RU54443U1 - UNIT FOR FOUNTAIN FITTINGS OF OIL WELLS - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области регулирования расхода жидкости (газа) и может быть использована в нефтедобывающей и химической промышленностях и предназначена преимущественно для вывода нефтяной скважины без ее остановки на заданный режим эксплуатации при добыче нефти штанговыми, центробежными, винтовыми диафрагменными насосами. Штуцер содержит сквозной корпус, размещенный в нем регулирующий элемент, образующий в корпусе полости, и установочный вал, наружу через корпус. Новым является то, что регулирующий элемент выполнен в виде золотника, имеющего форму полого цилиндра, по образующей которого выполнен ряд сквозных радиальных отверстий. Золотник связан через кулачковый диск, с образованием кулачково-дисковой муфты, с установочным валом, при этом золотник поджат седлом усилением избыточного давления и имеет возможность вращательного движения для совмещения его сквозных отверстий с отверстием седловины. Сквозные отверстия золотника выполнены цилиндрическими с заданными шагом и диметрами,, определяемыми заданным расходом жидкости, установочный вал снабжен указателем и втулкой со шкалой, на которой нанесены величины соответствующих диметров сквозных отверстий золотника, а седловина, гайка и установочный вал уплотнены резиновыми кольцами. Простота конструкции штуцера и надежность работы позволяет использовать его для вывода нефтяных скважин путем дискретного изменения диаметра проходного отверстия штуцера.The utility model relates to the field of fluid (gas) flow control and can be used in the oil and chemical industries and is intended primarily to bring an oil well without stopping it to a predetermined mode of operation when oil is extracted by rod, centrifugal, and screw diaphragm pumps. The fitting comprises a through housing, a control element disposed therein forming a cavity in the housing, and a mounting shaft outwardly through the housing. What is new is that the control element is made in the form of a spool having the shape of a hollow cylinder, along the generatrix of which a series of through radial holes are made. The spool is connected through the cam disk, with the formation of a cam-disk coupling, with the mounting shaft, while the spool is pressed by the seat with reinforcement of excess pressure and has the possibility of rotational movement to combine its through holes with the hole of the saddle. The through holes of the spool are cylindrical with predetermined increments and dimeters determined by the predetermined flow rate of the liquid, the mounting shaft is equipped with a pointer and a sleeve with a scale on which the values of the corresponding diameters of the through holes of the spool are plotted, and the saddle, nut and mounting shaft are sealed with rubber rings. The simplicity of the design of the nozzle and the reliability of its operation allows it to be used for output of oil wells by discrete changes in the diameter of the nozzle through hole.

Description

Предлагаемое техническое решение относится к области регулирования расхода жидкости (газа) и может быть использована в нефтедобывающей и химической промышленностях и предназначена преимущественно для вывода нефтяной скважины без ее остановки на заданный режим эксплуатации при добыче нефти штанговыми, центробежными, винтовыми диафрагменными насосами-The proposed technical solution relates to the field of regulating the flow of fluid (gas) and can be used in the oil and chemical industries and is intended primarily to bring an oil well without stopping it to a predetermined mode of operation when oil is extracted by rod, centrifugal, screw diaphragm pumps

Известны устройства для регулирования расхода жидкости (газа), используемые в нефтедобывающей и химической промышленностях. Недостатками известных устройств является невозможность регулирования расхода жидкости в течении продолжительного времени, а также заклинивание чувствительного элемента вследствие попадания природных механических примесей (песка, продуктов коррозии) в зазор между подвижными деталями, что ухудшает точность регулирования, приводит к частым ремонтным работам. Эти устройства сложны и недостаточно надежны при эксплуатации.Known devices for regulating the flow of liquid (gas) used in the oil and chemical industries. The disadvantages of the known devices are the inability to control fluid flow for a long time, as well as jamming of the sensitive element due to the ingress of natural mechanical impurities (sand, corrosion products) into the gap between the moving parts, which impairs the accuracy of regulation, leading to frequent repair work. These devices are complex and not sufficiently reliable in operation.

