced choke device in operation for smoothly adjusting the diameter of its flow cross-section and at the same time centering the flow of the working agent pumped through the pipeline, in particular through wellhead fountain fittings of an oil and gas well or through a slurry pipeline.

Поставленная задача решается тем, что в штуцерном устройстве для управления потоком рабочего агента, содержащим привод и корпус с круглым проходным сечением, внутри которого размещен механизм диафрагмы, содержащий кулачковое кольцо с множеством пазов, кинематически связанное с приводом, базовое кольцо с множеством опорных отверстий, расположенных на одинаковом расстоянии от его центра и на равных расстояниях друг от друга, и множество лепестков, выполненных в виде дугообразных пластин, ориентированных по окружности в плоскости проходного сечения штуцерного устройства, при этом каждая дугообразная пластина установлена с возможностью вращения на соответствующем опорном стрежне, установленном в соответствующем опорном отверстии на базовом кольце, и с возможностью смещения на соответствующем скользящим стрежне, установленном в соответствующем пазе на кулачковом кольце, причем количество пазов на кулачковом кольце равно количеству дугообразных пластин, при этом в открытом состоянии штуцерного устройства диаметр его проходного сечения определен внутренним диаметром кулачкового кольца, равного внутреннему диаметру базового кольца, согласно изобретению механизм диафрагмы содержит размещенную между кулачковым и базовыми кольцами сборку лепестков, содержащую множество промежуточных колец с опорными отверстиями, соединенных друг с другом посредством опорных стержней, множество скользящих стержней и множеством дугообразных пластин, ориентированных ступенчато по винтовой спирали в объеме проходного сечения штуцерного устройства, при этом в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы на внутренней стенке каждого промежуточного кольца выполнены два рабочих паза и множество вспомогательных пазов, а каждая дугообразная пластина, установленная внутри соответствующего промежуточного кольца, снабжена двумя проушинами, размеры которых ответны размерам рабочих пазов на внутренней стенке соответствующего промежуточного кольца, при этом в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы каждый опорный стержень вставлен в одну из проушин каждой дугообразной пластины и в соответствующие опорные отверстия на промежуточных кольцах, а один из торцов каждого скользящего стержня, размещенного в соответствующих вспомогательных пазах на внутренних стенках промежуточных колец, закреплен в другой проушине каждой дугообразной пластины.The problem is solved in that in the nozzle device for controlling the flow of the working agent, containing the drive and the housing with a circular bore, inside of which there is a diaphragm mechanism containing a cam ring with many grooves, kinematically connected with the drive, a base ring with many support holes located at the same distance from its center and at equal distances from each other, and many petals made in the form of arched plates, oriented in a circle in the plane of the passage cross-section of the fitting device, wherein each arcuate plate is mounted rotatably on a corresponding support rod installed in a corresponding support hole on the base ring, and can be displaced on a corresponding sliding rod installed in a corresponding groove on the cam ring, wherein the number of grooves on the cam the ring is equal to the number of arcuate plates, while in the open state of the nozzle device, the diameter of its bore is determined by the inner diameter m of a cam ring equal to the inner diameter of the base ring, according to the invention, the diaphragm mechanism comprises a petal assembly located between the cam and base rings, comprising a plurality of intermediate rings with support holes connected to each other by support rods, a plurality of sliding rods and a plurality of arcuate plates oriented in steps along a helical spiral in the volume of the passage section of the fitting device, while in the said assembly of the petals of the diaphragm mechanism on the inside Two working grooves and many auxiliary grooves are made on the inner wall of each intermediate ring, and each arcuate plate installed inside the corresponding intermediate ring is equipped with two eyes, the dimensions of which correspond to the dimensions of the working grooves on the inner wall of the corresponding intermediate ring, while in the aforementioned assembly of the diaphragm mechanism petals each support rod is inserted into one of the eyes of each arcuate plate and into the corresponding support holes on the intermediate rings And one of the ends of each sliding rod disposed in the respective auxiliary grooves on the inner walls of the intermediate ring is fixed to the other lug of each arcuate plate.

В частном случае использования заявленного устройства привод, кинематически связанный с кулачковым кольцом, связан с микроконтроллером, соответствующие входные порты которого соответственно соединены с выходными портами датчика положения дугообразных пластин в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы, датчика перепада давления в штуцерном устройстве, датчика забойного давления, датчика затрубного давления, датчика температуры забоя, датчика температуры устья, датчика расхода потока жидкости, датчика обводненности потока жидкости и блока для определения количества механических примесей в потоке жидкости, а приемопередающие порты микроконтроллера соединены с приемопередающими портами приемопередающего блока пульта оператора.In the particular case of using the claimed device, the drive kinematically connected to the cam ring is connected to a microcontroller, the corresponding input ports of which are respectively connected to the output ports of the arc-shaped position sensor in the aforementioned assembly of the diaphragm mechanism petals, differential pressure sensor in the nozzle device, bottom-hole pressure sensor, sensor annular pressure, face temperature sensor, wellhead temperature sensor, liquid flow rate sensor, water cut sensor w dkosti block and to determine the amount of solids in the liquid stream, and transceiver ports of microcontroller connected to the transceiver ports attendant console transceiver unit.

В частном случае использования заявленного устройства привод, кинематически связанный с кулачковым кольцом, связан с микроконтроллером, соответствующие входные порты которого соответственно соединены с выходными портами датчика положения дугообразных пластин в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы, датчика перепада давления в штуцерном устройстве и датчика расхода потока пульпы, а приемопередающие порты микроконтроллера соединены с приемопередающими портами приемопередающего блока пульта оператора.In the particular case of using the claimed device, the drive kinematically connected with the cam ring is connected to a microcontroller, the corresponding input ports of which are respectively connected to the output ports of the arc-shaped position sensor in the aforementioned assembly of the diaphragm mechanism petals, differential pressure sensor in the nozzle device and pulp flow rate sensor, and the transceiver ports of the microcontroller are connected to the transceiver ports of the transceiver unit of the operator console.

В частном случае использования заявленного устройства в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы каждая дугообразная пластина имеет форму с наименьшим гидравлическим сопротивлением.In the particular case of using the claimed device in the aforementioned assembly of the petals of the diaphragm mechanism, each arcuate plate has the shape with the least hydraulic resistance.

Также в этом частном случае использования заявленного устройства в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы по крайней мере одна из дугообразных пластин снабжена выступом, выполненным на ее внутренней торцевой поверхности.Also in this particular case of using the claimed device in the said assembly of the petals of the diaphragm mechanism, at least one of the arcuate plates is provided with a protrusion made on its inner end surface.

Также в этом частном случае использования заявленного устройства в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы по крайней мере одна из дугообразных пластин снабжена двумя выступами, соответственно выполненными на ее внешней и внутренних торцевых поверхностях.Also in this particular case of using the claimed device in the said assembly of the petals of the diaphragm mechanism, at least one of the arcuate plates is provided with two protrusions, respectively made on its outer and inner end surfaces.

В частном случае использования заявленного устройства в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы скользящие стрежни выполнены различной длины.In the particular case of using the claimed device in the said assembly of the petals of the diaphragm mechanism, the sliding rods are made of various lengths.

