RU2763873C1 - Method for upgrading multipass borehole switches and set of products for implementation thereof - Google Patents
Method for upgrading multipass borehole switches and set of products for implementation thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2763873C1 RU2763873C1 RU2020139533A RU2020139533A RU2763873C1 RU 2763873 C1 RU2763873 C1 RU 2763873C1 RU 2020139533 A RU2020139533 A RU 2020139533A RU 2020139533 A RU2020139533 A RU 2020139533A RU 2763873 C1 RU2763873 C1 RU 2763873C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carriage
- mbs
- seal
- psm
- upgrading
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K11/00—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
- F16K11/02—Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
Abstract
Description
Изобретение относится к области добычи нефти и может быть использовано для усовершенствования процесса переключения направления нефти от трубопроводов, проводящих нефть от добывающих скважин, на устройство, замеряющее дебит скважин.The invention relates to the field of oil production and can be used to improve the process of switching the direction of oil from pipelines carrying oil from producing wells to a device that measures the flow rate of wells.
Известен переключатель скважин многоходовой [RU 83551, МПК F04B 47/04, опубл. 10.06.2009], содержащий корпус с отверстиями для подключения патрубков, подающих рабочую жидкость, гидрораспределитель для подключения канала измерения к патрубкам подачи рабочей жидкости, установленную в корпусе втулку с отверстиями, соответствующими отверстиям корпуса, канал измерения, выполненный в виде угольника с подвижной кареткой, соединенного с полым валом, подающим рабочую жидкость в измерительный патрубок. Гидрораспределитель устройства выполнен в виде корпуса, в котором установлен подпружиненный поршень, соединенный с зубчатой рейкой, взаимодействующей с шестерней, кинематически связанной с шестерней-делителем.Known multi-way well switch [RU 83551, IPC F04B 47/04, publ. 06/10/2009], containing a body with holes for connecting pipes supplying the working fluid, a hydraulic distributor for connecting the measurement channel to the pipes for supplying the working fluid, a sleeve installed in the body with holes corresponding to the holes in the body, a measurement channel made in the form of an angle with a movable carriage, connected to a hollow shaft that supplies the working fluid to the measuring nozzle. The hydraulic distributor of the device is made in the form of a housing in which a spring-loaded piston is installed, connected to a toothed rack interacting with a gear kinematically connected to the divider gear.
Главным недостатком (известным из опыта пользования устройством) известного устройства является его частое заклинивание в процессе работы непосредственно при переключении скважин. Происходит это по причине изнашивания роликов каретки и направляющих канавок корпуса. По причине образования износа каретка проворачивается вокруг своей оси, подклинивает и не обеспечивает надежного прилегания, герметичности уплотнения. Негерметичность уплотнения никак не определяется оперативно, может быть определена лишь методом сличительных измерений дебита скважин, проводимых по байпасу, минуя ПСМ, требующих присутствия обслуживающего персонала непосредственно на объекте, где эксплуатируется ПСМ. Дополнительным недостатком является преждевременный износ резинового уплотнения каретки, возникающий в связи с налипанием механических примесей на уплотняемые поверхности корпуса.The main disadvantage (known from the experience of using the device) of the known device is its frequent jamming during operation directly when switching wells. This happens due to wear of the rollers of the carriage and guide grooves of the body. Due to the formation of wear, the carriage rotates around its axis, wedges and does not provide a secure fit, tightness of the seal. Seal leakage is not determined promptly in any way, it can only be determined by the method of comparative measurements of well flow rates carried out along the bypass, bypassing the PSM, requiring the presence of maintenance personnel directly at the facility where the PSM is operated. An additional disadvantage is the premature wear of the rubber seal of the carriage, which occurs due to the sticking of mechanical impurities on the sealed surfaces of the body.
Также известно многоходовое переключающее запорное устройство [RU 2158868, МПК F16K 11/087, опубл. 10.11.2000], предназначенное для переключения направления движения нефти от трубопроводов, проводящих нефть от добывающих скважин, на устройство, замеряющее дебит скважин. Запорное устройство содержит корпус кольцевой формы. Корпус имеет радиально расположенные входные отверстия и закрывается с торцов крышками. Внутри корпуса размещен запорный орган с наружной сферической поверхностью и отводным каналом. Запорный орган управляется посредством вала. Вал соосно установлен в канале верхней крышки. Отводной канал сообщается с отводным патрубком. Запорный элемент выполнен в виде усеченного шара с числом входных каналов, меньшим на 1 числа входных отверстий корпуса. Во входных отверстиях корпуса установлены уплотнения. Они подпружиненны относительно присоединяемых к корпусу фланцев и взаимодействуют с наружной поверхностью запорного элемента. Внутренняя полость вала соединена с одной стороны с отводным каналом запорного элемента, с другой - посредством радиальных отверстий с полостью отводного патрубка.Also known multi-way switching locking device [RU 2158868, IPC F16K 11/087, publ. 11/10/2000], designed to switch the direction of oil movement from pipelines carrying oil from production wells to a device that measures the flow rate of wells. The locking device contains an annular body. The housing has radial inlets and is closed from the ends with covers. Inside the housing there is a locking body with an outer spherical surface and a discharge channel. The locking body is controlled by a shaft. The shaft is coaxially installed in the channel of the top cover. The outlet channel communicates with the outlet pipe. The locking element is made in the form of a truncated ball with the number of inlet channels less by 1 than the number of inlet openings of the body. Seals are installed in the inlet openings of the body. They are spring-loaded relative to the flanges attached to the body and interact with the outer surface of the locking element. The inner cavity of the shaft is connected on one side with the outlet channel of the locking element, on the other hand, through radial holes with the cavity of the outlet pipe.
