ДИСКРЕТНОЕ ДРОССЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к устройствам для регулирования расхода проводимой среды, в частности, для установки на нагнетательных трубопроводах (водоводах) поддержания пластового давления при добыче нефти. Изобретение может так же быть применено в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.
Известно дроссельное устройство, представляющее собой шаровой кран со сменным дросселем (см. RU 2105220 F 16 K 5/10), в котором дроссель, помещенный в сменный контейнер, устанавливается в цилиндрическом корпусе с канавками под уплотнительные кольца на торцевых поверхностях.
К недостаткам известного устройства следует отнести необходимость закрытия крана для извлечения контейнера с дросселем при его замене на дроссель другого проходного сечения. Причем до извлечения контейнера необходимо производить снятие остаточного давления во внутренней полости крана после его перекрытия. Эти операции требуют времени на выполнение, в течении которого прерывается подача воды для поддержания пластового давления, что отрицательно сказывается на эксплуатационных показателях нефтяных скважин. Кроме того, при отрицательной температуре окружающего воздуха возможно образование замерзших пробок в трубопроводе из-за остановки потока среды на время, достаточное для ее замерзания.
Известно так же устройство, свободное от указанного недостатка (см. паспорт ШДР-02.000 ПС Штуцер дискретный регулирующий, ЗАО «Петромаш-М»), состоящее из цилиндрического корпуса с канавками под уплотняющие кольца на торцевых поверхностях, перпендикулярно оси цилиндра в нише корпуса расположен перфорированный стакан. Днище стакана соединено со штоком, пропущенным через стенку корпуса. На штоке установлен лимб с числами, соответствующими отверстиям стакана, совмещаемыми с отверстиями корпуса. Причем, диаметры (или сумма диаметров) отверстий в стакане, одновременно совмещаемых с отверстиями
в корпусе соответствуют параметрическому ряду диаметров штуцеров RU 2105220. Кроме этого, на торцевых поверхностях корпуса выполнены с одной стороны отверстия наибольшего диаметра штуцера, соединенное с дном ниши, а с другой - окно, в которое при повороте штока попадают одно или несколько отверстий стакана. При этом угол поворота контролируется совпадением делений на лимбе с указателем, закрепленным на корпусе.
К недостаткам известного устройства следует отнести то, что стакан уплотнен по отношению к корпусу посредством двух уплотнительных колец, расположенных по краям цилиндрической поверхности стакана так, что перфорация находится между кольцами. При такой конструкции имеется зазор между цилиндрическими поверхностями стакана и корпуса. Через этот зазор возникает дополнительный поток рабочей среды, который не может быть учтен при расчете расхода жидкости, проходящей через дроссельное устройство, а значит, -увеличивается погрешность результатов этого расчета. Кроме этого, указатель, консольно закрепленный на корпусе, выполнен нежестким, поэтому его деформации в результате каких-либо механических воздействий ведут к искажению информации, считываемой оператором, и к неправильному позиционированию стакана: отверстия в стакане могут частично перекрываться кромками отверстий в корпусе, что приводит к несовпадению действительного расхода рабочей среды с расчетным.
Цель изобретения - повышение точности совпадения расчетного расхода жидкости (воды), проходящей через устройство с действительным. Поставленная цель достигается обеспечением прохождения всего потока рабочей среды только через отверстия стакана, выбранные и установленные оператором по лимбу устройства, для чего стакан облицован эластомерным материалом, что позволяет исключить возникновение потока проводимой среды через зазоры между стаканом и корпусом устройства. Таким образом, при расчете расхода используется фактическая площадь проходного сечения устройства, через которое проходит весь поток рабочей среды.
Кроме этого, устройство оснащено жестким указателем, имеющим лимб, расположенный коаксиально штоку. На лимбе расположены числа, соответствующие диаметрам круглых отверстий, площади которых соответствуют площадям проходного сечения дроссельного устройства. Считывание информации с указателя возможно как с верхней, так и с нижней его стороны.
На Фиг.1 показан разрез дроссельного устройства, на Фиг.2 - вид А Фиг.1. Устройство содержит цилиндрический корпус 1, на торцевых поверхностях которого расположены уплотнительные канавки 2, входное отверстие 3 и выходное окно 4. Входное отверстие 3 соединено каналом 5 с нишей 6, в которую помещен перфорированный стакан 7, облицованный эластомерным материалом. Стакан 7 соединен со штоком 8, загерметизированным крышкой 9. На крышке 9 закреплено указательное устройство, состоящее из кожуха 10, лимба 11 и указателя 12. Имеется легкосъемная рукоятка управления 13. На лимбе 11с обеих сторон нанесены числовые значения диаметров отверстий, площади сечения которых соответствуют суммарным площадям сечений отверстий в стакане 7, совмещаемыми с окном 4 в корпусе 1. Указатель 12 имеет две стрелки для обеспечения возможности считывания информации как с верхней стороны лимба 11, так и с нижней.
Устройство работает следующим образом. Проводимая рабочая среда поступает во входное отверстие 3, затем по каналу 5 во внутреннюю полость стакана 7, откуда выходит через то отверстие (группу отверстий), которое совмещено с выходным окном 4, и далее в трубопровод. Стрелки указателя 12 расположены с обеих сторон лимба 11 напротив делений, соответствующих числовым значениям диаметров отверстий, площади сечения которых соответствуют суммарным площадям сечений отверстий в стакане 7, совмещенным с окном 4 в корпусе 1. Для изменения площади проходного сечения оператор поворачивает рукоятку 13 вокруг оси штока 8, при этом совмещая стрелку 12 указателя, с делением на лимбе 11, соответствующим требуемому диаметру дросселирующего отверстия. Поворот рукоятки 13 передается штоком 8 стакану 7.
При совмещении делений на лимбе 11 со стрелками 12 указателя происходит совмещение соответствующих отверстий стакана 7 с окном 4 корпуса 1.
Таким образом, благодаря облицовке стакана эластомерным материалом, исключаются протечки между стаканом и корпусом, а в купе с жесткой установкой лимба на корпусе (труба, охватывающая шток), исключается непроизвольная погрешность совмещения отверстий стакана с окном корпуса, что несомненно повышает точность совпадения расчетного расхода рабочей среды с действительным расходом, проходящим через устройство.