RU96208U1

RU96208U1 - FIXED VALVE VALVE VALVE

Info

Publication number: RU96208U1
Application number: RU2010112338/22U
Authority: RU
Inventors: Андрей Владимирович Шишов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ВОРМХОЛС"
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2010-07-20

Abstract

Техническое решение относится к области клапанов, обеспечивающих прохождение газового или жидкостного потоков, и может быть использовано в любой области науки и техники, использующей регулируемое перемещение жидкостных и газовых потоков, в частности, в газовой, нефтехимической и химической отраслях промышленности. Клапан содержит седло, затвор, упругий элемент с отверстием в центральной части, крышку и штифт с головкой. Упругий элемент расположен между затвором и крышкой. В затворе со стороны крышки выполнено несквозное отверстие для размещения штифта с головкой. 14 з.п. ф-лы, 2 ил. The technical solution relates to the field of valves that allow the passage of gas or liquid flows, and can be used in any field of science and technology that uses the controlled movement of liquid and gas flows, in particular, in the gas, petrochemical and chemical industries. The valve comprises a seat, a shutter, an elastic element with a hole in the central part, a cover and a pin with a head. The elastic element is located between the shutter and the cover. A through hole is made in the bolt from the side of the lid to accommodate the pin with the head. 14 s.p. f-ly, 2 ill.

Description

Техническое решение относится к области узлов и деталей машин, обеспечивающих их нормальную эксплуатацию, а именно, области клапанов, предпочтительно, обеспечивающих прохождение газового или жидкостного потоков, и может быть использовано в любой области науки и техники, использующей регулируемое перемещение жидкостных и газовых потоков, в частности, в газовой, нефтехимической и химической отраслях промышленности.The technical solution relates to the field of assemblies and parts of machines that ensure their normal operation, namely, the valve area, preferably providing the passage of gas or liquid flows, and can be used in any field of science and technology that uses controlled movement of liquid and gas flows, in particular in the gas, petrochemical and chemical industries.

Известно клапанное устройство (DE, заявка 4023845 F16К 51/00, 1999), содержащее корпус с расположенным в нем подпружиненным запорным органом и пневмопривод в виде двух последовательно установленных поршней.A valve device is known (DE, application 4023845 F16K 51/00, 1999) comprising a housing with a spring-loaded locking member located therein and a pneumatic actuator in the form of two pistons arranged in series.

Недостатком известного устройства следует признать невозможность его использования в пневмосистемах с дублированным сбросом управляющего давления для открытия проходного сечения, поскольку в данном клапане нижний поршень выполнен только с возможностью предварительного открытия запорного органа.A disadvantage of the known device should be recognized as the impossibility of its use in pneumatic systems with a duplicated discharge of control pressure to open the bore, because in this valve the lower piston is made only with the possibility of preliminary opening of the shut-off element.

Известно клапанное устройство (RU, патент 2066010 F16К 17/06, 1996), содержащее корпус с входным и выходным патрубками и установленными в его каналах, по меньшей мере, двумя запорными элементами, нагруженными в сторону седла посредством пружинных механизмов, установленных соосно с указанными каналами. Входной и выходной патрубки расположены соосно и перпендикулярно указанным каналам, а пружинные механизмы размещены в выполненных в корпусе цилиндрических отверстиях, сообщенных с входным патрубком в открытом положении клапана и с выходным патрубком при закрытом положении клапана.Known valve device (RU, patent 2066010 F16K 17/06, 1996), comprising a housing with inlet and outlet nozzles and installed in its channels, at least two locking elements loaded to the side of the saddle by means of spring mechanisms mounted coaxially with these channels . The inlet and outlet nozzles are located coaxially and perpendicular to the indicated channels, and the spring mechanisms are placed in the cylindrical openings made in the housing, in communication with the inlet pipe in the open position of the valve and with the outlet pipe in the closed position of the valve.

Недостатком известного устройства следует признать сложность его конструкции, приводящую к понижению надежности использования клапана.A disadvantage of the known device should be recognized as the complexity of its design, leading to a decrease in the reliability of the valve.

