РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ПОТОКА

Заявляемая полезная модель относится к области машиностроения и может быть использовано в качестве распределительной, запорной и регулирующей арматуры, включая арматуру с одним входным и одним и более выходным патрубками, в нефтяной, химической и других отраслях промышленности для изменения направления потоков текучей среды.
Известна являющаяся распределителем потока цементировочной жидкости цементировочная арматура АЦ1-150, предназначенная для прямой и обратной промывки, продавки в пласт тампонажного раствора через заливочные трубы и кольцевое пространство, (см. А.Д.Амиров, К.А.Карапетов и др. «Справочная книга по текущему и капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин», М., «Недра», 1979, с.309), состоящая из цельнокованого корпуса с фланцем, крапов высокого давления, угольников, быстро соединяющихся муфт и гаек. Арматура устроена таким образом, что перекрытием кранов можно производить прямую и обратную промывки, продавку в пласт тампонажного раствора через заливочные трубы и кольцевое пространство, а также одновременно прокачку жидкостей в трубы в кольцевое пространство. Конструкция арматуры позволяет присоединять несколько цементировочных агрегатов.
Недостатком известной арматуры являются высокая материалоемкость и низкие эксплуатационные качества.
Этот не достаток обусловлен конструкцией цементировочной арматуры АЦ1-150, имеющей большие габариты, соответственно, большой вес и большое количество управляющих рукояток.
Известен также распределитель потока (см. описание к авторскому с-ву СССР №1642823, МПК F16K 11/08, опубл. 10.12.96), содержащий корпус с входным и выходным патрубками, запорный орган, установленный в корпусе с возможностью поворота и перемещения в направлении продольных осей выходных патрубков и связанный с выходным органом привода через приводной вал поводок, выполненный из двух концентричных втулок, наружная из которых жестко связана с приводным валом, а внутренняя с запорным органом, причем он снабжен дополнительным валом, установленным соосно приводному, распределителями движения, укрепленными на обоих валах и кинематически связанными с приводом, причем дополнительный вал снабжен эксцентриковой цапфой с шатуном, шарнирно закрепленным другим своим концом во внутренней втулке поводка, при этом приводной и дополнительный валы установлены на опорах, расположенных внутри корпуса симметрично относительно плоскости осей выходных патрубков.
Недостатком известного распределителя потока являются сложность конструкции и низкие эксплуатационные качества.
Этот не достаток обусловлен конструкцией распределителя, имеющей ограниченные возможности, а также сложной кинематической схемой соединения привода с запорным органом, имеющей большие габариты, и вес.
Известно принятое за прототип распределительное устройство для потоков жидкости (см. Авт. с-во СССР №866315, МПК F16K 11/08, опубл. 10.12.1986), включающее корпус с Т-образными проходными каналами и двумя крышками, запорные органы в виде двух эластичных мембран, расположенных между крышками и торцевыми поверхностями корпуса и привод управления мембранами, причем на торцевых поверхностях корпуса выполнены овальные пазы, а в крышках - ответные пазы, соединяющие попарно проходные каналы корпуса, при этом пазы на противоположных сторонах корпуса и крышек расположены во взаимно перпендикулярных направлениях.
Недостатком известного устройства являются высокая материалоемкость и низкие эксплуатационные качества.
Этот не достаток обусловлен конструкцией распределительного устройства для потоков жидкости, имеющей большие габариты, соответственно, большой вес.
Техническим результатом настоящей полезной модели «Распределитель потока» является повышение эксплуатационных и технических качеств, надежности, долговечности, уменьшение габаритов и материалоемкости.
Поставленный технический результат достигается тем, что в известном распределителе потока, включающем корпус с Т-образными проходным каналом и патрубками, запорный орган с приводом, согласно полезной модели, он содержит один или более корпусов, оснащенных, по меньшей мере, двумя патрубками, и, по меньшей мере, двумя, связывающих корпуса, коллекторами, уплотнительными седлами, причем запорный орган каждого корпуса выполнен в виде установленной на штоке в Т-образном проходном канале кинематически связанной с приводом пробки с «Г»-образным отверстием, при этом корпуса выполнены одинаковой формы, а запорные органы установлены на связанных между собой соосных штоках, при этом пробка и шток выполнены единой деталью, а привод выполнен в виде вала с поворотным рычагом, привод может быть также выполнен в виде зубчатой передачи, приводящейся в движение поворотным рычагом, а запорный орган выполнен с отверстием в виде двух пересекающихся прямого и Г-образного цилиндрических отверстий, установленные в Т-образном канале запорные органы, связаны с
корпусом посредством опор, а уплотнительные седла выполнены плавающими.
