RU80032U1

RU80032U1 - LIQUID FLOW REGULATOR

Info

Publication number: RU80032U1
Application number: RU2008134032/22U
Authority: RU
Inventors: Алексей Васильевич Лихачев; Андрей Викторович Панфилов; Наталья Алексеевна Новожилова; Татьяна Алексеевна Лихачева
Original assignee: Открытое акционерное общество "НПО "Промавтоматика"
Priority date: 2008-08-18
Filing date: 2008-08-18
Publication date: 2009-01-20

Abstract

Полезная модель относится к области управления или регулирования расхода в потоке текучей среды без вспомогательных источников энергии, а именно к регуляторам расхода жидкости, и может быть использована, например, в системах ввода ингибитора гидрато образования на газовых промыслах. Поставленная задача достигается тем, что регулятор расхода жидкости содержит разборный корпус с входным и выходным каналами, мембрану с компенсирующей пружиной, дроссельное устройство и регулирующий орган. Заявляемый регулятор отличается от прототипа тем, что мембрана защищена тарелями, которые при одностороннем давлении опираются на плоскости, выполненные в верхней и нижней частях корпуса, тем самым препятствуя порыву мембраны; для создания необходимого расхода, дополнительное усилие на мембране создается регулировочной пружиной по средством винта, через плоскую пяту; дросселирующее устройство выполнено в виде пакета дросселей с калиброванными отверстиями, который обеспечивает расчетный перепад давлений; регулирующий орган выполнен в виде сопла, направляющая которого имеет квадратное сечение и трение происходит по граням, что исключает вероятность залипания, также для увеличения долговечности работы регулятора заслонка и наконечник сопла (элементы подверженные большему износу) выполнены сменными. Техническим результатом является повышение надежности и увеличение долговечности работы регулятора. 1 ил.The utility model relates to the field of control or regulation of the flow rate in a fluid stream without auxiliary energy sources, namely, fluid flow controllers, and can be used, for example, in the injection systems of a hydrate formation inhibitor in gas fields. The problem is achieved in that the fluid flow controller contains a collapsible housing with input and output channels, a membrane with a compensating spring, a throttle device and a regulating body. The inventive regulator differs from the prototype in that the membrane is protected by plates, which, at one-sided pressure, rest on planes made in the upper and lower parts of the housing, thereby preventing rupture of the membrane; to create the required flow rate, additional force on the membrane is created by the adjusting spring by means of a screw through a flat heel; the throttling device is made in the form of a package of chokes with calibrated holes, which provides a calculated pressure drop; the regulatory body is made in the form of a nozzle, the guide of which has a square cross section and friction occurs along the edges, which eliminates the possibility of sticking, and to increase the durability of the regulator, the damper and nozzle tip (elements subject to more wear) are interchangeable. The technical result is to increase reliability and increase the durability of the regulator. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области управления или регулирования расхода в потоке текучей среды без вспомогательных источников энергии, а именно к регуляторам расхода жидкости, и может быть использована, например, в системах ввода ингибитора гидратообразования на газовых промыслах.The utility model relates to the field of controlling or regulating the flow rate in a fluid stream without auxiliary energy sources, namely, fluid flow controllers, and can be used, for example, in systems for introducing a hydrate inhibitor in gas fields.

Задача регулирования потоков ингибиторов для газодобывающей отрасли особенно обострилась при эксплуатации «старых» месторождений, выработавших свой потенциал на 60-70% и вновь разрабатываемых «малых» месторождений.The task of regulating the flow of inhibitors for the gas industry was particularly aggravated by the exploitation of the "old" fields, which have developed their potential by 60-70% and the newly developed "small" fields.