В частном случае использования заявленного устройства пазы на кулачковом кольце имеет дугообразную форму.In the particular case of using the claimed device, the grooves on the cam ring have an arcuate shape.

В частном случае использования заявленного устройства кулачковое кольцо кинематически связано с приводом посредством шестерни, установленной на валу привода.In the particular case of using the claimed device, the cam ring is kinematically connected to the drive by means of a gear mounted on the drive shaft.

За счет того, что в конструкции заявленного устройства механизм диафрагмы содержит размещенную между кулачковым и базовыми кольцами сборку лепестков, содержащую множество промежуточных колец с опорными отверстиями, соединенных друг с другом посредством опорных стержней, множество скользящих стержней и множеством дугообразных пластин, ориентированных ступенчато по винтовой спирали в объеме проходного сечения штуцерного устройства, достигается плавность регулировки диаметра его проходного сечения с одновременным центрированием потока рабочего агента, перекачиваемого через трубопровод, в частности через устьевую фонтанную арматуру нефтегазовой скважины или через пульпопровод. Как следствие, это повышает надежность и технологичность при эксплуатации заявленного устройства.Due to the fact that in the design of the claimed device, the diaphragm mechanism comprises a petal assembly located between the cam and base rings, comprising a plurality of intermediate rings with support holes connected to each other by support rods, a plurality of sliding rods and a plurality of arcuate plates oriented in a spiral spiral fashion in the volume of the bore of the nozzle device, smoothness of adjustment of the diameter of its bore with simultaneous centering along eye working fluid, pumped through a conduit, in particular through a wellhead christmas tree oil and gas wells, or through the slurry pipeline. As a result, this increases the reliability and manufacturability during operation of the claimed device.

Кроме того, ступенчатое по винтовой спирали размещение дугообразных пластин в объеме проходного сечения штуцерного устройства в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы позволяет использовать в механизме диафрагмы заявленного устройства толстые лепестки, что снижает износ таких лепестков механизма диафрагмы в процессе дросселирования перекачиваемого потока рабочего агента в промежуточных положениях штуцерного устройства. Также такое размещение дугообразных пластин в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы обеспечивает закручивание перекачиваемого потока рабочего агента и, как следствие, снижение вероятности замерзания и зарастания отложениями проходного сечения штуцерного устройства, установленного в трубопроводе.In addition, the stepwise spiral arrangement of the arcuate plates in the flow area of the fitting device in the aforementioned assembly of the petals of the diaphragm mechanism allows the use of thick petals in the diaphragm mechanism of the claimed device, which reduces the wear of such petals of the diaphragm mechanism during the throttling of the pumped flow of the working agent in the intermediate positions of the fitting devices. Also, such an arrangement of arched plates in the aforementioned assembly of the lobes of the diaphragm mechanism ensures the swirling of the pumped flow of the working agent and, as a result, reduces the likelihood of freezing and overgrowth by deposits of the passage section of the fitting installed in the pipeline.

За счет того, что в частном случае использования заявленного устройства привод, кинематически связанный с кулачковым кольцом, связан с микроконтроллером, соответствующие входные порты которого соответственно соединены с выходными портами датчика положения дугообразных пластин в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы, датчика перепада давления в штуцерном устройстве, датчика забойного давления, датчика затрубного давления, датчика температуры забоя, датчика температуры устья, датчика расхода потока жидкости, датчика обводненности потока жидкости и блока для определения количества механических примесей в потоке жидкости, а приемопередающие порты микроконтроллера соединены с приемопередающими портами приемопередающего блока пульта оператора, обеспечивается возможность автоматического плавного управления расходом потока жидкости, перекачиваемого через устьевую фонтанную арматуру нефтегазовой скважины, в зависимости от основных параметров системы «пласт - скважина - штуцерное устройство».Due to the fact that in the particular case of using the inventive device, the drive kinematically connected to the cam ring is connected to a microcontroller, the corresponding input ports of which are respectively connected to the output ports of the position sensor of the arcuate plates in the said assembly of the lobes of the diaphragm mechanism, the differential pressure sensor in the choke device, bottomhole pressure sensor, annular pressure sensor, bottomhole temperature sensor, wellhead temperature sensor, fluid flow rate sensor, bypass sensor the fluid flow and the unit for determining the amount of mechanical impurities in the fluid flow, and the transceiver ports of the microcontroller are connected to the transceiver ports of the transceiver unit of the operator panel, it is possible to automatically smoothly control the flow rate of the fluid flow pumped through the wellhead fountain of an oil and gas well, depending on the main system parameters "Reservoir - well - fitting device."

Основными параметрами системы «пласт - скважина - штуцерное устройство» являются местоположение дугообразных пластин в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы, величина перепада давления в штуцерном устройстве, величины забойного и затрубного давлений, величины температур забоя и устья, величина объема расхода потока жидкости, перекачиваемого через устьевую фонтанную арматуру нефтегазовой скважины, а также значение его обводненности и количество механических примесей в нем.The main parameters of the "reservoir - well - choke device" system are the location of the arched plates in the aforementioned assembly of the diaphragm mechanism petals, the pressure drop in the choke device, the bottomhole and annular pressures, the bottomhole and wellhead temperatures, the volume of the fluid flow rate pumped through the wellhead the oil and gas well’s fountain reinforcement, as well as the value of its water cut and the amount of mechanical impurities in it.

За счет того, что в частном случае использования заявленного устройства привод, кинематически связанный с кулачковым кольцом, связан с микроконтроллером, соответствующие входные порты которого соответственно соединены с выходными портами датчика положения дугообразных пластин в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы, датчика перепада давления в штуцерном устройстве и датчика расхода потока пульпы, а приемопередающие порты микроконтроллера соединены с приемопередающими портами приемопередающего блока пульта оператора, обеспечивается возможность автоматического плавного управления расходом потока пульпы, перекачиваемого через пульпопровод, в зависимости от основных параметров системы «пульпопровод - штуцерное устройство».Due to the fact that in the particular case of using the inventive device, the drive kinematically connected to the cam ring is connected to a microcontroller, the corresponding input ports of which are respectively connected to the output ports of the position sensor of the arcuate plates in the aforementioned assembly of the lobes of the diaphragm mechanism, the differential pressure sensor in the choke device and the pulp flow rate sensor, and the transceiver ports of the microcontroller are connected to the transceiver ports of the transceiver unit of the operator console, The possibility of automatic smooth control of the flow rate of the pulp pumped through the slurry pipeline is provided, depending on the main parameters of the “slurry pipeline - nipple device” system.

Основными параметрами системы «пульпопровод - штуцерное устройство» являются местоположение дугообразных пластин в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы, величина перепада давления в штуцерном устройстве и величина объема расхода потока пульпы, перекачиваемого через пульпопровод.The main parameters of the “slurry piping - choke device” system are the location of the arcuate plates in the aforementioned diaphragm assembly of the diaphragm mechanism, the pressure drop in the choke device and the volume of the flow rate of the pulp pumped through the slurry pipe.