Известен регулятор расхода по авт. свид. СССР №383010 (МПК G 05 D 7/01, 1971 г.), содержащий цилиндрический корпус с входной и выходной полостями и чувствительный элемент. Известен также регулятор расхода по авт. свид. СССР №591830 (МПК G 05 D 7/01, 1975 г.), содержащий цилиндрический корпус с входной и выходной полостями и установленный между ними сужающий элемент, выполненный в виде упругого полого тела, например, трубчатой пружины прямоугольного сечения, контактирующей с радиальными отверстиями. Однако известные устройства не позволяют производить точную переналадку диапазона регулирования расхода жидкости, что сужает область их применения.Known flow controller for ed. testimonial. USSR No. 383010 (IPC G 05 D 7/01, 1971), containing a cylindrical body with inlet and outlet cavities and a sensing element. Also known flow regulator ed. testimonial. USSR No. 591830 (IPC G 05 D 7/01, 1975), comprising a cylindrical body with inlet and outlet cavities and a constricting element installed between them, made in the form of an elastic hollow body, for example, a tubular spring of rectangular cross section in contact with radial holes . However, the known devices do not allow for accurate readjustment of the range of regulation of fluid flow, which narrows the scope of their application.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению, принятый авторами за прототип, является регулятор расхода, описанный в авт. свид. №1667018 (МПК G 05 D 7/01, 1989 г.). Известное The closest in technical essence to the claimed technical solution, adopted by the authors for the prototype, is the flow controller described in ed. testimonial. No. 1667018 (IPC G 05 D 7/01, 1989). Famous

устройство содержит сквозной корпус, в котором установлена цилиндрическая вставка с поперечной перегородкой в ее средней части и радиальным отверстием 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 в вставке и одной из втулок. При регулировке расходов жидкости (газа) изменяют соотношения плеч качающего рычага, перемещая опорную ось в прорези рычага, что равносильно изменению величины наклона рабочей характеристики чувствительного элемента (трубчатой пружины).the device comprises a through case, in which a cylindrical insert with a transverse partition in its middle part and a radial hole in the wall before and after the partition is installed, forming three cavities in the case and two bushings with radial holes matching the insert holes. The regulator is equipped with a sensing element in the form of a tubular spring, a mounting rod, brought out to the outside through the housing, and a swinging lever with a support axis in a longitudinal slot fixed with the possibility of movement in the insert and one of the bushings. When adjusting the flow rates of the liquid (gas), the ratios of the arms of the swinging lever are changed by moving the support axis in the slot of the lever, which is equivalent to changing the slope of the working characteristic of the sensing element (tubular spring).

Недостатком известного устройства является то, что оно имеет сложную конструкцию и не может быть использовано в дискретном исполнении. Это сужает область использования известного регулятора. Наличие в регуляторе расхода элементов, при эксплуатации которых на выкидной линий фонтанной арматуры будет происходить большой износ трущихся поверхностей вследствие попадания между ними механических примесей и продуктов коррозии, а также отсутствие узлов, осуществляющих дополнительную регулировку по мере износа этих поверхностей, не позволяет производить плавное регулирование потока жидкости без рывков и заеданий и эксплуатировать конструкцию в течении длительного времени, не прибегая к частым ремонтным работам.A disadvantage of the known device is that it has a complex structure and cannot be used in discrete execution. This narrows the scope of use of the known regulator. The presence of elements in the flow regulator during operation of which large friction surfaces wear on the flow lines of the fountain valves due to the ingress of mechanical impurities and corrosion products between them, as well as the absence of units performing additional adjustment as these surfaces wear, does not allow for smooth flow control liquids without jerking and seizing and operate the structure for a long time without resorting to frequent repairs.