Известно клапанное переключающее устройство (RU, патент 2217639 F16К 17/00, 2005), содержащее корпус с установленным в корпусе рабочим органом, причем рабочий орган (клапан) закреплен на подвижном штоке, расположенном в одном из патрубков, на боковых сторонах корпуса расположены участки магистрали управляющего давления, сообщенные с управляющим органом, также на боковых сторонах корпуса имеются отводки, на концах которых размещены предохранительные клапаны, а на боковой поверхности - магистраль подвода газовой среды. Шток может быть выполнен полым. В оптимальном варианте реализации соотношение наименьшего внутреннего диаметра его корпуса и наибольшего диаметра штока составляет не более 500.Known valve switching device (RU, patent 2217639 F16K 17/00, 2005), comprising a housing with a working body mounted in the housing, the working body (valve) mounted on a movable rod located in one of the nozzles, sections of the trunk are located on the sides of the housing control pressure, communicated with the governing body, also on the sides of the housing there are outlets, at the ends of which there are safety valves, and on the side surface there is a gas supply line. The stem may be hollow. In an optimal embodiment, the ratio of the smallest internal diameter of its body and the largest diameter of the rod is not more than 500.

Известное устройство работает следующим образом.The known device operates as follows.

По магистрали высокого давления подают газ. При превышении номинального давления в этой магистрали срабатывает один из предохранительных клапанов, при этом газ высокого давления сбрасывается в одну из магистралей низкого давления. После срабатывания предохранительного клапана магистраль высокого давления необходимо переключить на второй предохранительный клапан. Это достигается перемещением рабочего органа (клапана на штоке) в левое положение. Для этого предварительно выравнивают давление в полостях корпуса и отводков корпуса, подавая высокое давление по магистрали подвода газовой среды в полость под вторым предохранительным клапаном. Затем по магистрали управляющего давления давление сбрасывают, а затем переводят рабочий орган в левое положение.Gas is supplied through the high-pressure line. When the nominal pressure in this line is exceeded, one of the safety valves is activated, while the high-pressure gas is discharged into one of the low-pressure lines. After the safety valve has been activated, the high pressure line must be switched to the second safety valve. This is achieved by moving the working body (valve on the stem) to the left position. To do this, pre-equalize the pressure in the cavities of the housing and the layering of the housing, applying high pressure along the supply line of the gas medium into the cavity under the second safety valve. Then, the pressure is relieved along the control pressure line, and then the working body is moved to the left position.

Недостатком известно клапанного переключающего устройства следует признать недостаточную плотность прилегания клапана к седлу, что приводит к недостаточной герметизации полости клапанного переключающего устройства.A disadvantage of a valve switching device is the lack of tightness of the valve to the seat, which leads to insufficient sealing of the cavity of the valve switching device.

Техническая задача, решаемая посредством предлагаемого технического решения, состоит в разработке конструкции клапанного устройства повышенной надежности.The technical problem solved by the proposed technical solution consists in developing the design of the valve device of high reliability.

