ШТУЦЕР ДЛЯ ФОНТАННОЙ АРМАТУРЫ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН

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.
Известны различные устройства для регулирования расхода жидкости (газа), используемые в нефтегазодобывающей и химической промышленностях.
Из авт.свид. СССР №383010 (МПК G 05 D 7/01, 1971 г.) известен регулятор расхода, содержащий цилиндрический корпус с входной и выходной полостями и чувствительный элемент.
Недостатками известных устройств является невозможность регулирования определенного расхода жидкости в течение 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.
Известен регулятор расхода по авт свид. СССР №591830 (МПК G 05 D 7/01. 1975г.), 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.
Однако известное устройство не позволяет производить переналадку диапазона регулирования расхода жидкости, что сужает область его использования.
5
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели, т.е. прототипом, является регулятор расхода, описанный в авт. свид. СССР №1667018, МПК G 05 D 7/01,1989 г Известное устройство содержит сквозной корпус. в котором остановлена 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).
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 конструкции регулятора расхода элементов, при эксплуатации которых на выкидной линии 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 позволят производить плавное регулирование потока жидкости и эксплуатировать конструкцию в течение длительного времени.
Настоящая полезная модель направлена 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 достигается тем, что в штуцере для фонтанной арматуры нефтяных скважин, содержащем корпус, размещенный в нем регулирующий элемент. образующий в корпусе полости, и установочный вал. выведенный наружу через корпус, согласно предлагаемой полезной модели 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.
Другим отличием заявляемой полезной модели является то, что золотник поджат притертой сферической втулкой посредством пластинчатой пружины и имеет возможность вращательного движения для совмещения одного из его сквозных отверстий с отверстием сферической втулки.
Еще одно отличие заключается в снабжении сферической втулки и полумуфты уплотнительными резиновыми кольцами.
Отличием предлагаемого штуцера является также выполнение корпуса из круглого проката и нанесение шкалы непосредственно на корпус. Кроме того; корпус может быть выполнен из отливки, и а этом случае шкала нанесена на дополнительно размещенной на установочном валу втулке.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый штуцер отличается наличием новых деталей, элементов, их взаимным расположением, связью элементов и формой выполнения.
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 регулирующего элемента в виде золотника, имеющего форму полого усеченного с одной стороны шара, связанного через полумуфту с установочным валом, а также выполнение на образующей золотника ряда сквозных радиальных отверстий разного диаметра, величины которых соответствуют значениям, приведенным на шкале корпуса, позволят производить при вращении золотника дискретное регулирование определенного расхода жидкости совмещением необходимых отверстий золотника с отверстием сферической втулки. Наличие в золотнике отверстий разного диаметра значительно расширяет число рабочих позиций штуцера. расширяя, тем самым, его возможности. Поджатие золотника притертой подпружиненной сферической втулкой в совокупности с уплотнением в виде резиновых колец практически препятствует попаданию частиц между трущимися поверхностями, что обеспечивает герметичность конструкции, повышает ее работоспособность и долговечность при эксплуатации. Выполнение корпуса штуцера из круглого проката или из отливки продиктованы экономическими соображениями. При этом нанесение шкалы на дополнительно размещенной на установочном валу втулке в штуцерах. корпус которых выполнен литым, позволит избежать нарушения структуры металла, появляющиеся при нанесении шкалы ударным способом. При выполнении же корпуса из круглого проката шкала может быть нанесена непосредственно на корпус.
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 (корпус выполнен из круглого проката),
фиг.2 - верхняя часть штуцера с установочным валом (корпус выполнен из литья).
Рассмотрим подробно один из примеров конкретного осуществления? штуцера, когда его корпус выполнен из круглого проката.
Пример 1.
Заявляемый 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, усеченного с одной стороны, шара. По образующей поверхности шара 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 сферической втулкой 6 посредством усилия пластинчатой пружины 7, расположенной в гайке 8. 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 9 посредством полумуфты 10. Вал 9 помещен во втулку 11 и в нем вмонтирован рискоуказатель 12. Непосредственно на торце корпуса 1 гравированием или ударным способом нанесена шкала со значениями диаметров сквозных отверстий 5 золотника 2. Конец вала 9, выведенный наружу через корпус 1, снабжен ключом 13, предназначенным для осуществления поворота установочного вала при установке требуемого расхода жидкости.
Во избежание утечек гайка 8 с размещенными в ней сферической втулкой 6 и пружиной 7 помещены в корпус 1 с помощью герметика или масляной краски. Герметичность штуцера осуществляется уплотнительными резиновыми кольцами 14 и 15, установленными соответственно на полумуфте 10 и сферической втулке 6. Сфера втулки 6 выполнена в виде цилиндрической ленточки 16, позволяющей производить
качественное прилегание трущихся поверхностей. В рабочем состоянии штуцера осуществляется дополнительный поджим сферической втулки 6 к золотнику 2 за счет буртика 17.
Пример 2.
Рассмотрим вариант исполнения заявляемого штуцера, когда его корпус 1 выполнен из отливки. Штуцер при этом будет выполнен аналогично приведенному в примере 1. Исключение составляет лишь то, что в его конструкцию дополнительно введена втулка 18, расположенная на установочном валу 2, на которой размещена шкала во избежание нарушения структуры металла при нанесении ее ударным способом (фиг.2).
Штуцера, описанные в примерах 1 и 2, работают следующим образом.
При сборке штуцера производится поджатие золотника 2 сферической втулкой 6 посредством пластинчатой пружины 7. Штуцер монтируют на выкидной линии фонтанной арматуры перед задвижкой.
Установка требуемого расхода жидкости (газа) производится ключом 13 путем поворота установочного вала 9 до совмещения рискоуказателя 12 с необходимым делением корпуса 1 (втулки 18), при этом передача крутящего момента золотнику 2 осуществляется через полумуфту 10. В результате этих действий происходит поворот золотника 2 и совмещение требуемого сквозного отверстия 5 с отверстием сферической втулки 6, при которых устанавливается необходимый расход жидкости.
Предлагаемый штуцер с успехом может быть применен и в резьбовом исполнении.
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.