Настоящее техническое решение направлено на исключение вышеперечисленных недостатков, а именно на расширение возможностей при одновременном повышении работоспособности и долговечности при эксплуатации штуцера на выкидной линии фонтанной арматуры. Поставленная задача решается благодаря тому, что в штуцере для фонтанной арматуры нефтяных скважин, содержащим корпус, размешенный в нем регулирующий элемент, образующий в корпусе полости, и установочный вал, выведенный наружу This technical solution is aimed at eliminating the above drawbacks, namely, expanding capabilities while improving performance and durability when operating the fitting on the flow line of the fountain. The problem is solved due to the fact that in the fitting for the gushing of oil wells containing a housing, a regulating element placed in it forming a cavity in the housing, and an installation shaft brought out

через корпус, согласно предлагаемому техническому решению, регулирующий элемент выполнен в виде золотника, имеющего форму полого цилиндра, по образующей которого выполнен ряд сквозных радиальных отверстий, и связанного через кулачковый диск с установочным валиком с образованием кулачково-дисковой муфты. Другим отличием заявляемой модели является то, что установочный вал снабжен указателем и втулкой со шкалой, на которой нанесены величины соответствующих диаметров сквозных отверстий золотника, причем последний поджат притертой седловиной давлением, создаваемым при добыче нефти (газа) на выкидной линии фонтанной арматуры, и имеет возможность возвратно-вращательного движения для совмещения его сквозных отверстий с отверстием седловины. Сквозные отверстия золотника выполнены цилиндрическими с заданным шагом и диаметрами, определяемыми заданными заданным расходом жидкости, а установочный вал снабжен указателем и втулкой со шкалой, на которой нанесены величины соответствующих диаметров сквозных отверстий золотника.through the housing, according to the proposed technical solution, the control element is made in the form of a spool having the shape of a hollow cylinder, along the generatrix of which a series of through radial holes are made, and connected through a cam disk with a setting roller to form a cam-disk clutch. Another difference of the claimed model is that the installation shaft is equipped with a pointer and a sleeve with a scale on which the values of the corresponding diameters of the through-hole spools are plotted, the latter being pressed by the ground saddle pressure created during oil (gas) production on the flow line of the fountain valves and has the ability reciprocating movement to combine its through holes with the hole of the saddle. The through-holes of the spool are cylindrical with a given step and diameters determined by the specified given flow rates, and the mounting shaft is equipped with a pointer and a sleeve with a scale on which the values of the corresponding diameters of the through-holes of the spool are plotted.

Еще одним отличием является в снабжении седловины, установочного валика и гайки уплотнительными резиновыми кольцами.Another difference is in the supply of the saddle, the setting roller and the nut with rubber sealing rings.

Выполнение регулирующего элемента в виде золотника, имеющего форму полого цилиндра, связанного с кулочково-дисковой муфтой, позволить достигнуть плавного регулирования расхода жидкости без рывков и заеданий, что позволит уменьшить усилие крутящего момента на ключе и расширить радиальное смещение оси установочного валика с осью золотника (полого цилиндра) до 0,04d (d - диаметр валика).The implementation of the control element in the form of a spool having the shape of a hollow cylinder connected with a kulokovo-disk coupling allows you to achieve smooth control of fluid flow without jerking and jamming, which will reduce the torque force on the key and expand the radial displacement of the axis of the mounting roller with the axis of the spool (hollow cylinder) to 0.04d (d is the diameter of the roller).

Выполнение на образующей золотника ряда сквозных радиальных отверстий разного диаметра, величины которых соответствуют значениям, приведенным на шкале втулки, позволяет производить при вращении золотника дискретное регулирование определенного расхода жидкости совмещением необходимых отверстий золотника с отверстием седловины. Наличие в золотнике отверстий разного диаметра значительно расширяет число рабочих позиций штуцера, расширяя тем самым его возможности. Поджатие The execution on the spool generatrix of a number of through radial holes of different diameters, the values of which correspond to the values given on the sleeve scale, allows for discrete control of a certain fluid flow when the spool rotates by combining the necessary spool holes with a saddle hole. The presence in the spool of holes of different diameters significantly expands the number of working positions of the nozzle, thereby expanding its capabilities. Preload

золотника притертой седловиной давлением, создаваемым на выкидной линии фонтанной арматуры, в совокупности с уплотнением в виде резинных колец практически препятствует попаданию частиц между трущимися поверхностями, что обеспечивает герметичность конструкции, повышает ее работоспособность и долговечность при эксплуатации.the spool with a ground saddle pressure created on the flow line of the fountain valves, together with a seal in the form of rubber rings, practically prevents particles from entering between the rubbing surfaces, which ensures the tightness of the structure, increases its performance and durability during operation.

