RU209845U1 - Check valve gas - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам устьевого оборудования скважин, в которых клапан обратный газовый предназначается для разобщения зоны затрубного пространства и выкидной линии. Клапан обратный газовый включает корпус с соосным стаканом, оснащенным боковыми каналами и соосной корпусу втулкой, кольцевыми уплотнительными выступами под уплотнительные канавки соединяемых фланцев. В стакане размещен клапанный узел с конусным седлом и запорным подпружиненным элементом со штоком, взаимодействующим с соосной корпусу втулкой. Стакан с торца противоположного седлу оснащен соосным резьбовым отверстием, шток запорного элемента взаимодействует скользящей посадкой с втулкой, оснащенной снаружи резьбой под резьбовое отверстие стакана и выполненной с возможностью регулируемого поджатия пружины запорного элемента. Боковые отверстия стакана изготовлены суммарной площадью не меньше площади поперечного сечения седла. Корпус и соосный стакан собраны при помощи резьбового соединения. Снаружи пружины установлена направляющая втулка, предотвращающая изгиб пружины. Достигается технический результат – упрощение процесса сборки-разборки и обслуживания клапана и исключение перекоса клапанного узла, связанного с деформацией пружины. 2 ил.The utility model relates to the oil and gas industry, namely to devices of wellhead equipment in which the gas check valve is designed to separate the annulus zone and the flow line. The check gas valve includes a body with a coaxial sleeve, equipped with side channels and a sleeve coaxial to the body, annular sealing projections for the sealing grooves of the connected flanges. In the glass there is a valve assembly with a conical seat and a locking spring-loaded element with a stem interacting with a sleeve coaxial to the body. The glass at the end opposite to the seat is equipped with a coaxial threaded hole, the stem of the locking element interacts with a sliding fit with a bushing, equipped with a thread for the threaded hole of the cup on the outside and made with the possibility of adjustable preload of the locking element spring. The side openings of the glass are made with a total area not less than the cross-sectional area of the saddle. The body and coaxial glass are assembled using a threaded connection. A guide sleeve is installed outside the spring to prevent the spring from bending. EFFECT: technical result is achieved - simplification of the process of assembly-disassembly and maintenance of the valve and elimination of distortion of the valve assembly associated with the deformation of the spring. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам устьевого оборудования скважин, в которых клапан обратный газовый предназначается для разобщения зоны затрубного пространства и выкидной линии.The utility model relates to the oil and gas industry, namely to wellhead equipment devices, in which the gas check valve is designed to separate the annulus zone and the flow line.

Известен клапан обратный газовый (патент RU № 2465437, МПК E21B 34/00, опубл. 27.10.2012, бюл. № 30), содержащий корпус и клапанный узел, включающий запорный подпружиненный элемент со штоком, имеющий неподвижное соединение с шайбой, причем корпус установлен в межфланцевое пространство трубной головки и имеет кольцевые уплотнительные выступы под соответствующие уплотнительные канавки, выполненные в виде посадочных мест для размещения в них упомянутых кольцевых уплотнительных выступов в местах фланцевого присоединения, клапанный узел содержит неметаллическую втулку, герметично связанную с корпусом посредством разъемного соединения, при этом между корпусом и втулкой установлено эластичное кольцо для герметизации, а втулка выполнена с внутренней конической поверхностью, с которой герметично контактирует запорный подпружиненный элемент, имеющий соответственно внешнюю коническую поверхность.A gas check valve is known (patent RU No. 2465437, IPC E21B 34/00, publ. 27.10.2012, bull. No. 30), containing a housing and a valve assembly, including a locking spring-loaded element with a stem, having a fixed connection with a washer, and the housing is installed into the interflange space of the pipe head and has annular sealing protrusions for the corresponding sealing grooves made in the form of seats for placing the said annular sealing protrusions in them at the flange connection points, the valve assembly contains a non-metallic bushing hermetically connected to the body by means of a detachable connection, while between an elastic ring for sealing is installed by the housing and the bushing, and the bushing is made with an inner conical surface, with which the locking spring-loaded element having an outer conical surface, respectively, is in hermetic contact.

