RU79691U1 - Штуцер для фонтанной арматуры нефтяных скважин - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области регулирования расхода жидкости (газа) и может быть использована в нефтегазодобывающей и химической промышленностях для вывода нефтяной скважины без ее остановки на заданный режим эксплуатации путем дискретного изменения диаметра проходного отверстия штуцера при добыче нефти штанговыми, центробежными и винтовыми насосами. Задача - расширение возможностей при одновременном сохранении работоспособности и долговечности при эксплуатации штуцера на выкидной линии фонтанной арматуры. Штуцер выполнен с возможностью соединения с фонтанной арматурой одним и тем же сквозным корпусом 1, как во фланцевом, так и в резьбовом исполнении. Внутри корпуса 1 помещен золотник 2, выполненный в виде полого шара, по образующей поверхности которого выполнен ряд сквозных радиальных отверстий 5. Золотник 2 имеет возможность вращательного движения, при котором отверстие втулки 6 совмещается с одним из его сквозных радиальных отверстий 5. С обеих сторон сквозного корпуса 1 штуцера выполнена внутренняя резьба 13 для закрепления в них присоединительных элементов, например фитингов 14 для установки его на магистрали в резьбовом исполнении. Торцы сквозного корпуса 1 снабжены кольцевой установочной поверхностью, выполненной в виде внутренней проточины 16 или наружного зуба 20, под кольцевые прокладки 17 для установки штуцера во фланцевом исполнении. Кольцевые прокладки 17 выполнены ступенчатой формы с переменным диаметром, образующим средний диаметр, необходимый для монтажа на арматуре и имеют восьмиугольное поперечное сечение. 3 зав.п .ф-лы. 2 ил.

Description

Полезная модель относится к области регулирования расхода жидкости (газа) и может быть использована в нефтегазодобывающей и химической промышленностях для вывода нефтяной скважины без ее остановки на заданный режим эксплуатации путем дискретного изменения диаметра проходного отверстия штуцера при добыче нефти штанговыми, центробежными и винтовыми насосами.

Известны различные устройства для регулирования расхода жидкости (газа), используемые в нефтегазодобывающей и химической промышленностях.

Из SU 383010 (МПК⁶ G05D 7/01, 1971 г.) известен регулятор расхода, содержащий цилиндрический корпус с входной и выходной полостями и чувствительный элемент.

Недостатком известного устройства является невозможность регулирования определенного расхода жидкости в течение продолжительного времени. Кроме того, это устройство сложно и недостаточно надежно при эксплуатации.

Известен регулятор расхода по SU 591830 (МПК⁵ G05D 7/01, 1975 г.), содержащий сборный цилиндрический корпус с входной и выходной полостями с вмонтированным в одной из них чувствительным элементом, выполненным в виде упругого полого тела, например трубчатой пружины прямоугольного сечения.

Известен регулятор расхода, описанный в SU 1667018, МПК⁵ G05D 7/01, 1989 г. Известное устройство содержит сквозной корпус, в котором установлена цилиндрическая вставка с поперечной перегородкой в ее средней части и радиальными отверстиями в стенке до и после перегородки, образующая в корпусе три полости, и две втулки с радиальными отверстиями, совпадающими с отверстиями вставки. Регулятор снабжен чувствительным элементом в виде трубчатой пружины, установочным штоком, выведенным концом наружу через корпус, и качающимся рычагом с опорной осью в продольной прорези, закрепленной с возможностью перемещения во вставке и одной из втулок. При

установке разных расходов жидкости (газа) изменяют соотношение плеч качающегося рычага, перемещая опорную ось в прорези рычага, что равносильно изменению величины наклона рабочей характеристики чувствительного элемента (трубчатой пружины).

Общими недостатками известных регуляторов расхода является то, что они имеют сложную конструкцию и не могут быть использованы в дискретном исполнении. Это сужает область их использования, не позволяет производить плавное регулирование потока жидкости и эксплуатировать конструкцию в течение длительного времени.