Автоматизация управления расходом потока рабочего агента, перекачиваемого через трубопровод, в частности через устьевую фонтанную арматуру нефтегазовой скважины или через пульпопровод, в зависимости от перечисленных выше параметров системы «пласт - скважина - штуцерное устройство» или «пульпопровод - штуцерное устройство» соответственно, обеспечивает повышение надежности работы штуцерного устройства, а также снижение затрат энергии на регулировку диаметра его проходного сечения.Automation of the flow control of the flow of the working agent pumped through the pipeline, in particular through the wellhead fountain fittings of an oil and gas well or through a slurry pipeline, depending on the above parameters of the "reservoir - well - choke device" or "slurry pipe - choke device" system, respectively, provides increased reliability the operation of the fitting, as well as reducing energy costs for adjusting the diameter of its bore.

Кроме того, такая автоматизация управления расходом перекачиваемого потока рабочего агента обеспечивает повышение технологичности при эксплуатации штуцерного устройства за счет подстройки местоположения дугообразных пластин в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы в случае засорения заявленного устройства, когда резко уменьшается диаметр его проходного сечения, или в случае износа дугообразных пластин, когда резко увеличивается диаметр проходного сечения заявленного устройства.In addition, such automation of controlling the flow rate of the pumped flow of the working agent provides an increase in manufacturability during operation of the nozzle device by adjusting the location of the arcuate plates in the aforementioned assembly of the lobes of the diaphragm mechanism in case of clogging of the claimed device, when the diameter of its passage section decreases sharply, or in case of wear of the arcuate plates when the diameter of the bore of the claimed device sharply increases.

При этом автоматизация управления расходом потока жидкости, перекачиваемого через устьевую фонтанную арматуру нефтегазовой скважины, в зависимости от перечисленных выше параметров системы «пласт - скважина - штуцерное устройство» также обеспечивает повышение объема добычи нефти и газа за счет:At the same time, the automation of the control of the flow rate of the fluid pumped through the wellhead fountain fittings of the oil and gas well, depending on the above parameters of the "reservoir - well - choke device" system also provides an increase in oil and gas production due to:

- поддержания постоянной оптимальной величины депрессии на пласт,- maintaining a constant optimal value of depression on the reservoir,

- увеличения срока фонтанирования нефтегазовой скважин,- increase the period of flowing oil and gas wells,

- снижения вероятности образования парафиновых и гидратных пробок,- reduce the likelihood of formation of paraffin and hydrate plugs,

- уменьшения негативного влияния газового фактора,- reduce the negative impact of the gas factor,

- снижения токовых нагрузок погружного электродвигателя электронасоса при выводе скважин на режим,- reducing current loads of a submersible electric motor of an electric pump when putting wells into operation,

- оптимизации работ по исследованию скважин.- optimization of well research.

За счет того, что в частном случае использования заявленного устройства каждая дугообразная пластина имеет форму с наименьшим гидравлическим сопротивлением, обеспечивается снижение гидравлического сопротивления дугообразных лепестков в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы.Due to the fact that in the particular case of using the claimed device, each arcuate plate has a shape with the lowest hydraulic resistance, the hydraulic resistance of the arcuate lobes in the said assembly of the lobes of the diaphragm is reduced.

При этом выполнение выступов на внешней торцевой поверхности дугообразных пластин также обеспечивает снижение их гидравлического сопротивления, а выполнение выступов на внутренней торцевой поверхности дугообразных пластин центрирует и синхронизирует их движения в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы, а так же повышает герметичность их соединения.Moreover, the implementation of the protrusions on the outer end surface of the arcuate plates also reduces their hydraulic resistance, and the implementation of the protrusions on the inner end surface of the arcuate plates centers and synchronizes their movements in the aforementioned assembly of the lobes of the diaphragm mechanism, and also increases the tightness of their connection.

Сущность заявленного устройства иллюстрируется графическими материалами, на которых:The essence of the claimed device is illustrated by graphic materials on which:

на фиг. 1а схематично изображено заявленное устройство в поперечном разрезе;in FIG. 1a is a schematic cross-sectional view of the claimed device;

на фиг. 1б схематично изображена принципиальная схема автоматического управления потоком жидкости;in FIG. 1b schematically shows a schematic diagram of automatic control of a fluid flow;

на фиг. 1в - принципиальная схема автоматического управления потоком пульпы;in FIG. 1c is a schematic diagram of automatic pulp flow control;

на фиг. 2 изображен сбоку в разобранном виде механизм диафрагмы в заявленном устройстве;in FIG. 2 shows an exploded side view of the diaphragm mechanism in the claimed device;

на фиг. 3 - спереди по направлению к перекачиваемому потоку рабочего агента в сборке механизм диафрагмы в заявленном устройстве;in FIG. 3 - front in the direction of the pumped stream of the working agent in the assembly of the diaphragm mechanism in the claimed device;

на фиг. 4 - сверху внешний вид промежуточного кольца;in FIG. 4 - top view of the intermediate ring;

на фиг. 5 - сверху внешний вид кулачкового кольца;in FIG. 5 - top view of the cam ring;

на фиг. 6 - сверху внешний вид дугообразной пластины;in FIG. 6 - top view of the arcuate plate;

на фиг. 7 изображена аксонометрическая проекция дугообразной пластины;in FIG. 7 is a perspective view of an arcuate plate;

на фиг. 8 представлен сверху по направлению к перекачиваемому потоку рабочего агента внешний вид заявленного устройства в положении «открыто»;in FIG. 8 is a plan view of the claimed device in the “open” position;

на фиг. 9 и 10 - внешний вид заявленного устройства в промежуточных положениях;in FIG. 9 and 10 - the appearance of the claimed device in intermediate positions;

на фиг. 11 - внешний вид заявленного устройства в положении «закрыто».in FIG. 11 - appearance of the claimed device in the "closed" position.

Штуцерное устройство для управления потоком рабочего агента, установленное в трубопроводе, содержит привод 1 и корпус с круглым проходным сечением, внутри которого размещен механизм диафрагмы (см. фиг. 1а)The fitting device for controlling the flow of the working agent installed in the pipeline contains a drive 1 and a housing with a circular bore, inside which the diaphragm mechanism is placed (see Fig. 1a)