Недостатками известного устройства являются: материалоемкость конструкции, большие габариты корпуса, возникающие при использовании конфигурации на 14 отводов, быстрый износ запорного органа из-за постоянного контакта с множеством уплотнений, а также залипание в статически поджатом состоянии подпружиненных уплотнительных седел, вследствие которого нарушается их герметичность по мере износа уплотнительных манжет.The disadvantages of the known device are: the material consumption of the structure, the large dimensions of the body that occur when using the configuration for 14 outlets, the rapid wear of the shut-off element due to constant contact with a variety of seals, as well as sticking in a statically preloaded state of spring-loaded sealing seats, as a result of which their tightness is violated. wear of the seals.
Техническим результатом, на достижение которого направлено использование заявляемого изобретения, является улучшение потребительских свойств переключателя скважин многоходового (ПСМ) путем повышения надежности его работы и улучшения контроля герметичности прилегания уплотнения его каретки.The technical result to be achieved by the use of the claimed invention is to improve the consumer properties of the multi-way well switch (PSM) by increasing the reliability of its operation and improving the control of the tightness of the seal of its carriage.
Указанная цель достигается благодаря снабжению заявляемого изобретения набором нижеследующих характеристик.This goal is achieved by supplying the claimed invention with a set of the following characteristics.
1. Способ реализуется посредством установки на имеющийся ПСМ комплекта модернизации ПСМ, состоящего из каретки, пружин, угольника, вала, крышки, импульсных трубок и датчика перепада давления, и позволяет модернизировать ранее изготовленные ПСМ, имеющие конструкцию, не имеющую системы контроля протечек.1. The method is implemented by installing a PSM upgrade kit on an existing PSM, consisting of a carriage, springs, an elbow, a shaft, a cover, impulse pipes and a differential pressure sensor, and allows you to upgrade previously manufactured PSM having a design that does not have a leakage control system.
2. В виде угольника, соединенного с полым валом, а также с подвижной кареткой, зафиксированной от проворота вокруг собственной оси шпонкой, выполняется канал измерения. Каретка фиксируется при помощи роликов и пружины, прилегая к поверхности корпуса напротив входного патрубка.2. In the form of a square connected to a hollow shaft, as well as to a movable carriage fixed from rotation around its own axis with a key, a measuring channel is made. The carriage is fixed with the help of rollers and a spring, adjacent to the surface of the body opposite the inlet pipe.
3. Система контроля протечек рабочей среды из канала измерения в общий коллектор выполняется через уплотнения каретки.3. The system for monitoring the leakage of the working medium from the measurement channel into the common manifold is carried out through the seals of the carriage.
4. Сигнал о протечке клапана передается на механический или электромеханический датчик перепада давления через систему каналов в каретке, в угольнике, на валу, в крышке и далее направляется через импульсные трубки. После этого сигнал о наличии перепада давления передается от датчика в блок измерения и обработки информации.4. The valve leakage signal is transmitted to a mechanical or electromechanical differential pressure sensor through a system of channels in the carriage, in the elbow, on the shaft, in the cover, and then sent through the impulse tubes. After that, a signal about the presence of a pressure drop is transmitted from the sensor to the block for measuring and processing information.
5. Минимальное количество датчиков - один, но для повышения надежности можно использовать дублирующие датчики в неограниченном количестве.5. The minimum number of sensors is one, but redundant sensors can be used in an unlimited number to increase reliability.
6. Количество уплотнений клапана - минимум два, при этом одно должно быть мягким (выполненным из полимерных материалов), второе должно быть выполнено из более твердых материалов (металла или других). Второе уплотнение прижимается при помощи отдельной волновой пружины.6. The number of valve seals is at least two, while one must be soft (made of polymeric materials), the second must be made of harder materials (metal or others). The second seal is pressed by a separate wave spring.