Известны также штуцеры для фонтанной арматуры нефтяных скважин, описанные в патентах RU 33659, МПК⁷ G05D 7/01, 2003, и RU 54443, МПК G05D 7/01, 2005. Эти штуцеры содержат сквозной корпус, размещенный в нем регулирующий элемент, образующий в корпусе полости, и установочный вал, выведенный наружу через корпус. Регулирующий элемент выполнен в виде золотника, имеющего форму полого усеченного с одной стороны шара (пат. RU 33659) или форму полого цилиндра (пат. RU и 54443), по образующей которых выполнен ряд сквозных радиальных отверстий разного диаметра, и связанного через кулачковый диск с полумуфтой с образованием кулачково-дисковой муфты, соединенной с установочным валом, снабженным рискоуказателем и втулкой со шкалой, на которой нанесены величины соответствующих диаметров сквозных отверстий золотника, при этом золотник поджат притертой подпружиненной сферической втулкой и имеет возможность вращательного движения для совмещения его сквозных отверстий с отверстием сферической втулки.

Общими недостатками известных регуляторов расхода и штуцеров для фонтанной арматуры нефтяных скважин является то, что каждое из них может быть выполнено либо во фланцевом, либо в резьбовом исполнении, что сужает область их использования. Кроме того, кольцевые прокладки, предназначенные для соединения составных частей устьевого нефтепромыслового оборудования, в различных странах различны по среднему диаметру, что затрудняет их использование при монтаже оборудования в нефтегазодобывающих странах, основными поставщиками которого являются Россия, Румыния и США.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели, т.е. прототипом, является штуцер для фонтанной арматуры нефтяных скважин, защищенный патентом RU 43378, МПК⁷ G05D 7/01, Е21В 43/12, 2004. Согласно описанию к патенту штуцер для фонтанной арматуры нефтяных скважин содержит сквозной корпус, размещенный в нем регулирующий элемент, образующий в корпусе полости, и установочный вал, выведенный наружу через корпус. Регулирующий элемент выполнен в виде золотника, имеющего форму полого усеченного с одной стороны шара, по образующей которого выполнен ряд сквозных радиальных отверстий разного диаметра, и связанного через полумуфту с установочным валом, снабженным рискоуказателем, взаимодействующим со шкалой, на которой нанесены величины соответствующих диаметров сквозных отверстий золотника. Золотник поджат притертой сферической втулкой посредством пластинчатой пружины и имеет возможность вращательного движения для совмещения одного из его сквозных отверстий с отверстием втулки.

Недостатком известного штуцера для фонтанной арматуры, принятого за прототип, также как и вышеуказанных аналогов (RU 33659 и RU 54443) является то, что его корпус может быть выполнен либо во фланцевом, либо в резьбовом исполнении, что сужает область использования штуцера. Кольцевые прокладки, предназначенные для соединения составных частей устьевого нефтепромыслового оборудования, в различных странах различны по среднему диаметру, что затрудняет их использование при монтаже оборудования в нефтегазодобывающих странах и не позволяет расширить их возможности.

Настоящая полезная модель направлена на исключение вышеперечисленных недостатков, а именно на расширение возможностей при одновременном сохранении работоспособности и долговечности при эксплуатации штуцера на выкидной линии фонтанной арматуры.

Поставленная задача достигается тем, что штуцер для фонтанной арматуры нефтяных скважин, содержащий сквозной корпус, размещенный в нем регулирующий элемент, образующий в корпусе полости и выполненный в виде золотника, имеющего форму полого тела вращения, по образующей которого выполнен ряд сквозных радиальных отверстий разного диаметра, поджатого притертой сферической втулкой, с возможностью вращательного движения, а также

установочный вал, соединенный с золотником, выведенный наружу через корпус и снабженный указателем диаметров радиальных отверстий, согласно предлагаемой полезной модели выполнен с возможностью соединения с фонтанной арматурой одним и тем же сквозным корпусом, как во фланцевом, так и в резьбовом исполнении, при этом для резьбового соединения с арматурой с обеих сторон сквозного корпуса выполнена внутренняя резьба для закрепления в них присоединительных элементов, а для фланцевого соединения с арматурой на торцевых поверхностях сквозного корпуса выполнены кольцевые установочные поверхности под кольцевые прокладки.