Это связано с тем, что на «старых» месторождениях и «малых» со «слабыми» скважинами, скважины обводняются и выносят влагу в газосборную сеть, понижается температура газа, что приводит к образованию гидратов в скважинах, газосборной сети промысла, шлейфах, арматурных блоках и технологических аппаратах. Образующиеся гидраты изменяют характеристики трубопроводов, откладываясь на стенках трубопроводов, изменяют их проходное сечение, а в аварийных случаях закупоривают трубопроводы, арматуру.This is due to the fact that in "old" fields and "small" with "weak" wells, the wells are flooded and carry moisture to the gas collection network, the temperature of the gas decreases, which leads to the formation of hydrates in the wells, the gas collection network, loops, reinforcing blocks and technological devices. The resulting hydrates change the characteristics of the pipelines, deposited on the walls of the pipelines, change their bore, and in emergency cases clog the pipelines, valves.

Для этого по трубопроводной сети к защищаемым участкам газовых трубопроводов и арматуре подводят ингибитор гидратообразования - метанол, нагнетаемый в трубопровод централизованно, насосными агрегатами высокого давления. Количество точек ввода от единой сети может составлять от 10-15 до 50-100.To do this, a hydrate inhibitor, methanol, injected into the pipeline centrally by high pressure pumping units, is brought to the protected sections of gas pipelines and fittings through a pipeline network. The number of input points from a single network can be from 10-15 to 50-100.

Для ввода метанола в точку с параметрами по давлению газа и количеству подаваемого метанола служат специальные устройства.Special devices are used to enter methanol at a point with parameters for gas pressure and the amount of methanol supplied.

Устройство ввода метанола содержит запорную арматуру, устройства измерения и регулирующее устройство, в частности регуляторы расхода жидкости.The methanol input device comprises shutoff valves, measuring devices and a regulating device, in particular fluid flow controllers.

Регулятор расхода жидкости служит для задания расхода в зависимости от технологической потребности и поддержания установленного расхода независимо от колебаний давления в системе подачи ингибитора.The fluid flow regulator serves to set the flow rate depending on the technological need and maintain the set flow rate regardless of pressure fluctuations in the inhibitor supply system.

Известен Регулятор расхода жидкости РРЖ-1 (Б.Ф.Тараненко, В.Т.Герман. Автоматическое управление газопромысловыми объектами. М. «Недра», 1976, с.173 рис.70). Регулятор расхода жидкости представляет собой автоматический регулятор постоянного перепада давления прямого действия.Known regulator of fluid flow RRZH-1 (B.F. Taranenko, V.T. German. Automatic control of gas production facilities. M. "Nedra", 1976, p. 173 fig. 70). The fluid flow regulator is an automatic regulator of constant differential pressure of direct action.

Регулятор расхода представляет собой регулируемый дроссель, совмещенный с регулятором перепада давления. Он имеет пневматический мембранный привод с The flow regulator is an adjustable throttle, combined with a differential pressure regulator. It has a pneumatic diaphragm actuator with

позиционером (на рис.70 позиционер не показан), жестко соединенный с плунжером, также содержит корпус с чувствительным элементом - мембраной, компенсирующей пружиной и регулирующим органом - поршень, который регулирует степень открытия впускного отверстия, изменяя входное давление.a positioner (the positioner is not shown in Fig. 70), rigidly connected to the plunger, also contains a housing with a sensing element - a membrane, a compensating spring and a regulating body - a piston that controls the degree of opening of the inlet by changing the inlet pressure.

Недостатком данного регулятора является сложность конструкции, требуется дополнительная энергия - сжатый воздух; изменение расходных характеристик в связи с неконтролируемыми утечками через поршень и плунжер (рабочие органы), причем величина утечки возрастает по мере износа рабочих поверхностей в процессе эксплуатации; возможный выход регулятора из строя вследствие заедания рабочих органов при попадании твердых включений.The disadvantage of this regulator is the design complexity, additional energy is required - compressed air; a change in flow characteristics due to uncontrolled leaks through the piston and plunger (working bodies), and the amount of leak increases as the working surfaces wear during operation; possible failure of the regulator due to seizure of the working bodies in case of solid inclusions.