При тестировании герметичности каретки не требуется нахождение персонала в зоне эксплуатации ПСМ. Диагностику работы ПСМ можно осуществить удаленно (по системе телемеханики).When testing the tightness of the carriage, no personnel is required in the area of operation of the PSM. Diagnostics of the PSM operation can be carried out remotely (using the telemechanics system).
По результатам тестирования герметичности каретки можно судить о достоверности измерения дебита скважин, и не прибегать при этом к ручным сличительным замерам, выполняемым по байпасу (минуя ПСМ).According to the results of testing the tightness of the carriage, it is possible to judge the reliability of the measurement of the well flow rate, and at the same time not to resort to manual comparative measurements performed by bypass (bypassing the PSM).
Металлическое уплотнение дополнительно исполняет роль скребка, устраняя солевые отложения и другие механические примеси.The metal seal additionally acts as a scraper, eliminating salt deposits and other mechanical impurities.
Величина перепада давления, возникающего при протечке уплотнения клапана, позволяет прогнозировать необходимость проведения ТО, имеющего целью заблаговременное предотвращение разрушения корпуса и уплотнительной поверхности каретки.The magnitude of the pressure drop that occurs when the valve seal is leaking makes it possible to predict the need for maintenance, which is aimed at preventing the destruction of the body and the sealing surface of the carriage in advance.
Сравнение ПСМ, оборудованных заявляемым решением, с вышеупомянутыми устройствами, а также другими техническими решениями данной области, позволило выявить признаки, отличающие результат применения заявляемого решения от результатов и особенностей работы немодернизированных ПСМ, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию патентоспособности «новизна».Comparison of PSM equipped with the claimed solution, with the above devices, as well as other technical solutions in this area, made it possible to identify features that distinguish the result of applying the proposed solution from the results and features of the operation of non-modernized PSM, which allows us to conclude that the proposed solution meets the criterion of patentability "novelty".
Сопоставительный анализ результатов применения заявляемого изобретения с характеристиками известных устройств показывает, что заявляемое изобретение повышает адаптивность ПСМ к условиям эксплуатации и улучшает потребительские свойства изделий, выполненных с применением заявляемого изобретения. Таким образом, заявляемое изобретение соответствует критериям патентоспособности «промышленная применимость» и «изобретательский уровень».A comparative analysis of the results of applying the claimed invention with the characteristics of known devices shows that the claimed invention increases the adaptability of the PSM to operating conditions and improves the consumer properties of products made using the claimed invention. Thus, the claimed invention meets the patentability criteria "industrial applicability" and "inventive step".
Конструкция ПСМ, оборудованного при помощи заявляемого изобретения, отображена на Рис. 1, где указаны: корпус 1, крышка 2, делительный механизм с электрогидроприводом 3, угольник 4, каретка 5, вал 6, плюсовая импульсная трубка 7, минусовая импульсная трубка 8, датчик перепада давления 9, шпонка 10, полимерное уплотнение 11, металлическое уплотнение 12, волновая пружина 13-14, ролик 15, измерительный канал 16, входной патрубок 17, общий коллектор 18. В качестве устройства, модернизированного при помощи заявляемого изобретения и отображенного в таковом виде на рисунке, использовался переключатель скважин многоходовой, описанный в изобретении №2529270 [RU 2529270, МПК F16K 11/085, опубл. 27.09.2014].The design of the PSM, equipped with the claimed invention, is shown in Fig. 1, where:
Изобретение функционально реализуется и работает нижеследующим образом.The invention is functionally implemented and operates as follows.