Наличие резьб на входного и выходном фланцах корпуса позволяет использовать штуцер как во фланцевом, так и резьбовом исполнении. The presence of threads on the input and output flanges of the housing allows you to use the fitting in both flanged and threaded versions.

Предлагаемое техническое решение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид штуцера, а на фиг.2 вид по стрелке А.The proposed technical solution is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a General view of the fitting, and in Fig.2 a view along arrow A.

Заявленный штуцер для фонтанной арматуры нефтяных скважин содержит сквозной корпус 1 с кольцевыми проточками (наружного или внутреннего исполнения) для его монтирования на нефтяных скважинах. Внутри корпуса 1 помещен золотник 2 с образованием в нем двух полостей 3 и 4. Золотник 2 выполнен в виде полого цилиндра, по образующей которого выполнен ряд сквозных радиальных отверстий 5, количество которых соответствует количеству регулирования и может варьироваться по требованию заказчика, например от 6 до 9, с условным диаметром от 1 до 18 мм. Золотник 2 поджат притертой седловиной 6, усилием избыточного давления, расположенный в гайке 7 и имеет возможность вращательного движения, при котором отверстие втулки 6 совмещается с одним из его сквозных радиальных отверстий 5.The claimed fitting for the oil well fountain includes a through body 1 with annular grooves (external or internal design) for mounting it on oil wells. A spool 2 is placed inside the housing 1 with the formation of two cavities 3 and 4. A spool 2 is made in the form of a hollow cylinder, along the generatrix of which a series of through radial holes 5 are made, the number of which corresponds to the amount of regulation and can vary according to the customer’s request, for example, from 6 9, with a nominal diameter of 1 to 18 mm. The spool 2 is pressed by a ground saddle 6, an overpressure force located in the nut 7 and has the possibility of rotational movement, in which the hole of the sleeve 6 is combined with one of its through radial holes 5.

Конструкция штуцера позволяет производить замену золотника по мере износа радиальных отверстий 5, изменить количество и диаметр радиальных отверстий по требованию заказчика, не демонтируя его. Золотник 2 связан через кулачковый диск 8 с установочным валиком 9 с образованием кулачково-дисковой муфты (муфты Ольдгома). Вал 9 с вмонтированным на нем указателем 10 помещен в гайку 11. Непосредственно на втулке 12 гравированием или ударным способом нанесена шкала со значениями диаметров сквозных отверстий 5 золотника 2. Конец вала 9, выведенный наружу через гайку 11, снабжен ключом 13, предназначенным для осуществления поворота The design of the nozzle allows the spool to be replaced as the radial holes 5 wear, to change the number and diameter of the radial holes at the request of the customer, without dismantling it. The spool 2 is connected through the cam disk 8 to the setting roller 9 to form a cam-disk clutch (Oldgom clutch). The shaft 9 with the pointer 10 mounted on it is placed in the nut 11. Directly on the sleeve 12, an engraving or impact method is applied to a scale with the values of the diameters of the through holes 5 of the spool 2. The end of the shaft 9, brought out through the nut 11, is equipped with a key 13 for turning

установочного вала при установке требуемого расхода жидкости. Во избежание утечек гайка 7 с размещенной в ней седловиной 6 помещена в корпус 1 с помощью герметика или масляной краски. Герметичность штуцера осуществляется уплотнительными резиновыми кольцами 14, 15, 16, установленными соответственно на седловине 6, гайке 11 и валике 9, Контактирующая притертая поверхность седловины 6 выполнена в виде 17, позволяющей производить качественное прилегание трущихся поверхностей, Рабочий режим штуцера контролируется манометрами 18, установленными на трубах 19. Резьбы 20 позволяют обеспечивать крепление штуцера в магистрали при резьбовом способе его крепления.the installation shaft when installing the required fluid flow. To avoid leaks, the nut 7 with the saddle 6 located in it is placed in the housing 1 using sealant or oil paint. The tightness of the nozzle is carried out by rubber sealing rings 14, 15, 16, mounted respectively on the saddle 6, nut 11 and roller 9, The contacted ground surface of the saddle 6 is made in the form of 17, which allows a good fit of the rubbing surfaces, the operating mode of the nozzle is controlled by pressure gauges 18 mounted on pipes 19. Threads 20 make it possible to secure the fitting in the trunk with a threaded method of fastening it.