Известен Регулятор расхода жидкости РРЖ-2 для задания расхода жидкости в зависимости от технологической потребности и поддержания установленного расхода независимо от колебаний давления в системе подачи и сброса жидкости (Б.Ф.Тараненко, В.Т.Герман. Автоматическое управление газопромысловыми объектами. М. «Недра», 1976, с.174), содержащий корпус с регулирующим органом - плунжер, соединенным шарнирно с мембраной, компенсирующую пружину, дросселирующий поршень на выходе.Known Regulator of fluid flow RRZH-2 to set the fluid flow depending on the technological needs and maintain the set flow regardless of pressure fluctuations in the fluid supply and discharge system (B.F. Taranenko, V.T. German. Automatic control of gas production facilities. M. "Nedra", 1976, p.174), comprising a housing with a regulatory body - a plunger pivotally connected to the membrane, a compensating spring, a throttling piston at the outlet.

Недостатком данного регулятора является изменение расходных характеристик в связи с неконтролируемыми утечками при износе рабочих органов; возможный выход регулятора из строя вследствие заедания рабочих органов при попадании твердых включений.The disadvantage of this regulator is the change in flow characteristics due to uncontrolled leaks during wear of the working bodies; possible failure of the regulator due to seizure of the working bodies in case of solid inclusions.

Известен Регулятор расхода жидкости (SU 393731 А1, МПК 6: G05D 7/01, опубл. 1973.01.01). Регулятор содержит корпус с входным и выходным каналами с расположенным в нем чувствительным элементом, связанным с регулирующим органом, и дросселирующее устройство с регулируемым проходным сечением, выполненное в виде дроссельной шайбы, сектора и поводка и установленное в под мембранной полости. Сектор дросселирующего устройства прижат к дроссельной шайбе пружиной, расположенной между сектором и поводком, между торцами которых предусмотрен зазор.Known fluid flow controller (SU 393731 A1, IPC 6: G05D 7/01, publ. 1973.01.01). The regulator comprises a housing with input and output channels with a sensing element located in it, connected with the regulatory body, and a throttling device with an adjustable bore, made in the form of a throttle washer, sector and leash and installed in the under the membrane cavity. The sector of the throttling device is pressed against the throttle washer by a spring located between the sector and the leash, between the ends of which a gap is provided.

Недостатком данного устройства является его низкая надежность вследствие «залипания» регулирующего органа при оседании на нем различных солей ингибитора, а также засорение проходного отверстия дросселя вследствие малого диаметра проходного отверстия и попадания твердых частиц, мембрана не защищена от порыва при одностороннем давлении.The disadvantage of this device is its low reliability due to "sticking" of the regulatory body when various inhibitor salts are deposited on it, as well as clogging of the throttle bore due to the small diameter of the bore and ingress of solid particles, the membrane is not protected from rupture at one-way pressure.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков, выбранным в The closest in the set of essential features selected in

качестве прототипа, является Регулятор расхода жидкости (RU 2216031 С2, МПК 7: G05D 7/01, опубл. 2003.06.27). Регулятор содержит разборный корпус с входным и выходным каналами и подвижный подпружиненный регулирующий орган. Последний делит внутреннюю полость корпуса на три части. Эти части сообщены между собой посредством последовательно установленных двух дросселей (задающего значение расхода и автоматически регулируемого). Регулирующий орган выполнен в виде мембранного привода. Мембрана по периферии зажата между фланцами корпуса. Мембрана в центре свободно посажена на шток с возможностью образования с тарелкой подвижного регулирующего органа обратного клапана.as a prototype, is a fluid flow Regulator (RU 2216031 C2, IPC 7: G05D 7/01, publ. 2003.06.27). The controller contains a collapsible housing with input and output channels and a movable spring-loaded regulatory body. The latter divides the internal cavity of the body into three parts. These parts are communicated with each other by means of two chokes installed in series (setting the flow value and automatically adjustable). The regulatory body is made in the form of a membrane actuator. The periphery of the membrane is sandwiched between the flanges of the housing. The membrane in the center is freely seated on the stem with the possibility of the formation of a check valve with a plate of a movable regulatory body.