Недостатками данного клапана являются большое сопротивление потоку, так как суммарная площадь продольных каналов после клапана из-за штока, пружины и шайбы с этими каналами, поджимающей пружину, очень мала, при этом отсутствует возможность регулировки усилия прижатия пружины, что требует дополнительных затрат средств и времени, так как на каждые условия эксплуатации изготавливать специальный клапан.The disadvantages of this valve are a large flow resistance, since the total area of the longitudinal channels after the valve due to the stem, spring and washer with these channels, which presses the spring, is very small, while there is no possibility of adjusting the spring pressing force, which requires additional costs and time. , since a special valve must be made for each operating condition.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является (патент RU № 188069, МПК E21B 34/02, F16K 15/06, опубл. 24.12.2018, бюл. № 10) включающий корпус и клапанный узел с седлом и запорным подпружиненным элементом со штоком, имеющим взаимодействие с соосной корпусу втулкой, причем корпус установлен в межфланцевое пространство трубной головки и имеет кольцевые уплотнительные выступы под соответствующие уплотнительные канавки, выполненные в виде посадочных мест для размещения в них упомянутых кольцевых уплотнительных выступов в местах фланцевого присоединения, седло выполнено с внутренней конической поверхностью, с которой герметично контактирует запорный подпружиненный элемент, имеющий соответственно внешнюю коническую поверхность, отличающийся тем, что корпус снабжен соосным стаканом с боковыми каналами, в котором размещен запорный подпружиненный элемент, при этом стакан с торца противоположного седлу оснащен соосным резьбовым отверстием, шток запорного элемента взаимодействует скользящей посадкой с втулкой, которая оснащена снаружи резьбой под резьбовое отверстие стакана и выполнена с возможностью регулируемого поджатия пружины запорного элемента, причем боковые отверстия стакана изготовлены суммарной площадью не меньше площади поперечного сечения седла.The closest in technical essence and the achieved result is (patent RU No. 188069, IPC E21B 34/02, F16K 15/06, publ. 24.12.2018, bull. No. 10) including a body and a valve assembly with a seat and a shut-off spring-loaded element with a stem having interaction with the sleeve coaxial to the body, and the body is installed in the interflange space of the pipe head and has annular sealing protrusions for the corresponding sealing grooves, made in the form of seats for placing the said annular sealing protrusions in them at the flange connection points, the seat is made with an internal conical surface , with which the locking spring-loaded element is in tight contact, having, respectively, an outer conical surface, characterized in that the body is equipped with a coaxial cup with side channels, in which the locking spring-loaded element is placed, while the cup from the end opposite the seat is equipped with a coaxial threaded hole, the stem of the locking element is interacts with a sliding fit with a sleeve, which is equipped on the outside with a thread for the threaded hole of the cup and is made with the possibility of adjustable compression of the spring of the locking element, and the side holes of the cup are made with a total area not less than the cross-sectional area of the seat.

Недостатком данного клапана является отсутствие возможности замены клапанного узла при физическом износе, возможность деформации пружины, что приводит к частым поломкам и дороговизне ремонта.The disadvantage of this valve is the inability to replace the valve assembly with physical wear, the possibility of deformation of the spring, which leads to frequent breakdowns and high cost of repairs.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание клапана обратный газовый, позволяющего значительно упростить процесс сборки-разборки и обслуживания клапана, а также полностью исключить аварийные ситуации (перекос клапанного узла), связанные с деформацией пружины.The technical objective of the proposed utility model is to create a gas check valve that can significantly simplify the process of assembling and disassembling and maintaining the valve, as well as completely eliminate emergency situations (distortion of the valve assembly) associated with spring deformation.