В частном случае использования заявленное устройство, установленное на устьевой фонтанной арматуре нефтегазовой скважины, также содержит микроконтроллер 2, связанный с приводом 1, датчик 3 положения дугообразных пластин в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы, датчик 4 перепада давления в штуцерном устройстве, датчик 5 забойного давления, датчик 6 затрубного давления, датчик 7 температуры забоя, датчик 8 температуры устья, датчик 9 расхода потока жидкости, датчик 10 обводненности потока жидкости, блок 11 для определения количества механических примесей в потоке жидкости и приемопередающий блок 12 пульта оператора (см. фиг. 1б). Соответствующие входные порты микроконтроллера 2 соответственно соединены с выходными портами датчика 3 положения дугообразных пластин в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы, датчика 4 перепада давления в штуцерном устройстве, датчика 5 забойного давления, датчика 6 затрубного давления, датчика 7 температуры забоя, датчика 8 температуры устья, датчика 9 расхода потока жидкости, датчика 10 обводненности потока жидкости и блока 11 для определения количества механических примесей в потоке жидкости, а приемопередающие порты микроконтроллера 2 соединены с приемопередающими портами приемопередающего блока 12 пульта оператора (см. фиг. 1б).In a particular case of use, the claimed device installed on the wellhead fountain of an oil and gas well also contains a microcontroller 2 connected to the actuator 1, a sensor 3 of the position of the arcuate plates in the aforementioned assembly of the petals of the diaphragm mechanism, a differential pressure sensor 4 in the fitting, a bottomhole pressure sensor 5, annular pressure sensor 6, bottomhole temperature sensor 7, wellhead temperature sensor 8, liquid flow rate sensor 9, liquid flow rate sensor 10, block 11 for determining the amount Mechanical Protection impurities in a liquid stream and a transceiving unit 12, the remote operator (see. FIG. 1b). The corresponding input ports of the microcontroller 2 are respectively connected to the output ports of the arcuate plate position sensor 3 in the aforementioned assembly of the diaphragm mechanism petals, differential pressure sensor 4 in the choke device, bottomhole pressure sensor 5, annular pressure sensor 6, bottomhole temperature sensor 7, wellhead temperature sensor 8, a fluid flow rate sensor 9, a water flow sensor 10, and a fluid block 11 for determining the amount of solids in the fluid stream, and micro-transceiver ports The scooter 2 is connected to the transceiver ports of the transceiver unit 12 of the operator panel (see Fig. 1b).

В частном случае использования заявленное устройство, установленное в пульпопроводе, также содержит микроконтроллер 2, связанный с приводом 1, датчик 3 положения дугообразных пластин в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы, датчик 4 перепада давления в штуцерном устройстве, датчик 13 расхода потока пульпы и приемопередающий блок 12 пульта оператора (см. фиг. 1в). Соответствующие входные порты микроконтроллера 2 соответственно соединены с выходными портами датчика 3 положения дугообразных пластин в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы, датчика 4 перепада давления в штуцерном устройстве и датчика 13 расхода потока пульпы, а приемопередающие порты микроконтроллера 2 соединены с приемопередающими портами приемопередающего блока 12 пульта оператора (см. фиг. 1в).In the particular case of use, the claimed device installed in the slurry pipeline also contains a microcontroller 2 connected to the drive 1, a sensor 3 of the position of the arcuate plates in the aforementioned assembly of the lobes of the diaphragm mechanism, a differential pressure sensor 4 in the fitting, a pulp flow sensor 13 and a transceiver unit 12 operator panel (see Fig. 1B). The corresponding input ports of the microcontroller 2 are respectively connected to the output ports of the arc-shaped plate position sensor 3 in the aforementioned assembly of the diaphragm mechanism petals, the differential pressure sensor 4 in the choke device and the pulp flow rate sensor 13, and the transmitter-receiver ports of the microcontroller 2 are connected to the transmitter-receiver ports of the transmitter-receiver unit 12 of the operator panel (see Fig. 1B).

Корпус заявленного устройства содержит первую 14, промежуточную 15 и последнюю 16 секции, соединенные друг с другом. Корпус заявленного устройства снабжен уплотнительными элементами 17. Уплотнительные элементы 17 размещены в местах соединения друг с другом упомянутых секций корпуса заявленного устройства. Кроме того, уплотнительные элементы 17 соответственно размещены в местах соединения первой 14 и последней 16 секций корпуса заявленного устройства с трубопроводом.The housing of the claimed device contains a first 14, intermediate 15 and last 16 sections connected to each other. The housing of the claimed device is provided with sealing elements 17. The sealing elements 17 are located at the junction of the said sections of the housing of the claimed device. In addition, the sealing elements 17 are respectively located at the junction of the first 14 and last 16 sections of the housing of the claimed device with the pipeline.

Как видно на фиг. 1а и 2, механизм диаграммы содержит кулачковое кольцо 18, базовое кольцо 19 и сборку лепестков, содержащую множество промежуточных колец 20, соединенных друг с другом посредством опорных стержней 21, множество скользящих стержней 22, и множеством лепестков, выполненных в виде дугообразных пластин 23, ориентированных по окружности в плоскости и ступенчато по винтовой спирали в объеме проходного сечения штуцерного устройства.As seen in FIG. 1a and 2, the diagram mechanism comprises a cam ring 18, a base ring 19, and a petal assembly comprising a plurality of intermediate rings 20 connected to each other by support rods 21, a plurality of sliding rods 22, and a plurality of petals made in the form of arcuate plates 23 oriented around a circle in a plane and stepwise along a helical spiral in the volume of the passage section of the fitting device.

Количество промежуточных колец 20 равно количеству дугообразных пластин 23. Количество скользящих стержней 22 также равно количеству дугообразных пластин 23.The number of intermediate rings 20 is equal to the number of arcuate plates 23. The number of sliding rods 22 is also equal to the number of arcuate plates 23.

Кулачковое кольцо 18, кинематически связанное с приводом 1, размещено в полости, образованной соединением первой 14 и промежуточной 15 секций корпуса заявленного устройства. Место размещения кулачкового кольца 18 в упомянутой полости снабжено уплотнительными элементами 24.The cam ring 18, kinematically connected with the drive 1, is placed in the cavity formed by the connection of the first 14 and intermediate 15 sections of the housing of the claimed device. The location of the cam ring 18 in the cavity is provided with sealing elements 24.

В частном случае использования заявленного устройства кулачковое кольцо 18 кинематически связано с приводом 1 посредством шестерни 25, установленной на валу привода. Вал привода также размещен в упомянутой полости. Место размещения вала привода в упомянутой полости снабжено уплотнительными элементами 26.In the particular case of using the claimed device, the cam ring 18 is kinematically connected to the drive 1 by means of a gear 25 mounted on the drive shaft. The drive shaft is also located in the cavity. The location of the drive shaft in said cavity is provided with sealing elements 26.

Как видно на фиг. 1а и 2 упомянутая сборка лепестков размещена между кулачковым 18 и базовыми 19 кольцами. Базовое кольцо 19 вместе с упомянутой сборкой лепестков размещены в полости, выполненной в торце последней 16 секции корпуса заявленного устройства.As seen in FIG. 1a and 2, said petal assembly is placed between cam 18 and base rings 19. The base ring 19 together with the aforementioned assembly of petals are placed in a cavity made in the end face of the last 16 section of the housing of the claimed device.

На торцевой поверхности базового кольца 19 выполнено множество опорных отверстий, расположенных на одинаковом расстоянии от его центра и на равных расстояниях друг от друга (см. фиг. 2).On the end surface of the base ring 19 there are many support holes located at the same distance from its center and at equal distances from each other (see Fig. 2).

На торцевой поверхности кулачкового кольца 18 выполнено множество пазов D, расположенных на одинаковом расстоянии от его центра и на равных расстояниях друг от друга. Причем количество пазов D на кулачковом кольце 18 равно количеству дугообразных пластин 23.On the end surface of the cam ring 18 there are many grooves D located at the same distance from its center and at equal distances from each other. Moreover, the number of grooves D on the cam ring 18 is equal to the number of arcuate plates 23.