Недостатком данного устройства является изменение расходных характеристик в процессе износа автоматически регулируемого дросселя; не высокая надежность в связи с тем, что мембрана не защищена от порыва при одностороннем давлении.The disadvantage of this device is the change in flow characteristics during the wear of an automatically adjustable throttle; low reliability due to the fact that the membrane is not protected from rupture with one-way pressure.

Задача, на решение которой направлена полезная модель состоит в том, чтобы создать такое техническое решение, которое повышало бы надежность работы регулятора.The problem, which the utility model is aimed at, is to create a technical solution that would increase the reliability of the regulator.

Техническим результатом является повышение надежности и увеличение долговечности работы регулятора.The technical result is to increase reliability and increase the durability of the regulator.

Для достижения названного технического результата регулятор расхода жидкости содержит разборный корпус с входным и выходным каналами, мембрану с компенсирующей пружиной, дроссельное устройство и регулирующий орган.To achieve the named technical result, the fluid flow controller comprises a collapsible housing with input and output channels, a membrane with a compensating spring, a throttle device and a regulating body.

Заявляемый регулятор отличается от прототипа тем, что мембрана защищена тарелями, которые при одностороннем давлении опираются на плоскости, выполненные в верхней и нижней частях корпуса, тем самым препятствуя порыву мембраны; для создания необходимого расхода, дополнительное усилие на мембране создается регулировочной пружиной по средством винта, через плоскую пяту; дросселирующее устройство выполнено в виде пакета дросселей с калиброванными отверстиями, который обеспечивает расчетный перепад давлений; регулирующий орган выполнен в виде сопла, направляющая которого имеет квадратное сечение и трение происходит по граням, что исключает вероятность залипания, также для увеличения долговечности работы регулятора заслонка и наконечник сопла (элементы подверженные большему износу) выполнены сменными.The inventive regulator differs from the prototype in that the membrane is protected by plates, which, at one-sided pressure, rest on planes made in the upper and lower parts of the housing, thereby preventing rupture of the membrane; to create the required flow rate, additional force on the membrane is created by the adjusting spring by means of a screw through a flat heel; the throttling device is made in the form of a package of chokes with calibrated holes, which provides a calculated pressure drop; the regulatory body is made in the form of a nozzle, the guide of which has a square cross section and friction occurs along the edges, which eliminates the possibility of sticking, and to increase the durability of the regulator, the damper and nozzle tip (elements subject to more wear) are interchangeable.

Полезная модель изображена на чертеже, где на фиг.1 показан продольный разрез и на фиг.2 поперечный разрез по сечению А-А регулятора в рабочем положении.A utility model is shown in the drawing, in which Fig. 1 shows a longitudinal section and in Fig. 2 a transverse section along section AA of the regulator in the operating position.

Регулятор расхода жидкости содержит разъемный корпус состоящий из нижней 1 и верхней 2 частей, жестко зафиксированных между собой гайкой 3, входной 4 и выходной The fluid flow controller contains a detachable housing consisting of a lower 1 and upper 2 parts, rigidly fixed to each other by a nut 3, input 4 and output