Техническая задача решается клапаном обратным газовым, включающим корпус с соосным стаканом, оснащенным боковыми каналами и соосной корпусу втулкой, кольцевыми уплотнительными выступами под уплотнительные канавки соединяемых фланцев, размещенный в стакане клапанный узел с конусным седлом и запорным подпружиненным элементом со штоком, взаимодействующим с соосной корпусу втулкой, при этом стакан с торца противоположного седлу оснащен соосным резьбовым отверстием, шток запорного элемента взаимодействует скользящей посадкой с втулкой, которая оснащена снаружи резьбой под резьбовое отверстие стакана и выполнена с возможностью регулируемого поджатия пружины запорного элемента, причем боковые отверстия стакана изготовлены суммарной площадью не меньше площади поперечного сечения седла.The technical problem is solved by a check gas valve, including a body with a coaxial glass, equipped with side channels and a sleeve coaxial to the body, annular sealing protrusions for the sealing grooves of the connected flanges, a valve assembly located in the glass with a conical seat and a locking spring-loaded element with a stem interacting with the sleeve coaxial to the body , at the same time, the glass at the end opposite to the seat is equipped with a coaxial threaded hole, the rod of the locking element interacts with a sliding fit with a sleeve, which is equipped with a thread for the threaded hole of the glass on the outside and is made with the possibility of adjustable compression of the spring of the locking element, and the side holes of the glass are made with a total area not less than the area seat cross section.

Новым является то, что корпус и соосный стакан собраны при помощи резьбового соединения, а снаружи пружины установлена направляющая втулка, предотвращающая изгиб пружины.What is new is that the body and the coaxial sleeve are assembled by means of a threaded connection, and a guide sleeve is installed outside the spring, which prevents the spring from bending.

На фиг. 1 представлен объемный вид в продольном разрезе.In FIG. 1 is a three-dimensional view in longitudinal section.

На фиг. 2 представлен продольный разрез клапана.In FIG. 2 shows a longitudinal section of the valve.

Клапан обратный газовый включает корпус 1 (фиг. 1 и 2) с соединенной по резьбе 2 соосным стаканом 3, оснащенным боковыми каналами 4 и соосной корпусу втулкой 5, кольцевыми уплотнительными выступами 6 и 7 под уплотнительные канавки соединяемых фланцев (не показаны). В стакане 3 размещен клапанный узел 8, взаимодействующий с конусным седлом 9 корпуса 1 и состоящий из поджатого пружиной 10 запорного элемента 11 со штоком 12, взаимодействующим скользящей посадкой с втулкой 5. Стакан 3 с торца противоположного седлу 9 оснащен соосным резьбовым отверстием 13 под наружную резьбу 14 втулки 5, выполненной с возможностью регулируемого поджатия пружины 10 запорного элемента 11. Боковые каналы 4 стакана 5 изготовлены суммарной площадью не меньше площади поперечного сечения S седла 9. Снаружи пружины 10 установлена направляющая втулка 15, предотвращающая изгиб пружины 10 при работе.The check gas valve includes a body 1 (Fig. 1 and 2) with a coaxial cup 3 connected by thread 2, equipped with side channels 4 and a sleeve 5 coaxial to the body, annular sealing protrusions 6 and 7 for the sealing grooves of the connected flanges (not shown). In the glass 3 there is a valve assembly 8 interacting with the conical seat 9 of the body 1 and consisting of a locking element 11 pressed by a spring 10 with a stem 12 interacting with a sliding fit with the sleeve 5. The glass 3 from the end opposite to the seat 9 is equipped with a coaxial threaded hole 13 for external thread 14 of the sleeve 5, made with the possibility of adjustable preload of the spring 10 of the locking element 11. The side channels 4 of the cup 5 are made with a total area not less than the cross-sectional area S of the seat 9. A guide sleeve 15 is installed outside the spring 10, which prevents the spring 10 from bending during operation.

Конструктивные элементы и технологические соединения, не влияющие на работоспособность клапана, на чертежах (фиг. 1 и 2) не показаны или показаны условно.Structural elements and technological connections that do not affect the performance of the valve are not shown in the drawings (Fig. 1 and 2) or are shown conditionally.

Клапан работает следующим образом.The valve works as follows.