Штуцер работает следующим образом.The fitting works as follows.

При сборке штуцера необходимо выставить золотник 2 относительно впадины седловины 6. Штуцер монтируется на выкидной линии фонтанной арматуры перед задвижкой. Установка требуемого расхода жидкости (газа) производится ключом 13 путем поворота установочного вала 9 до совмещения указателя 10 с необходимым делением втулки 12, при этом передача крутящего момента золотнику 2 осуществляется через кулачковый диск 8. В результате этих действий происходит поворот золотника 2 и совмещение требуемого сквозного отверстия 5 с отверстием седловины 6, тем самым, позволяя установить необходимый расход жидкости, Рабочий режим штуцера контролируется манометрами 18, установленными на трубках 19.When assembling the fitting, it is necessary to set the spool 2 relative to the depression of the saddle 6. The fitting is mounted on the flow line of the fountain armature before the valve. The required fluid (gas) flow rate is set using the key 13 by turning the setting shaft 9 to align the pointer 10 with the necessary division of the sleeve 12, while the torque is transmitted to the spool 2 through the cam disc 8. As a result of these actions, the spool 2 is rotated and the required through holes 5 with the hole of the saddle 6, thereby allowing you to set the required fluid flow, the operating mode of the nozzle is controlled by gauges 18 mounted on the tubes 19.

Предлагаемый штуцер с успехом может быть применен в резьбовом исполнении. Простота конструкции штуцера и надежность работы позволяет использовать его для вывода нефтяных скважин путем дискретного изменения диаметра проходного отверстия штуцера.The proposed fitting can be successfully applied in a threaded version. The simplicity of the design of the nozzle and the reliability of its operation allows it to be used to output oil wells by discretely changing the diameter of the nozzle through hole.

Claims (4)

1. Штуцер для фонтанной арматуры нефтяных скважин, содержащий сквозной корпус, размещенный в нем регулирующий элемент, образующий в корпусе полости, и установочный вал, выведенный наружу через корпус, отличающийся тем, что регулирующий элемент выполнен в виде золотника, имеющего форму полого цилиндра, по образующей которого выполнен ряд сквозных радиальных отверстий, и связанного через кулачковый диск, с образованием кулачково-дисковой муфты с установочным валом, при этом золотник поджат седлом усилием избыточного давления и имеет возможность вращательного движения для совмещения его сквозных отверстий с отверстием седловины.1. A fitting for oil-well spillway valves comprising a through-body, a control element placed therein forming a cavity in the body, and an installation shaft brought out through the body, characterized in that the control element is made in the form of a spool having the shape of a hollow cylinder, a generatrix of which a series of through radial holes are made, and connected through a cam disk, with the formation of a cam-disk clutch with a mounting shaft, while the spool is pressed by the seat with an overpressure force and is possible the rotational motion for combining its through holes with the hole of the saddle. 2. Штуцер по п.1, отличающийся тем, что сквозные отверстия золотника выполнены цилиндрическими с заданным шагом и диаметрами, определяемыми заданным расходом жидкости.2. The fitting according to claim 1, characterized in that the through-holes of the spool are cylindrical with a given pitch and diameters determined by a given fluid flow rate. 3. Штуцер по п.1, или 2, отличающийся тем, что установочный вал снабжен указателем и втулкой со шкалой, на которой нанесены величины соответствующих диаметров сквозных отверстий золотника. 3. The fitting according to claim 1, or 2, characterized in that the mounting shaft is equipped with a pointer and a sleeve with a scale on which the values of the corresponding diameters of the through holes of the spool are plotted. 4. Штуцер по п.1, или 2, или 3, отличающийся тем, что седловина, гайка и установочный вал уплотнены резиновыми кольцами.

4. The fitting according to claim 1, or 2, or 3, characterized in that the saddle, nut and mounting shaft are sealed with rubber rings.