5 каналы. Мембрана 6, с защитными тарелями 7, по периферии зажата между частями корпуса. Тарели соединены с мембраной посредством втулки 8 с заслонкой 9 и гайкой 10, в которой размещен пакет дросселей 11. Ход мембраны ограничен плоскостями 12 и 13 на нижней и верхней частях корпуса соответственно. В верхней части корпуса установлено сопло 14 с наконечником 15. Сопло прижато к верхней части компенсирующей пружиной 16, вторым концом пружина опирается на тарель. Тарель, с противоположной стороны мембраны, подпирается регулировочной пружиной 17, которая нагружается регулировочным винтом 18, через пяту 19.5 channels. The membrane 6, with protective plates 7, is peripherally sandwiched between parts of the housing. The plates are connected to the membrane by means of a sleeve 8 with a shutter 9 and a nut 10, in which the throttle package is placed 11. The membrane travel is limited by the planes 12 and 13 on the lower and upper parts of the housing, respectively. A nozzle 14 with a tip 15 is installed in the upper part of the housing. The nozzle is pressed against the upper part by a compensating spring 16, and the second end rests on a plate. The plate, on the opposite side of the membrane, is supported by the adjusting spring 17, which is loaded with the adjusting screw 18, through the heel 19.

Регулятор работает следующим образом.The regulator operates as follows.

Все основные элементы регулятора находятся на одной оси.All the main elements of the controller are on the same axis.

Усилие на мембране 6 со стороны входного канала 4, создаваемое перепадом давления на пакете дросселей 11 уравновешивается компенсирующей пружиной 16 и регулировочной пружиной 17, которая задавливается вручную по средством регулировочного винта 18, через пяту 19, создавая дополнительное усилие и обеспечивая необходимый зазор между наконечником 15 и заслонкой 9, соответствующий пропуску такого количества ингибитора, которое вызывает соответствующий перепад на пакете дросселей 11.The force on the membrane 6 from the input channel 4, created by the pressure drop across the throttle package 11, is balanced by a compensating spring 16 and an adjustment spring 17, which is manually pressed by means of the adjusting screw 18 through the heel 19, creating additional force and providing the necessary clearance between the tip 15 and damper 9, corresponding to the passage of such an amount of inhibitor that causes a corresponding drop in the choke packet 11.

Ход мембраны ограничен плоскостями 12 и 13, что препятствует ее порыву от одностороннего давления. Крайнее верхнее положение мембраны соответствует закрытому состоянию регулятора, крайнее нижнее положение мембраны - полному проходу.The course of the membrane is limited by planes 12 and 13, which prevents its rush from unilateral pressure. The extreme upper position of the membrane corresponds to the closed state of the regulator, the extreme lower position of the membrane corresponds to a full passage.

Компенсирующая пружина 16 установлена с таким расчетным усилием, которое необходимо для уравновешивания максимального усилия от перепада давлений, а регулировочная пружина 17 увеличивает усилие на мембрану, чтобы добиться необходимого расхода через пару сопло-заслонка.The compensating spring 16 is installed with such a design force that is necessary to balance the maximum force from the differential pressure, and the adjusting spring 17 increases the force on the membrane to achieve the required flow rate through the pair of nozzle-flapper.

Благодаря тому, что мембрана защищена тарелями, дросселирующее устройство выполнено в виде пакета дросселей с калиброванными отверстиями, регулирующий орган имеет квадратное сечение, элементы регулирующего узла (сопло-заслонка) выполнены сменными повышается надежность и увеличивается долговечность работы устройства.Due to the fact that the membrane is protected by plates, the throttling device is made in the form of a package of chokes with calibrated holes, the regulating body has a square section, the elements of the regulating unit (nozzle-damper) are interchangeable, the reliability is increased and the durability of the device is increased.

Claims

1. A fluid flow regulator comprising a collapsible housing with inlet and outlet channels, a spring-loaded membrane, a throttle device and a regulating body, characterized in that the membrane is protected on both sides by plates, the membrane is preloaded by a second spring located on the back of the membrane.

2. The fluid flow regulator according to claim 1, characterized in that the throttling device is made in the form of a package of chokes with calibrated holes.

3. The fluid flow regulator according to claim 1, characterized in that the regulatory body is made in the form of a pair of nozzle-damper.

4. The fluid flow regulator according to claim 3, characterized in that the nozzle guide has a square section.

5. The fluid flow regulator according to claim 3, characterized in that the nozzle tip and damper are interchangeable.