Перед установкой клапана между фланцами к корпусу 1 по резьбе 2 прикручивают стакан 3 с клапанным узлом 8, пружиной 10, втулкой 5 и направляющей втулкой 15 так, чтобы запорный элемент 11 при помощи штока 12, вставленного во втулку 5 взаимодействовал с седлом 9 корпуса 1. Регулируют усилие прижатия запорного элемента 11 к седлу 9 пружиной 10 регулируют вращением втулки 5, благодаря его наружной резьбе 14 и резьбовому отверстию 13 стакана 3. Необходимое усилие прижатия запорного элемента 11 к седлу 9 определяется эмпирическим путем.Before installing the valve between the flanges, to the body 1, thread 2 is used to screw the cup 3 with the valve assembly 8, the spring 10, the sleeve 5 and the guide sleeve 15 so that the locking element 11 interacts with the seat 9 of the body 1 using the stem 12 inserted into the sleeve 5. The pressing force of the locking element 11 to the seat 9 is regulated by the spring 10 by the rotation of the sleeve 5, thanks to its external thread 14 and the threaded hole 13 of the cup 3. The required pressing force of the locking element 11 to the seat 9 is determined empirically.

Клапан в сборе размещают между фланцами так, чтобы кольцевые уплотнительные выступы 6 и 7 корпуса 1 попали в уплотнительные канавки соответствующих соединяемых фланцев и при сжатии фланцев (быстросъемным соединением, болтами, шпильками с гайками и/или т.п.) загерметизировали стык между фланцами.The valve assembly is placed between the flanges so that the annular sealing protrusions 6 and 7 of the body 1 fall into the sealing grooves of the corresponding connected flanges and, when the flanges are compressed (with a quick-release connection, bolts, studs with nuts, and/or the like), seal the joint between the flanges.

В ходе работы запорный элемент 11 при помощи пружины 10 герметично поджат к конусному седлу 9, пока давление газа со стороны корпуса 1, противоположному стакану 3, не превысит усилие прижатия пружины 10. В результате запорный элемент 11 отойдет от седла 9 и газ пройдет (будет «стравлен») через седло 9 в стакан 3 и оттуда через боковые каналы 4 дальше в трубопровод (например, нефтепровод, выкидную линию и/или т.п. - не показаны). В результате давления с двух сторон корпуса 1 примерно выровняются, и под действием пружины 10 запорный элемент 11 герметично перекроет седло 9. При этом шток 12 за счет скользящей посадки во втулке 5 будет центрировать запорный элемент 11 относительно седла 9, а направляющая втулка 15 исключает полностью исключает изгиб пружины и, как следствие, перекос клапанного узла 8 относительно седла 9, что в совокупности исключает неполное закрытие седла 9 запорным элементом 11. Благодаря тому, что боковые каналы 4 стакана 3 изготовлены суммарной площадью не меньше площади поперечного сечения S седла 9, это позволяет быстро производить «стравливание» газа за счет уменьшения сопротивления выходу газа, что в свою очередь сокращает время открытия клапанного узла 8 и, как следствие, сокращает воздействие переходных процессов, влияющих на стабильную работу системы, в которую установлен клапан.During operation, the locking element 11 is hermetically pressed against the conical seat 9 by means of a spring 10 until the gas pressure from the side of the body 1 opposite to the cup 3 exceeds the pressing force of the spring 10. As a result, the locking element 11 will move away from the seat 9 and the gas will pass (will "vented") through the saddle 9 into the glass 3 and from there through the side channels 4 further into the pipeline (for example, an oil pipeline, a flow line and / or the like - not shown). As a result, the pressure on both sides of the body 1 will approximately equalize, and under the action of the spring 10 the locking element 11 will hermetically close the seat 9. eliminates bending of the spring and, as a result, distortion of the valve assembly 8 relative to the seat 9, which together eliminates the incomplete closing of the seat 9 by the locking element 11. Due to the fact that the side channels 4 of the cup 3 are made with a total area not less than the cross-sectional area S of the seat 9, this allows you to quickly "bleed" the gas by reducing the resistance to gas outlet, which in turn reduces the opening time of the valve assembly 8 and, as a result, reduces the impact of transients that affect the stable operation of the system in which the valve is installed.