Технический результат, получаемый в результате реализации изобретения, состоит в обеспечении плотного прилегания клапана к седлу и, следовательно, повышенной герметизации полостей клапанного устройства.The technical result obtained as a result of the implementation of the invention is to ensure a tight fit of the valve to the seat and, therefore, increased sealing of the cavities of the valve device.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать клапан разработанной конструкции. Разработанный клапан с фиксированным положением затвора, применяемый при добыче жидких полезных ископаемых, содержит седло, затвор, упругий элемент с отверстием в центральной части, крышку и штифт с головкой, причем упругий элемент расположен между затвором и крышкой, в затворе со стороны крышки выполнено несквозное отверстие для размещения штифта с головкой. Упругий элемент предпочтительно выполнен пружинным или тарельчатым с окнами для прохода потока среды. Посадочная поверхность седла клапана может иметь форму конуса, сферы, плоскости или состоять из нескольких выше перечисленных форм. Соответственно посадочная поверхность затвора клапана также может иметь форму конуса, сферы, плоскости или состоять из нескольких выше перечисленных форм. Упругий элемент может быть выполнен из одной и более пластин или одного и более лепестков. Наружная поверхность головки штифта выполнена с плоской, сферической или скругленной поверхностью. В одном из вариантов реализации затвор клапана в открытом положении может быть зафиксирован за счет упора головки штифта в крышку, пружинными пластинами, прижатия затвора к пружинным пластинам, а также за счет любого сочетания указанных действий. Поверхность касания затвора и упругого элемента может иметь форму конуса, сферы или скругленную форму. Затвор клапана в закрытом положении может быть зафиксирован за счет поджатия упругим элементом. Плоскость расположения упругого элемента по отношению к оси клапана может быть ориентирована под углом до 90о. В некоторых вариантах реализации разработанного устройства упругий элемент может быть прикреплен к крышке или седлу клапана или зажат между крышкой и седлом клапана. В некоторых вариантах реализации крепление крышки к седлу клапана может быть осуществлено дополнительными штифтами с головкой. Предпочтительно крепление клапана к другим элементам скважинного оборудования осуществляют с использованием седла как элемента крепления.To achieve the specified technical result, it is proposed to use a valve of a developed design. The developed valve with a fixed shutter position, used in the extraction of liquid minerals, contains a seat, a shutter, an elastic element with a hole in the central part, a cap and a pin with a head, the elastic element being located between the shutter and the cap, a through hole is made in the shutter from the side of the cap to accommodate the pin with the head. The elastic element is preferably made spring or disk with windows for the passage of the medium flow. The seating surface of the valve seat may be in the form of a cone, sphere, plane, or consist of several of the above forms. Accordingly, the landing surface of the valve shutter may also be in the form of a cone, sphere, plane, or consist of several of the above forms. The elastic element may be made of one or more plates or one or more petals. The outer surface of the pin head is made with a flat, spherical or rounded surface. In one embodiment, the shutter of the valve in the open position can be fixed due to the stop of the pin head on the cover, spring plates, pressing the shutter against the spring plates, as well as any combination of these actions. The contact surface of the shutter and the elastic element may be in the form of a cone, a sphere, or a rounded shape. The valve shutter in the closed position can be fixed by preloading the elastic element. The plane of the elastic element relative to the valve axis can be oriented at an angle of up to 90 °. In some embodiments of the device, the resilient member may be attached to the valve cover or seat, or sandwiched between the valve cover and valve seat. In some embodiments, the attachment of the cap to the valve seat can be accomplished with additional head pins. Preferably, the valve is fastened to other elements of the downhole equipment using a seat as a fastening element.

Разработанная конструкция клапана представлена на фиг.1 (открытое положение) и фиг.2 (закрытое положение), при этом использованы следующие обозначения: седло 1, затвор 2, упругий элемент 3, крышка 4 и штифт с головкой 5. В нормальном состоянии клапан может находиться как в открытом, так и закрытом положении. Переключение клапана может происходить под действием перепада давления или изменения направления движения потока. Причем за счет жесткости пружины можно регулировать момент срабатывания клапана (его открытие или закрытие).The developed valve design is shown in Fig. 1 (open position) and Fig. 2 (closed position), with the following notation used: seat 1, shutter 2, elastic element 3, cover 4 and pin with head 5. In normal condition, the valve can be both in open and closed position. Switching of the valve may occur under the influence of a differential pressure or a change in the direction of flow. Moreover, due to the stiffness of the spring, it is possible to regulate the moment of valve actuation (its opening or closing).

Клапан разработанной конструкции с некоторыми ее модификациями может быть использован в пассивной системе регулирования направления движения потоков внутри скважины при различных режимах ее эксплуатации: установки оборудования в скважину, добычи нефти, гидроразрыва пласта, промывки скважины и др.The valve of the developed design with some of its modifications can be used in a passive system for regulating the direction of flow within the well under various modes of operation: installing equipment in the well, oil production, hydraulic fracturing, flushing the well, etc.

При установке фильтра в скважину для уменьшения силы трения фильтра о стенки скважины внутреннюю трубу фильтра заполняют воздухом. При этом фильтр за счет выталкивающей силы всплывает в потоке жидкости, находящейся снаружи, тем самым, уменьшая общее усилие на проталкивание устанавливаемого оборудования в скважину, длина которого может достигать более километра. Для обеспечения такого технологического режима необходимо перекрытие каналов выхода потока жидких полезных ископаемых из нефтяного пласта в трубу фильтра, что можно реализовать при использовании клапана разработанной конструкции. Для открытия клапана и доступа нефти из около скважинной области в трубу фильтра достаточно понизить давление в скважине ниже давления в пласте. Под действием перепада давления клапан перейдет в фиксированное открытое положение, обеспечивая проход жидких полезных ископаемых на поверхность земли.When installing the filter in the well, to reduce the friction force of the filter on the well walls, the inner filter pipe is filled with air. In this case, the filter due to the buoyancy force pops up in the fluid flow outside, thereby reducing the total force to push the installed equipment into the well, the length of which can reach more than a kilometer. To ensure such a technological regime, it is necessary to block the channels of the exit of the liquid mineral flow from the oil reservoir to the filter pipe, which can be realized using a valve of the developed design. To open the valve and access oil from near the borehole region to the filter pipe, it is enough to lower the pressure in the well below the pressure in the reservoir. Under the action of a differential pressure, the valve will switch to a fixed open position, providing the passage of liquid minerals to the surface of the earth.