В частном случае использования заявленного устройства пазы D на кулачковом кольце 18 имеет дугообразную форму (см. фиг. 2, 3 и 5). Причем кривизна дуги отдельного паза D на кулачковом кольце 18 определена траекторией движения скользящего стержня 22.In the particular case of using the claimed device, the grooves D on the cam ring 18 have an arcuate shape (see Fig. 2, 3 and 5). Moreover, the curvature of the arc of a separate groove D on the cam ring 18 is determined by the trajectory of the sliding rod 22.

В упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы на торцевой поверхности каждого промежуточного кольца 20 выполнено множество сквозных опорных отверстий С, а его внутренней стенке выполнены два рабочих А и В паза и множество вспомогательных пазов (см. фиг. 4).In the aforementioned assembly of the diaphragm mechanism petals, a plurality of through support holes C are made on the end surface of each intermediate ring 20, and two working grooves A and B and many auxiliary grooves are made on its inner wall (see Fig. 4).

В упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы каждая дугообразная пластина 23 установлена внутри соответствующего промежуточного кольца 20 (см. фиг. 2).In the aforementioned assembly of the diaphragm mechanism petals, each arcuate plate 23 is mounted inside a corresponding intermediate ring 20 (see FIG. 2).

В упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы каждая дугообразная пластина 23, установленная внутри соответствующего промежуточного кольца 20, снабжена двумя проушинами F и Е, размеры которых ответны размерам рабочих пазов А и В на внутренней стенке соответствующего промежуточного кольца 20 (см. фиг. 2 и 6). Причем в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы проушины F и Е на внешней стенке каждой дугообразной пластины 23 соответственно вставлены в рабочие пазы А и В на внутренней стенке соответствующего промежуточного кольца 20.In the aforementioned assembly of petals of the diaphragm mechanism, each arcuate plate 23 installed inside the corresponding intermediate ring 20 is equipped with two eyes F and E, the sizes of which correspond to the dimensions of the working grooves A and B on the inner wall of the corresponding intermediate ring 20 (see Fig. 2 and 6) . Moreover, in the aforementioned assembly of the lobes of the diaphragm mechanism, the eyes F and E on the outer wall of each arcuate plate 23 are respectively inserted into the working grooves A and B on the inner wall of the corresponding intermediate ring 20.

В частном случае использования заявленного устройства каждая дугообразная пластина 23 имеет форму с наименьшим гидравлическим сопротивлением. При этом в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы на внутренней торцевой поверхности каждой дугообразной пластины 23, внешняя торцевая поверхность которой в первую очередь контактирует с перекачиваемым потоком рабочего агента, выполнен выступ G2, а каждая дугообразная пластина 23, внешняя торцевая поверхность которой контактирует во вторую очередь с перекачиваемым потоком рабочего агента, снабжена двумя выступами G1 и G2, соответственно выполненными на ее внешних и внутренних торцевых поверхностях (см. фиг. 7).In the particular case of using the claimed device, each arcuate plate 23 has a shape with the least hydraulic resistance. Moreover, in the aforementioned assembly of the petals of the diaphragm mechanism on the inner end surface of each arcuate plate 23, the outer end surface of which is primarily in contact with the pumped flow of the working agent, a protrusion G 2 is made , and each arcuate plate 23, the outer end surface of which contacts in the second place with the pumped stream of the working agent, equipped with two protrusions G 1 and G 2 , respectively, made on its outer and inner end surfaces (see Fig. 7).

В упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы каждая дугообразная пластина 23 установлена с возможностью вращения на соответствующем опорном стрежне 21, вставленном в одну из ее проушин (F) и в соответствующие опорные отверстия на промежуточных кольцах 20. Причем один из торцов каждого опорного стрежня 21 установлен в соответствующем опорном отверстии на базовом кольце 19, а другой торец каждого опорного стрежня 21 закреплен в соответствующим отверстии на соответствующим промежуточном кольце 20. При этом в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы каждая дугообразная пластина 23 установлена с возможностью смещения к центру проходного сечения штуцерного устройства или от него на соответствующем скользящим стрежне 22, один из торцов которого закреплен в другой ее проушине (Е). Другой торец каждого скользящего стержня 22, размещенного в соответствующих вспомогательных пазах на внутренних стенках промежуточных колец 20, установлен в соответствующем пазе D на кулачковом кольце 18 (см. фиг. 3).In the aforementioned assembly of the diaphragm mechanism petals, each arcuate plate 23 is rotatably mounted on a respective support rod 21 inserted into one of its eyes (F) and in corresponding support holes on the intermediate rings 20. Moreover, one of the ends of each support rod 21 is installed in the corresponding the support hole on the base ring 19, and the other end of each support rod 21 is fixed in the corresponding hole on the corresponding intermediate ring 20. In this case, the petal assembly nism each arcuate aperture plate 23 is mounted to be displaceable towards the center of the flow cross section of the choke device or from sliding on the respective rods 22, one of whose ends is fixed at its other eyelet (E). The other end of each sliding rod 22, located in the corresponding auxiliary grooves on the inner walls of the intermediate rings 20, is installed in the corresponding groove D on the cam ring 18 (see Fig. 3).

В частном случае использования заявленного устройства в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы скользящие стрежни 22 выполнены различной длины.In the particular case of using the claimed device in the said assembly of the petals of the diaphragm mechanism, the sliding rods 22 are made of various lengths.

В упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы рабочие пазы А и В внутренних стенках промежуточных колец 20 сдвинуты относительно друг друга таким образом, что в объеме проходного сечения штуцерного устройства дугообразные пластины 23 ориентированы ступенчато по винтовой спирали (см. фиг. 2).In the aforementioned assembly of the lobes of the diaphragm mechanism, the working grooves A and B of the inner walls of the intermediate rings 20 are shifted relative to each other so that in the volume of the passage section of the fitting the arcuate plates 23 are oriented stepwise in a helical spiral (see Fig. 2).

При этом в открытом состоянии заявленного устройства диаметр его проходного сечения определен внутренним диаметром кулачкового кольца 18, равного внутреннему диаметру базового кольца 19 (см. фиг. 8).Moreover, in the open state of the claimed device, the diameter of its bore is determined by the inner diameter of the cam ring 18, equal to the inner diameter of the base ring 19 (see Fig. 8).

Заявленное устройство работает следующим образом.The claimed device operates as follows.

Привод 1 приводит во вращение кулачковое кольцо 18. В частном варианте реализации привод 1 приводит во вращение шестерню 25, установленную на валу привода, которая посредством зубчатого зацепления вращает кулачковое кольцо 18.The drive 1 drives the cam ring 18. In a particular embodiment, the drive 1 drives the gear 25 mounted on the drive shaft, which rotates the cam ring 18 by gearing.