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь. Заявляемый распределитель потока, благодаря своей конструкции может иметь очень маленькие габаритные размеры и только одну управляющую рукоятку, что в сравнении с известными аналогами и прототипом значительно повышает его эксплуатационные качества и технические качества. Переход от прямой промывки скважины (нагнетание в колонну труб - выход жидкости через затрубное пространство) к обратной промывке скважины (нагнетание в затрубное пространство - выход жидкости через колонну труб), осуществляется поворотом управляющего рычага (рукоятки). При этом не происходит отсоединения и, «так называемого переброса» напорного и сливного трубопроводов, так как потоки жидкости направляются в соответствующие линии обвязки внутри герметичного корпуса самого распределителя потока. Наличие единственного рычага делает работу с распределителем потока более простой для обслуживающего персонала. Проще повернуть один рычаг чем выставлять в нужные положения рукоятки шаровых кранов входящих в компоновку вышеупомянутых аналогов. В отличие от аналогов и прототипа выполнение предложенной конструкции
заявленного распределителя потока позволило выполнять конструкции распределителей потока с меньшими габаритами, что значительно снизило их материалоемкость, а также выполнять конструкцию только с одной управляющей рукояткой, что также позволило значительно уменьшить материалоемкость и одновременно увеличить надежность Таким образом, достижение технического результата достигается тем, что в заявленном распределителе потока за счет предложенной совокупности признаков обеспечивается:
- быстрый переход от операции прямой промывки к обратной, или от обратной к прямой;
- нет необходимости отсоединения и «переброса» напорного и сливного трубопроводов, что увеличивает долговечность и надежность одновременно, а следовательно и розлива на поверхность продукта содержащегося в линиях технологических трубопроводов.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявления источников, содержащих сведения об аналогах заявляемой полезной модели и прототипе позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными признакам заявляемой полезной модели «Распределитель потока», а определение из перечня выявленных
аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволил выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле полезной модели.
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует критерию «новизна», согласно действующего законодательства.
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого распределителя потока может быть многократно использована в производстве аналогичных «Распределителей потока» с получением технического результата, заключающегося в повышении функциональных и эксплуатационных качеств, что позволяет сделать вывод о соответствии его критерию «промышленная применимость».
Сущность заявляемой полезной модели поясняется примером конкретного выполнения, где: - на фиг.1 изображен общий вид распределителя потока (в разрезе В-В по фиг.3);
- на фиг.2 изображено сечение фиг.1 по Б-Б;
- на фиг.3 изображено сечение фиг.1 по А-А;
на фиг.4 изображены условное обозначение и функциональная гидравлическая схема по фиг.1;
- на фиг.5 изображен запорный орган в виде шаровой пробки с двумя пересекающимися каналами;
- на фиг.6 изображен на фиг.1 изображен общий вид распределителя потока (в разрезе по В-В по фиг.8) с применением запорного органа в виде шаровой пробки с двумя пересекающимися каналами;
- на фиг.7 изображено сечение фиг.6 по Б-Б;
- на фиг.8 изображено сечение фиг.6 по А-А;
- на фиг.9 изображены условное обозначение и функциональная гидравлическая схема по фиг.9 с применением запорного органа в виде шаровой пробки с двумя пересекающимися каналами;
- на фиг.10 изображен общий вид распределителя потока в разрезе с применением запорных органов, выполненных со штоками, как одно целое и связанных с корпусами посредством опор;
Распределитель потока представляет собой блок, выполненный из двух связанных между собой соединяющими питающую магистраль корпусов 1 и 2 одинаковой формы, которые выполнены с Т-образными проходными каналами 3 и 4, соответственно, соединяющимися с питающей напорной магистралью 5 и сливом 6. В каждом из двух корпусов 1 и 2 установлены запорные органы, выполненные в виде шаровых пробок 7 и 8 с «Г»-образными отверстиями 9 и 10. Упомянутые пробки 7 и 8 связаны со штоками 11 и 12, соответственно,
расположенных соосно по отношению друг к другу, и приводятся в движение (поворачиваются) с помощью этих штоков 11 и 12, располагающихся соосно по отношению друг к другу и кинематически связанных. Штоки 11 и 12, могут выполняться совместно с пробками 7 и 8, как одна деталь (фиг.8). На корпусах 1 и 2 установлены крышки 13, 14, которые являются одновременно входными или выходными (напорным или сливным) патрубками. В корпусе 1 распределителя потока установлены уплотнительные седла 15, 16 и 17. В корпусе 2 распределителя потока установлены уплотнительные седла 18, 19 и 20. Каждый из Т-образных проходных каналов 3 и 4 связан с каналами 21 и 22 коллекторов 23 и 24, соответственно. Привод 25, кинематически связанный с соосно располагающихся по отношению друг к другу штокам 11 и 12, выполнен в виде вала 26 с зубчатой передачей 27, приводящейся в движение поворотным рычагом 28. Оба коллектора 23 и 24 соединяются друг с другом и фиксируются накидными пластинами 29 и 30. Один из запорных органов может быть выполнен в виде пробки 31 (фиг.5, 6) с двумя пересекающимися прямым 32 и Г-образным 33 цилиндрическими отверстиями (фиг.4), установленной, например, в корпусе 2 (фиг.5, 6). При положении рычага 28, как показано на фиг.7, питающая напорная магистраль 5 соединена с обоими коллекторами 23 и 24. Запорные органы могут быть
выполнены со штоками, как одно целое 34, 35 (фиг.8) и связаны с корпусом посредством опор 36, 37, 38, 39.