Claims

1. Клапан с фиксированным положением затвора, применяемый при добыче жидких полезных ископаемых, отличающийся тем, что он содержит седло, затвор, упругий элемент с отверстием в центральной части, крышку и штифт с головкой, причем упругий элемент расположен между затвором и крышкой, в затворе со стороны крышки выполнено несквозное отверстие для размещения штифта с головкой.1. The valve with a fixed position of the shutter, used in the extraction of liquid minerals, characterized in that it contains a seat, shutter, an elastic element with a hole in the Central part, a cover and a pin with a head, and the elastic element is located between the shutter and the cover in the shutter a through hole was made on the side of the lid to accommodate the pin with the head.

2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен пружинным.2. The valve according to claim 1, characterized in that the elastic element is spring.

3. Клапан по п.1, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен тарельчатым с окнами для прохода потока среды.3. The valve according to claim 1, characterized in that the elastic element is disk-shaped with windows for the passage of the medium flow.

4. Клапан по п.1, отличающийся тем, что посадочная поверхность седла клапана имеет форму конуса, сферы, плоскости или состоять из нескольких вышеперечисленных форм.4. The valve according to claim 1, characterized in that the seating surface of the valve seat has the shape of a cone, sphere, plane or consist of several of the above forms.

5. Клапан по п.1, отличающийся тем, что посадочная поверхность затвора клапана имеет форму конуса, сферы, плоскости или состоять из нескольких вышеперечисленных форм.5. The valve according to claim 1, characterized in that the seating surface of the valve shutter has the shape of a cone, sphere, plane, or consist of several of the above forms.

6. Клапан по п.1, отличающийся тем, что упругий элемент выполнен из одной и более пластин или одного и более лепестков.6. The valve according to claim 1, characterized in that the elastic element is made of one or more plates or one or more petals.

7. Клапан по п.1, отличающийся тем, что наружная поверхность головки штифта выполнена с плоской, сферической или скругленной поверхностью.7. The valve according to claim 1, characterized in that the outer surface of the pin head is made with a flat, spherical or rounded surface.

8. Клапан по п.1, отличающийся тем, что затвор клапана в открытом положении зафиксирован за счет упора головки штифта в крышку, пружинными пластинами, прижатия затвора к пружинным пластинам, а также за счет любого сочетания указанных действий.8. The valve according to claim 1, characterized in that the valve shutter in the open position is fixed due to the stop of the pin head in the cover, spring plates, pressing the shutter against the spring plates, as well as due to any combination of these actions.

9. Клапан по п.1, отличающийся тем, что поверхность касания затвора и упругого элемента имеет форму конуса, сферы или скругленную форму.9. The valve according to claim 1, characterized in that the contact surface of the shutter and the elastic element has the shape of a cone, sphere or rounded shape.

10. Клапан по п.1, отличающийся тем, что затвор клапана в закрытом положении зафиксирован за счет поджатия упругим элементом.10. The valve according to claim 1, characterized in that the valve shutter in the closed position is fixed by preloading the elastic element.

11. Клапан по п.1, отличающийся тем, что плоскость расположения упругого элемента по отношению к оси клапана расположена под углом до 90^о.11. The valve according to claim 1, characterized in that the plane of the elastic element relative to the valve axis is located at an angle of up to 90 ^about .

12. Клапан по п.1, отличающийся тем, что упругий элемент прикреплен к крышке или седлу клапана.12. The valve according to claim 1, characterized in that the elastic element is attached to the cover or valve seat.

13. Клапан по п.1, отличающийся тем, что упругий элемент зажат между крышкой и седлом клапана.13. The valve according to claim 1, characterized in that the elastic element is sandwiched between the cover and the valve seat.

14. Клапан по п.1, отличающийся тем, что крепление крышки к седлу клапана осуществлено дополнительными штифтами с головкой.14. The valve according to claim 1, characterized in that the fastening of the cover to the valve seat is carried out by additional pins with a head.

15. Клапан по п.1, отличающийся тем, что он выполнен с возможностью крепления в месте его установки через седло.

15. The valve according to claim 1, characterized in that it is made with the possibility of mounting in the place of installation through the seat.