В режиме ручного или автоматического управления при вращении кулачкового кольца 18 в зависимости от направления его вращения скользящие стержни 22 перемещаются в его соответствующих пазах D на кулачковом кольце 18. Дугообразные пластины 23, вращающиеся на опорных стрежнях 21, плавно перемещаться на скользящих стержнях 22 либо к центру проходного сечения заявленного устройства (фиг. 9-11), либо, наоборот, от его центра. Ступенчатое по винтовой спирали размещение дугообразных пластин 23 в объеме проходного сечения штуцерного устройства приводит к тому, что перемещение в параллельных друг другу плоскостях дугообразных пластин 23 обеспечивает закручивание потока рабочего агента, перекачиваемого в трубопроводе. Это приводит к снижению замерзания и осаждения отложений в заявленном устройстве. В результате плавного перемещения дугообразных пластин 23 перекачиваемый поток в проходном сечении центрируется и одновременно диаметр проходного сечения заявленного устройства плавно регулируется (см. фиг. 9-11).In the manual or automatic control mode, when the cam ring 18 is rotated, depending on the direction of its rotation, the sliding rods 22 move in its corresponding grooves D on the cam ring 18. The arcuate plates 23 rotating on the support rods 21 move smoothly on the sliding rods 22 or towards the center the cross section of the claimed device (Fig. 9-11), or, conversely, from its center. The stepwise spiral arrangement of the arcuate plates 23 in the volume of the passage section of the nozzle device leads to the fact that the movement in parallel to each other planes of the arcuate plates 23 ensures the swirling of the flow of the working agent pumped in the pipeline. This leads to a decrease in freezing and deposition of deposits in the claimed device. As a result of the smooth movement of the arcuate plates 23, the pumped stream in the passage section is centered and at the same time the diameter of the passage section of the claimed device is continuously adjustable (see Fig. 9-11).

В частном варианте реализации заявленное устройство установлено на устьевой фонтанной арматуре нефтегазовой скважины. Основными параметрами системы «пласт - скважина - штуцерное устройство» являются местоположение дугообразных пластин 23 в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы, величина перепада давления в штуцерном устройстве, величины забойного и затрубного давлений, величины температур забоя и устья, величина объема расхода потока жидкости, перекачиваемого через устьевую фонтанную арматуру нефтегазовой скважины, а также значение его обводненности и количество механических примесей в нем. Сигналы с датчиков 3-11 поступают на соответствующие входные порты микроконтроллера 2, связанного с приводом 1. В микроконтроллере 2 в режиме реального времени измеренные величины перечисленных выше параметров системы «пласт - скважина - штуцерное устройство» сравниваются со значениями, сохраненными в памяти микроконтроллера 2. Одновременно измеренные величины перечисленных выше параметров системы «пласт - скважина - штуцерное устройство» передают на приемопередающий блок 26 пульта оператора. При аварии или в связи с производственной необходимостью корректирующие сигналы с пульта оператора посредством приемопередающего блока 26 поступают на соответствующие приемопередающие порты микроконтроллера 2.In a private embodiment, the claimed device is installed on the wellhead fountain of an oil and gas well. The main parameters of the "reservoir - well - choke device" system are the location of the arcuate plates 23 in the aforementioned assembly of the diaphragm mechanism petals, the pressure drop in the choke device, the bottomhole and annular pressures, the bottom and mouth temperatures, the volume of the fluid flow rate pumped through wellhead fountain fittings of an oil and gas well, as well as the value of its water cut and the amount of mechanical impurities in it. The signals from the sensors 3-11 are fed to the corresponding input ports of the microcontroller 2, connected to the drive 1. In the microcontroller 2, in real time, the measured values of the above parameters of the reservoir-well-choke device system are compared with the values stored in the memory of microcontroller 2. At the same time, the measured values of the above parameters of the "reservoir - well - choke device" system are transmitted to the transceiver unit 26 of the operator panel. In the event of an accident or in connection with a production need, the corrective signals from the operator panel are transmitted via the transceiver unit 26 to the corresponding transceiver ports of the microcontroller 2.

В частном варианте реализации заявленное устройство установлено в пульпопроводе. Основными параметрами системы «пульпопровод -штуцерное устройство» являются местоположение дугообразных пластин в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы, величина перепада давления в штуцерном устройстве и величина объема расхода потока пульпы, перекачиваемого через пульпопровод.In a private embodiment, the claimed device is installed in the slurry pipeline. The main parameters of the “slurry pipe-fitting device” system are the location of the arcuate plates in the aforementioned diaphragm mechanism assembly, the pressure drop in the choke device and the amount of flow rate of the pulp flow pumped through the slurry pipe.

Сигналы с датчиков 3, 4 и 13 поступают на соответствующие входные порты микроконтроллера 2, связанного с приводом 1. В микроконтроллере 2 в режиме реального времени измеренные величины перечисленных выше параметров системы «пульпопровод - штуцерное устройство» сравниваются со значениями, сохраненными в памяти микроконтроллера 2. Одновременно измеренные величины перечисленных выше параметров системы «пульпопровод - штуцерное устройство» передают на приемопередающий блок 26 пульта оператора. При аварии или в связи с производственной необходимостью корректирующие сигналы с пульта оператора посредством приемопередающего блока 26 поступают на соответствующие приемопередающие порты микроконтроллера 2.The signals from the sensors 3, 4 and 13 are fed to the corresponding input ports of the microcontroller 2 connected to the drive 1. In the microcontroller 2, in real time, the measured values of the above parameters of the "slurry piping - choke device" system are compared with the values stored in the memory of the microcontroller 2. At the same time, the measured values of the above parameters of the “slurry piping - choke device” system are transmitted to the transceiver unit 26 of the operator panel. In the event of an accident or in connection with a production need, the corrective signals from the operator panel are transmitted via the transceiver unit 26 to the corresponding transceiver ports of the microcontroller 2.

В результате сравнения измеренных величин параметров соответствующих систем с сохранными микроконтроллер 2 выдает управляющий сигнал, поступающий непосредственно на исполнительный элемент привода (на фигурах не показан). Привод 1, кинематически связанный с кулачковым кольцом 18, плавно регулирует диаметр проходного сечения заявленного устройства в зависимости от перечисленных выше параметров соответствующих систем.As a result of comparing the measured values of the parameters of the corresponding systems with the saved microcontroller 2 generates a control signal fed directly to the actuator actuator (not shown in the figures). The drive 1, kinematically connected with the cam ring 18, smoothly adjusts the diameter of the bore of the claimed device, depending on the above parameters of the respective systems.

В случае засорения заявленного устройства, когда резко уменьшается диаметр его проходного сечения, сигнал с датчика 4 перепада давления в штуцерном устройстве поступает на микроконтроллер 2, где он обрабатывается. В результате по управляющему сигналу с микроконтроллера 2 посредством привода 1, кинематически связанного с кулачковым кольцом 18, дугообразные пластины 23 перемещаются от центра проходного сечения заявленного устройства. В результате диаметр его проходного сечения увеличивается до величины, обеспечивающей удаление засорения. После удаления засорения диаметр проходного сечения заявленного устройства возвращается к исходной величине, соответствующей оптимальным настройкам.In the case of clogging of the claimed device, when the diameter of its cross-section is sharply reduced, the signal from the differential pressure sensor 4 in the choke device is supplied to the microcontroller 2, where it is processed. As a result, according to the control signal from the microcontroller 2 by means of a drive 1 kinematically connected to the cam ring 18, the arcuate plates 23 are moved from the center of the passage section of the claimed device. As a result, the diameter of its passage section increases to a value that ensures the removal of clogging. After removing the clogging, the diameter of the passage section of the claimed device returns to the initial value corresponding to the optimal settings.