При необходимости изменения усилия прижатия пружиной 10 запорного элемента 11 к седлу 9, для замены вошедшего из строя клапана и/или для регламентных работ корпус 1 извлекают из фланцев, вращением втулки 3 по резьбе 2 ее выкручивают из корпуса 1. Заменяют при необходимости вышедшие из строя детали клапана 8 и/или 10, к корпусу 1 по резьбе 2 прикручивают стакан 3 с клапанным узлом 8, пружиной 10, втулкой 5 и направляющей втулкой 15 так, чтобы запорный элемент 11 при помощи штока 12, вставленного во втулку 5 взаимодействовал с седлом 9 корпуса 1. Регулируют необходимое усилие прижатия запорного элемента 11 к седлу 9 пружиной 10 регулируют вращением втулки 5, благодаря его наружной резьбе 14 и резьбовому отверстию 13 стакана 3. Собранный клапан снова размещают между фланцами так, чтобы кольцевые уплотнительные выступы 6 и 7 корпуса 1 попали в уплотнительные канавки соответствующих соединяемых фланцев и при сжатии фланцев (быстросъемным соединением, болтами, шпильками с гайками и/или т.п.) загерметизировали стык между фланцами. Использование таких операций ускоряет процесс сборки-разборки, замены и настройки клапана примерно в 2,5 раза.If it is necessary to change the pressing force of the locking element 11 to the seat 9 by the spring 10, to replace the failed valve and / or for routine maintenance, the body 1 is removed from the flanges, by rotating the sleeve 3 along the thread 2 it is unscrewed from the body 1. If necessary, replace the failed parts of the valve 8 and/or 10, to the body 1 through the thread 2, screw the cup 3 with the valve assembly 8, the spring 10, the sleeve 5 and the guide sleeve 15 so that the locking element 11 with the help of the stem 12 inserted into the sleeve 5 interacts with the seat 9 body 1. The necessary pressing force of the locking element 11 to the seat 9 is regulated by the spring 10 by rotating the sleeve 5, thanks to its external thread 14 and the threaded hole 13 of the cup 3. The assembled valve is again placed between the flanges so that the annular sealing protrusions 6 and 7 of the body 1 hit into the sealing grooves of the respective mating flanges and when the flanges are compressed (by quick coupling, bolts, studs with nuts, and/or the like) sealed the joint between the flanges. The use of such operations speeds up the process of assembling and disassembling, replacing and adjusting the valve by about 2.5 times.

Предлагаемый клапан обратный газовый позволяет значительно упростить процесс сборки-разборки и обслуживания клапана, а также полностью исключить аварийные ситуации (перекос клапанного узла), связанные с деформацией пружины.The proposed gas check valve makes it possible to significantly simplify the process of assembly-disassembly and maintenance of the valve, as well as completely eliminate emergency situations (distortion of the valve assembly) associated with spring deformation.

Claims (1)

Клапан обратный газовый, включающий корпус с соосным стаканом, оснащенным боковыми каналами и соосной корпусу втулкой, кольцевыми уплотнительными выступами под уплотнительные канавки соединяемых фланцев, размещенный в стакане клапанный узел с конусным седлом и запорным подпружиненным элементом со штоком, взаимодействующим с соосной корпусу втулкой, при этом стакан с торца, противоположного седлу, оснащен соосным резьбовым отверстием, шток запорного элемента взаимодействует скользящей посадкой с втулкой, которая оснащена снаружи резьбой под резьбовое отверстие стакана и выполнена с возможностью регулируемого поджатия пружины запорного элемента, причем боковые отверстия стакана изготовлены суммарной площадью не меньше площади поперечного сечения седла, отличающийся тем, что корпус и соосный стакан собраны при помощи резьбового соединения, а снаружи пружины установлена направляющая втулка, предотвращающая изгиб пружины.Check gas valve, comprising a body with a coaxial sleeve equipped with side channels and a sleeve coaxial to the body, annular sealing protrusions for the sealing grooves of the connected flanges, a valve assembly with a conical seat and a locking spring-loaded element with a stem interacting with the sleeve coaxial to the body, located in the glass, the barrel at the end opposite to the seat is equipped with a coaxial threaded hole, the stem of the locking element interacts with a sliding fit with a bushing, which is equipped with a thread for the threaded hole of the barrel on the outside and is made with the possibility of adjustable compression of the spring of the locking element, and the side holes of the barrel are made with a total area not less than the area of the transverse section of the seat, characterized in that the body and the coaxial sleeve are assembled using a threaded connection, and a guide sleeve is installed outside the spring, which prevents the spring from bending.

Images