Другим отличием заявляемой полезной модели является то, что кольцевые прокладки выполнены ступенчатой формы с переменным диаметром, образующим средний диаметр, необходимый для монтажа на арматуре, и имеют восьмиугольное поперечное сечение.

Отличием предлагаемого штуцера является также то, что кольцевые установочные поверхности выполнены в виде наружного зуба или в виде внутренней проточины.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый штуцер отличается наличием новой формой выполнения деталей, элементов, их взаимным расположением, связью элементов между собой.

Проведенный патентный поиск показал, что в настоящее время не известен штуцер для фонтанной арматуры нефтяных скважин, обладающий такой же совокупностью существенных признаков, что и предлагаемый. Таким образом, заявляемая конструкция соответствует критерию полезной модели "новизна".

Выполнение внутренней резьбы с обеих сторон сквозного корпуса штуцера для закрепления в них присоединительных элементов и кольцевых установочных поверхностей под кольцевые прокладки на торцевых поверхностях сквозного корпуса позволят использовать один и тот же штуцер для соединения с фонтанной арматурой, как во фланцевом, так и в резьбовом исполнении. Выполнение кольцевых установочных поверхностей в виде наружного зуба или в виде внутренней проточины расширяет число вариантов использования штуцера, расширяя, тем самым, его возможности. Использование кольцевых прокладок,

имеющих ступенчатую форму с переменным диаметром, образующим средний диаметр, необходимый для монтажа на арматуре, и восьмиугольное поперечное сечение позволит производить соединение составных частей устьевого нефтепромыслового оборудования в различных странах. Это также расширит возможности предлагаемого штуцера. Одновременно он (штуцер) обеспечит дискретное регулирование определенного расхода жидкости, сохранит герметичность конструкции, повысит ее работоспособность и долговечность при эксплуатации на выкидной линии фонтанной арматуры, присущие штуцеру, принятому за прототип.

Вышеизложенное доказывает, что заявляемое техническое решение может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности для вывода нефтяной скважины без ее остановки при добыче нефти на заданный режим эксплуатации, а также в химической промышленности, т.е. соответствует критерию полезной модели "промышленная применимость".

Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом, где на:

- фиг.1 изображен общий вид штуцера в резьбовом использовании с установочной поверхностью в виде внутренней проточины;

- фиг.2 - штуцер во фланцевом использовании с установочной поверхностью в виде наружного зуба.

Пример 1.

Заявляемый штуцер для фонтанной арматуры нефтяных скважин содержит сквозной корпус 1. Штуцер выполнен с возможностью соединения с фонтанной арматурой одним и тем же сквозным корпусом 1, как во фланцевом, так и в резьбовом исполнении. Внутри корпуса 1 помещен золотник 2 с образованием в нем двух полостей 3 и 4. Золотник 2 выполнен в виде полого шара, по образующей поверхности которого выполнен ряд сквозных радиальных отверстий 5, количество которых соответствует количеству позиций регулирования и может варьироваться по требованию заказчика, например от 6 до 9, с условными диаметрами от 1 до 18 мм. Золотник 2 поджат притертой втулкой 6, расположенной в гайке 7, посредством усилия избыточного давления. Золотник 2 имеет возможность вращательного движения, при котором отверстие втулки 6 совмещается с одним из его сквозных

радиальных отверстий 5. Золотник 2 соединен с установочным валом 8 посредством полумуфты 9. Установочный вал 8 помещен во втулку 10 и в нем вмонтирован рискоуказатель 11. В зависимости от исполнения на торце корпуса 1 или втулки 10 гравированием или ударным способом нанесена шкала (на чертеже не показана) со значениями диаметров сквозных отверстий 5 золотника 2. Конец вала 8, выведенный наружу через корпус 1, снабжен ключом 12, предназначенным для осуществления поворота установочного вала при установке требуемого расхода жидкости.