В корпусе 1 (на внутренней цилиндрической поверхности, снизу и сверху от входных отверстий) имеются две диаметральные канавки с углублениями, предназначенными для фиксации каретки 5 напротив каждого отверстия. По канавкам перемещаются ролики 15 подвижной каретки 5. Глубина канавок и углублений выбрана таким образом, что при перемещении роликов по канавке между уплотнением 11 и стенкой корпуса 1 образуется зазор, и при попадании роликов в углубления уплотнение прижимается к корпусу пружиной 13, а также металлическое уплотнение 12 прижимается к корпусу 1 пружиной 14, обеспечивая герметичность в замерной линии. Делительный механизм с электрогидроприводом 3 служит для обеспечения переключения каретки 5 между отводами корпуса 1. После включения электропитания электрогидропривод 3 передает вращение через шпонку валу 6, вал передает вращение угольнику 4 и каретке 5. Каретка 5 под действием пружины 13 прижимается к стенке корпуса 1, но при этом зафиксирована от проворота вокруг своей оси шпонкой 10 и обеспечивает прямолинейность качения роликов 15 (по канавкам корпуса 1), в результате которого поворачивается на определенный угол и подключается к соответствующему каналу. Во время подачи жидкости в измерительном канале 16, а так же во внутренней полости каретки, вала и угольника образуется давление, сила которого превышает силу давления жидкости, находящейся в общей полости корпуса 1. При этом мягкое уплотнение 11 удерживает жидкость (оказывающую на уплотнение давление определенной силы) от протечки, но в случае порыва или неправильного прилегания уплотнения 11 давящая жидкость попадает в специальный канал между уплотнениями 11 и 12 и далее через плюсовую импульсную трубку 7 попадает на датчик 9, который в свою очередь регистрирует разницу между силами давления жидкости на стенки трубок 7 и 8 и информирует пользователя о протечке уплотнения каретки 5.In the body 1 (on the inner cylindrical surface, below and above the inlet holes) there are two diametrical grooves with recesses designed to fix the
Таким образом, в результате применения заявляемого изобретения повышается надежность работы модернизируемых ПСМ, для которых улучшается функция контроля герметичности прилегания уплотнения их подвижных кареток.Thus, as a result of the application of the claimed invention, the reliability of the upgraded PSM is increased, for which the function of controlling the tightness of the seal of their movable carriages is improved.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020139533A RU2763873C1 (en) | 2020-12-01 | 2020-12-01 | Method for upgrading multipass borehole switches and set of products for implementation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020139533A RU2763873C1 (en) | 2020-12-01 | 2020-12-01 | Method for upgrading multipass borehole switches and set of products for implementation thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2763873C1 true RU2763873C1 (en) | 2022-01-11 |
Family
ID=80040271
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020139533A RU2763873C1 (en) | 2020-12-01 | 2020-12-01 | Method for upgrading multipass borehole switches and set of products for implementation thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2763873C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB864470A (en) * | 1958-10-31 | 1961-04-06 | Hartleys Stoke On Trent Ltd | Improvements relating to the feeding and distribution of flowing materials to tanks and the like |
US5046522A (en) * | 1989-08-02 | 1991-09-10 | Fmc Corporation | Rotary elbow fluid distribution/collection valve |
RU77379U1 (en) * | 2008-05-14 | 2008-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Корпорация Уралтехнострой" (ООО "Корпорация Уралтехнострой") | MULTI-WAY FLOW SWITCH |
RU2529270C1 (en) * | 2013-05-06 | 2014-09-27 | Закрытое акционерное общество "ОЗНА-Измерительные системы" | Well multi-way switch |
-
2020
- 2020-12-01 RU RU2020139533A patent/RU2763873C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB864470A (en) * | 1958-10-31 | 1961-04-06 | Hartleys Stoke On Trent Ltd | Improvements relating to the feeding and distribution of flowing materials to tanks and the like |
US5046522A (en) * | 1989-08-02 | 1991-09-10 | Fmc Corporation | Rotary elbow fluid distribution/collection valve |
RU77379U1 (en) * | 2008-05-14 | 2008-10-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Корпорация Уралтехнострой" (ООО "Корпорация Уралтехнострой") | MULTI-WAY FLOW SWITCH |
RU2529270C1 (en) * | 2013-05-06 | 2014-09-27 | Закрытое акционерное общество "ОЗНА-Измерительные системы" | Well multi-way switch |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2529270C1 (en) | Well multi-way switch | |
RU1836595C (en) | Ball plug valve | |
NO343959B1 (en) | Fault-tolerant chemical injection system for oil and gas wells | |
US8777184B2 (en) | Gate valve | |
RU2763873C1 (en) | Method for upgrading multipass borehole switches and set of products for implementation thereof | |
CN111779648B (en) | Low-speed large-torque valve flow distribution inner curve radial plunger type high-water-base hydraulic motor | |
RU2598490C2 (en) | Well multi-way switch | |
RU83551U1 (en) | MULTI-WAY WELL SWITCH | |
KR101764772B1 (en) | Three way valve for bypass | |
RU2313024C2 (en) | Gate valve | |
RU77379U1 (en) | MULTI-WAY FLOW SWITCH | |
RU2657383C1 (en) | Well multi-way switch | |
RU67219U1 (en) | BALL VALVE | |
RU2351830C2 (en) | Stop valve | |
RU2614952C1 (en) | Well multi-way switch | |
US5676347A (en) | Valve with adjustably pressurized sealing gaskets | |
RU2769624C1 (en) | Fluid flow switch | |
RU2715296C1 (en) | Hydraulic control valve | |
RU2780390C1 (en) | Device of articulation of the valve seal and the housing of the multi-pass well switch | |
RU2527054C1 (en) | Spherical circular rotary preventer | |
RU2289745C1 (en) | Three-way control distributing valve | |
RU2270391C2 (en) | Stop-control valve | |
RU138106U1 (en) | SHUT-OFF CRANE | |
RU2640971C1 (en) | Manual hydraulic pump for emergency control of ball valve drive | |
RU2246653C1 (en) | Gate valve |