В случае износа дугообразных пластин 23, когда резко увеличивается диаметр проходного сечения заявленного устройства, сигнал с датчика 4 перепада давления в штуцерном устройстве поступает на микроконтроллер 2, где он обрабатывается. В результате по управляющему сигналу с микроконтроллера 2 посредством привода 1, кинематически связанного с кулачковым кольцом 18, дугообразные пластины 23 перемещаются к центру проходного сечения заявленного устройства, плавно смыкаясь.In the case of wear of the arcuate plates 23, when the diameter of the cross section of the claimed device sharply increases, the signal from the differential pressure sensor 4 in the choke device is fed to the microcontroller 2, where it is processed. As a result, according to the control signal from the microcontroller 2 through the drive 1, kinematically connected with the cam ring 18, the arcuate plate 23 moves to the center of the passage section of the claimed device, smoothly closing.

Claims (9)

1. Штуцерное устройство для управления потоком рабочего агента, содержащее привод и корпус с круглым проходным сечением, внутри которого размещен механизм диафрагмы, содержащий кулачковое кольцо с множеством пазов, кинематически связанное с приводом, базовое кольцо с множеством опорных отверстий, расположенных на одинаковом расстоянии от его центра и на равных расстояниях друг от друга, и множество лепестков, выполненных в виде дугообразных пластин, ориентированных по окружности в плоскости проходного сечения штуцерного устройства, при этом каждая дугообразная пластина установлена с возможностью вращения на соответствующем опорном стрежне, установленном в соответствующем опорном отверстии на базовом кольце, и с возможностью смещения на соответствующем скользящим стрежне, установленном в соответствующем пазе на кулачковом кольце, причем количество пазов на кулачковом кольце равно количеству дугообразных пластин, при этом в открытом состоянии штуцерного устройства диаметр его проходного сечения определен внутренним диаметром кулачкового кольца, равного внутреннему диаметру базового кольца, отличающееся тем, что механизм диафрагмы содержит размещенную между кулачковым и базовыми кольцами сборку лепестков, содержащую множество промежуточных колец с опорными отверстиями, соединенных друг с другом посредством опорных стержней, множество скользящих стержней и множеством дугообразных пластин, ориентированных ступенчато по винтовой спирали в объеме проходного сечения штуцерного устройства, при этом в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы на внутренней стенке каждого промежуточного кольца выполнены два рабочих паза и множество вспомогательных пазов, а каждая дугообразная пластина, установленная внутри соответствующего промежуточного кольца, снабжена двумя проушинами, размеры которых ответны размерам рабочих пазов на внутренней стенке соответствующего промежуточного кольца, при этом в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы каждый опорный стержень вставлен в одну из проушин каждой дугообразной пластины и в соответствующие опорные отверстия на промежуточных кольцах, а один из торцов каждого скользящего стержня, размещенного в соответствующих вспомогательных пазах на внутренних стенках промежуточных колец, закреплен в другой проушине каждой дугообразной пластины.1. A fitting for controlling the flow of a working agent, comprising a drive and a body with a circular bore, inside which a diaphragm mechanism is located, comprising a cam ring with many grooves kinematically connected with the drive, a base ring with many support holes located at the same distance from it center and at equal distances from each other, and many petals made in the form of arched plates, oriented in a circle in the plane of the passage section of the fitting device, and each arcuate plate is mounted rotatably on a corresponding support rod installed in a corresponding support hole on the base ring, and can be displaced on a corresponding sliding rod installed in a corresponding groove on the cam ring, the number of grooves on the cam ring being equal to the number of arcuate plates while in the open state of the nozzle device, the diameter of its bore is determined by the inner diameter of the cam ring, equal to the inner diameter of the base ring, characterized in that the diaphragm mechanism comprises a petal assembly located between the cam and base rings, comprising a plurality of intermediate rings with support holes connected to each other by support rods, a plurality of sliding rods and a plurality of arcuate plates oriented in a spiral spiral fashion in the volume of the bore of the nozzle device, while in the said assembly of the petals of the diaphragm mechanism on the inner wall of each intermediate two working grooves and a plurality of auxiliary grooves are made, and each arcuate plate installed inside the corresponding intermediate ring is equipped with two eyes, the dimensions of which correspond to the dimensions of the working grooves on the inner wall of the corresponding intermediate ring, while each supporting rod is inserted in the aforementioned plate assembly of the diaphragm mechanism into one of the eyes of each arcuate plate and into the corresponding support holes on the intermediate rings, and one of the ends of each sliding a rod placed in the corresponding auxiliary grooves on the inner walls of the intermediate rings is fixed in the other eye of each arcuate plate. 2. Штуцерное устройство для управления потоком рабочего агента по п. 1, отличающееся тем, что привод, кинематически связанный с кулачковым кольцом, связан с микроконтроллером, соответствующие входные порты которого соответственно соединены с выходными портами датчика положения дугообразных пластин в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы, датчика перепада давления в штуцерном устройстве, датчика забойного давления, датчика затрубного давления, датчика температуры забоя, датчика температуры устья, датчика расхода потока жидкости, датчика обводненности потока жидкости и блока для определения количества механических примесей в потоке жидкости, а приемопередающие порты микроконтроллера соединены с приемопередающими портами приемопередающего блока пульта оператора.2. A fitting for controlling the flow of the working agent according to claim 1, characterized in that the drive kinematically connected to the cam ring is connected to a microcontroller, the corresponding input ports of which are respectively connected to the output ports of the position sensor of the arcuate plates in the aforementioned diaphragm mechanism assembly, differential pressure sensor in the fitting, bottomhole pressure sensor, annular pressure sensor, bottomhole temperature sensor, wellhead temperature sensor, liquid flow rate sensor a water-cut sensor for liquid flow and a unit for determining the amount of solids in the liquid flow, and the transceiver ports of the microcontroller are connected to the transceiver ports of the transceiver unit of the operator panel. 3. Штуцерное устройство для управления потоком рабочего агента по п. 1, отличающееся тем, что привод, кинематически связанный с кулачковым кольцом, связан с микроконтроллером, соответствующие входные порты которого соответственно соединены с выходными портами датчика положения дугообразных пластин в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы, датчика перепада давления в штуцерном устройстве и датчика расхода потока пульпы, а приемопередающие порты микроконтроллера соединены с приемопередающими портами приемопередающего блока пульта оператора.3. A fitting for controlling the flow of the working agent according to claim 1, characterized in that the drive kinematically connected to the cam ring is connected to a microcontroller, the corresponding input ports of which are respectively connected to the output ports of the position sensor of the arcuate plates in the aforementioned diaphragm mechanism assembly, a differential pressure sensor in the fitting and a pulp flow rate sensor, and the transceiver ports of the microcontroller are connected to the transceiver ports of the transceiver unit ulta operator. 4. Штуцерное устройство для управления потоком рабочего агента по п. 1, отличающееся тем, что в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы каждая дугообразная пластина имеет форму с наименьшим гидравлическим сопротивлением.4. A fitting for controlling the flow of the working agent according to claim 1, characterized in that in the aforementioned assembly of the petals of the diaphragm mechanism, each arcuate plate has a shape with the least hydraulic resistance. 5. Штуцерное устройство для управления потоком рабочего агента по п. 4, отличающееся тем, что в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы по крайней мере одна из дугообразных пластин снабжена выступом, выполненным на ее внутренней торцевой поверхности.5. A fitting for controlling the flow of the working agent according to claim 4, characterized in that in said assembly of the petals of the diaphragm mechanism, at least one of the arched plates is provided with a protrusion made on its inner end surface. 6. Штуцерное устройство для управления потоком рабочего агента по п. 4, отличающееся тем, что в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы по крайней мере одна из дугообразных пластин снабжена двумя выступами, соответственно выполненными на ее внешней и внутренних торцевых поверхностях.6. A fitting for controlling the flow of the working agent according to claim 4, characterized in that in said assembly of the lobes of the diaphragm mechanism, at least one of the arcuate plates is provided with two protrusions, respectively made on its outer and inner end surfaces. 7. Штуцерное устройство для управления потоком рабочего агента по п. 1, отличающееся тем, что в упомянутой сборке лепестков механизма диафрагмы скользящие стрежни выполнены различной длины.7. The fitting for controlling the flow of the working agent according to claim 1, characterized in that in the said assembly of the petals of the diaphragm mechanism, the sliding rods are made of various lengths. 8. Штуцерное устройство для управления потоком рабочего агента по п. 1, отличающееся тем, что пазы на кулачковом кольце имеет дугообразную форму.8. The fitting for controlling the flow of the working agent according to claim 1, characterized in that the grooves on the cam ring have an arcuate shape. 9. Штуцерное устройство для управления потоком рабочего агента по п. 1, отличающееся тем, что кулачковое кольцо кинематически связано с приводом посредством шестерни, установленной на валу привода.9. The fitting for controlling the flow of the working agent according to claim 1, characterized in that the cam ring is kinematically connected to the drive by means of a gear mounted on the drive shaft.
RU2019114376A 2019-05-07 2019-05-07 Working fluid flow control device RU2714031C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019114376A RU2714031C1 (en) 2019-05-07 2019-05-07 Working fluid flow control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019114376A RU2714031C1 (en) 2019-05-07 2019-05-07 Working fluid flow control device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2714031C1 true RU2714031C1 (en) 2020-02-11