С обеих сторон сквозного корпуса 1 штуцера выполнена внутренняя резьба 13 для закрепления в них присоединительных элементов, например фитингов 14 (см. Политехнический словарь, М.: «Советская Энциклопедия», 1980. - с.563) для установки его на магистрали в резьбовом исполнении. Для фиксирования фитингов 14 предназначены резьбовые штифты 15. Торцы сквозного корпуса 1 снабжены кольцевой установочной поверхностью, выполненной в виде внутренней проточины 16, под кольцевые прокладки 17 для установки штуцера во фланцевом исполнении. Кольцевые прокладки 17 выполнены ступенчатой формы с переменным диаметром, образующим средний диаметр, необходимый для монтажа на арматуре, и имеют восьмиугольное поперечное сечение.

Во избежание утечек гайка 7 с размещенной в ней втулкой 6 помещена в корпус 1 с помощью герметика или масляной краски. Фитинги 14 и технологические штифты 15 также устанавливаются на герметик или масляную краску. Герметичность штуцера осуществляется уплотнительными резиновыми кольцами 18 и 19, установленными соответственно на полумуфте 10 и сферической втулке 6.

Пример 2.

Штуцер выполнен аналогично приведенному в примере 1. Исключение составляет лишь то, что на торцах сквозного корпуса 1 выполнены установочные поверхности в виде наружного зуба 20 для установки штуцера во фланцевом исполнении.

Штуцеры, описанные в примерах 1 и 2, работают следующим образом. При сборке штуцера производится поджатие золотника 2 втулкой 6. Штуцер монтируют на выкидной линии фонтанной арматуры перед задвижкой. При этом один и тот же штуцер может быть использован как во фланцевом, так и в резьбовом исполнении.

Установка требуемого расхода жидкости (газа) производится ключом 12 путем поворота установочного вала 8 до совмещения рискоуказателя 11 с необходимым делением корпуса 1, при этом передача крутящего момента золотнику 2 осуществляется через полумуфту 9. В результате этих действий происходит поворот золотника 2 и совмещение требуемого сквозного отверстия 5 с отверстием втулки 6, при которых устанавливается необходимый расход жидкости.

Использование заявляемого штуцера позволит производить соединение составных частей устьевого нефтепромыслового оборудования в различных странах. Простота конструкции штуцера и надежность работы позволят использовать его для вывода нефтяных скважин на заданный режим эксплуатации при добыче нефти различными конструкциями насосов без остановки скважины путем дискретного изменения диаметра проходного отверстия штуцера.

Claims (4)

1. Штуцер для фонтанной арматуры нефтяных скважин, содержащий сквозной корпус, размещенный в нем регулирующий элемент, образующий в корпусе полости и выполненный в виде золотника, имеющего форму полого тела вращения, по образующей которого выполнен ряд сквозных радиальных отверстий разного диаметра, поджатого притертой сферической втулкой с возможностью вращательного движения, а также установочный вал, соединенный с золотником, выведенный наружу через корпус и снабженный указателем диаметров радиальных отверстий, отличающийся тем, что штуцер выполнен с возможностью соединения с фонтанной арматурой одним и тем же сквозным корпусом как во фланцевом, так и в резьбовом исполнениях, при этом для резьбового соединения с арматурой с обеих сторон сквозного корпуса выполнена внутренняя резьба для закрепления в них присоединительных элементов, а для фланцевого соединения с арматурой на торцевых поверхностях сквозного корпуса выполнены кольцевые установочные поверхности под кольцевые прокладки.

2. Штуцер для фонтанной арматуры нефтяных скважин по п.1, отличающийся тем, что кольцевые прокладки выполнены ступенчатой формы с переменным диаметром, образующим средний диаметр, необходимый для монтажа на арматуре, и имеют восьмиугольное поперечное сечение.

3. Штуцер для фонтанной арматуры нефтяных скважин по п.1, отличающийся тем, что кольцевые установочные поверхности выполнены в виде наружного зуба.

4. Штуцер для фонтанной арматуры нефтяных скважин по п.1, отличающийся тем, что кольцевые установочные поверхности выполнены в виде внутренней проточины.