Распределитель потока работает следующим образом.
При указанном основными линиями положении рычага 28 на Фиг.3 пробки 7 и 8 находятся в положении указанном на Фиг.1 и Фиг.2, т.е. в случае соединения коллектора 23, например, с колонной труб, а коллектора 24 с затрубным пространством, распределитель потока будет работать следующим образом.
Жидкость из напорной магистрали 5, через патрубок 14, Г-образный канал 10 пробки 8 направляется в соответствующую положению пробки 8 линию Т-образного канала 4 корпуса 2, и через канал 21 коллектора 23 поступает в колонну труб. В скважине жидкость из колонны труб переходит в затрубное пространство и через канал 22 коллектора 24 проходит в линию Т-образного канала 3 корпуса 1. При этом пробка 7 находится в положении когда Г-образный канал 9 соединяет линию Т-образного канала 3 корпуса 1 со стороны коллектора 24 и патрубок 13. Таким образом, жидкость через Г-образный канал 9 пробки 7 и патрубок 13 поступает в сливную магистраль 6.
При переводе рукоятки в положение, указанное на Фиг.3 пунктирными линиями, пробки повернутся на 180° и нагнетание при этом будет происходить также через патрубок 14, но Г-образный канал 10 пробки 8 будет направлять жидкость в линию Т-образного
канала 4 корпуса 2 соединенную с коллектором 24. Таким образом жидкость через канал 22 коллектора 24 нагнетается в затрубное пространство. В скважине жидкость из затрубного пространства переходит в колонну труб и через канал 21 коллектора 23 проходит в линию Т-образного канала 3 корпуса 1. При этом пробка 7 будет находится в положении, когда Г-образный канал 9 соединяет линию Т-образного канала 3 корпуса 1 со стороны коллектора 23 и патрубок 13. Жидкость через Г-образный канал 9 пробки 7 и патрубок 13 поступает в сливную магистраль 6. Условное обозначение распределителя потока на схемах, и упрощенная функциональная схема самого распределителя потока (в двух вариантах положения рукоятки) приведена на Фиг.4. При необходимости нагнетать жидкость сразу в колонну труб и затрубное пространство (фиг.6) применяется распределитель потока с установленной в корпусе 2 пробкой 31 с двумя пересекающимися прямым 32 и Г-образным 33 цилиндрическими каналами (фиг.5). При указанном основными линиями положении рукоятки на Фиг.8 пробки находятся в положении указанном на Фиг.6 и Фиг.7. Жидкость при этом через каналы пробки 31 направляется в обе линии Т-образного канала 4 корпуса 2, и через канал 21 коллектора 23 нагнетается в колонну труб, а через канал 22 коллектора 24 нагнетается в затрубное пространство. При этом положении рукоятки пробка 7 расположена так, что оба коллектора
23 и 24 не соединяются со сливной магистралью 6, таким образом, слива не происходит, а происходит только продавливание жидкости в скважину. При крайних положениях рычага (указаны на Фиг.8 пунктирными линиями) распределитель потока работает аналогично вышеописанному распределителю потока с пробками 7 и 8.
Условное обозначение распределителя потока с применением пробки 31 с двумя пересекающимися прямым 32 и Г-образным 33 цилиндрическими каналами на схемах, и упрощенная функциональная схема самого распределителя потока (в трех вариантах положения рукоятки) приведена на Фиг.9. Распределитель потока с применением пробок изготовленных со штоками как одно целое, и установленных опор 36, 37, 38, 39 в корпусах 1 и 2 (фиг.10), работает аналогично вышеописанному распределителю с пробками 7 и 8.
Применение настоящей полезной модели «Распределитель потока» позволит повысить надежность, прочность, долговечность и эксплуатационные и технические качества распределителя потока.