Family

ID=69625705

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019114376A RU2714031C1 (en) 2019-05-07 2019-05-07 Working fluid flow control device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2714031C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2750405C1 (en) * 2020-11-26 2021-06-28 Вадим Михайлович Сакизчи Flow control valve
CN113669146A (en) * 2021-09-02 2021-11-19 江苏里斯特通用机械制造有限公司 Gasoline engine with tail gas treatment device
RU2774003C1 (en) * 2021-11-26 2022-06-14 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Device for controlling the flow of the working agent
CN116952796A (en) * 2023-07-25 2023-10-27 山东大学 Online monitoring device and method for content of liquid water in aerosol

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997028390A1 (en) * 1996-02-02 1997-08-07 ABB Fläkt Oy Flow rate control element for ducts
RU2109192C1 (en) * 1996-03-21 1998-04-20 Александр Леонидович Кузьмин Shutoff device
RU2373447C1 (en) * 2008-07-21 2009-11-20 Сергей Николаевич Зорин Control leaf-type valve by zorin (versions)
WO2017011575A1 (en) * 2015-07-13 2017-01-19 True Blue Motorsport Continuously concentric valve with movable flow guides
US20170292616A1 (en) * 2014-09-19 2017-10-12 Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap Inlet valve for a compressor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997028390A1 (en) * 1996-02-02 1997-08-07 ABB Fläkt Oy Flow rate control element for ducts
RU2109192C1 (en) * 1996-03-21 1998-04-20 Александр Леонидович Кузьмин Shutoff device
RU2373447C1 (en) * 2008-07-21 2009-11-20 Сергей Николаевич Зорин Control leaf-type valve by zorin (versions)
US20170292616A1 (en) * 2014-09-19 2017-10-12 Atlas Copco Airpower, Naamloze Vennootschap Inlet valve for a compressor
WO2017011575A1 (en) * 2015-07-13 2017-01-19 True Blue Motorsport Continuously concentric valve with movable flow guides

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2750405C1 (en) * 2020-11-26 2021-06-28 Вадим Михайлович Сакизчи Flow control valve
WO2022114991A1 (en) * 2020-11-26 2022-06-02 Вадим Михайлович САКИЗЧИ Flow regulating valve
CN113669146A (en) * 2021-09-02 2021-11-19 江苏里斯特通用机械制造有限公司 Gasoline engine with tail gas treatment device
RU2774003C1 (en) * 2021-11-26 2022-06-14 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Device for controlling the flow of the working agent
CN116952796A (en) * 2023-07-25 2023-10-27 山东大学 Online monitoring device and method for content of liquid water in aerosol
CN116952796B (en) * 2023-07-25 2024-04-19 山东大学 Online monitoring device and method for content of liquid water in aerosol

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2714031C1 (en) Working fluid flow control device
CA2641401C (en) Fluid injection device
US8348623B2 (en) Apparatus and a method for regulation of the energy potential in a fluid column located within a pipeline
US9181785B2 (en) Automatic bypass for ESP pump suction deployed in a PBR in tubing
NO317388B1 (en) Valves for use in wells
US11434702B2 (en) Plug and valve integrated cone valve pump with combined type movable and fixed three cylinders and two spiral centralizers
CN104948148A (en) Stepless flow control device
CN104324664A (en) Clearance type ultrahigh pressure relief valve
WO2021067346A1 (en) Isolation valve for fluid flow regulation
US1890678A (en) Valve
AU2015295629B2 (en) Gas lift valve
RU171264U1 (en) Well pump valve
CN206681716U (en) A kind of multimedium integration injection allocation apparatus
US2496176A (en) Valve
US2366175A (en) Remotely controlled flow valve
RU2447343C2 (en) Locking device
RU2823413C1 (en) Flow valve
RU220554U1 (en) INFLOW CONTROL VALVE
RU2743285C1 (en) Autonomous inflow regulator
RU208553U1 (en) SUPPLY CONTROL VALVE
RU2705451C1 (en) Valve for sealing of channel overlapping connecting annular space, installed in a column of lifting pipes
RU2713820C1 (en) Oil and water inflow selector in horizontal wells
KR100572220B1 (en) A sludge preventing type water valve and manufacturing method of valve seat
RU2214544C2 (en) Valve gate
CN109906293A (en) Flushing valve and pumping plant including this flushing valve