ШТУЦЕР ДЛЯ ФОНТАННОЙ АРМАТУРЫ НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН

Техническое решение, заявляемое в качестве полезной модели, относится к области регулирования расхода жидкости (газа) и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности 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 промышленности.
Из авторского свидетельства СССР №383010 «Регулятор расхода» (МПК G05D 7/01 заявл. 20/09/1971 г.) известен регулятор, обеспечивающий заданное постоянство расхода протекающей среды. Указанный регулятор имеет чувствительный элемент, выполненный в виде полого плунжера и связанного с ним клапана, а в чувствительный элемент помещен плунжер. Такое техническое решение больше подходит для регулирования потока жидкости в химической промышленности и мало надежно в нефтедобывающей промышленности, где среда имеет много механических примесей (песка, продуктов коррозии).
Известны технические решения по авторскому свидетельству СССР №591830 «Регулятор расхода» (МПК G05D 7/01 заявл. 13.02.75 г.) и авторскому свидетельству СССР №1667018 «Регулятор расхода» (МПК G05D 7/01 заявл. 27.03.1989 г.), также имеющие чувствительные элементы различного конструктивного исполнения, которые снижают надежность устройств, поскольку в процессе эксплуатации будет происходить большой износ трущихся поверхностей, в следствии попадания между ними механических примесей и продуктов коррозии. При этом отсутствуют узлы, осуществляющие дополнительную регулировку, по мере износа этих поверхностей.
Известны технические решения лишенные вышеуказанных недостатков. Например, полезная модель РФ №54443 «Штуцер для фонтанной арматуры нефтяных скважин» (МПК G05D 7/01 заявл.2005.04.18) где регулирующий элемент, образующий в корпусе полости, выполнен в виде золотника, имеющего форму полого цилиндра, по образующей которого выполнен ряд сквозных радиальных отверстий, и связан через кулачковый диск с установочным валом, при этом золотник поджат седлом усилием избыточного давления и имеет возможность вращательного движения для совмещения его сквозных отверстий с отверстием седловины.
Аналогичное устройство, взятое авторами за прототип, полезная модель РФ №33659 «Штуцер для фонтанной арматуры нефтяных скважин» (МПК G05D 7/01 заявл. 2003.05.07), отличается формой золотника, выполненного в виде полого усеченного с одной стороны шара. Достоинством этих устройств, является надежность и простота регулировки.
Недостатком указанных устройств, является ограниченная их применимость, во первых, в следствии того, что регулирующий элемент имеет ограниченное количество отверстий для регулирования потока жидкости, которое не может быть увеличено механическим путем и во вторых, конструкция корпуса затрудняет использование этих устройств с различными диаметрами устьевых отверстий скважин в различных нефтедобывающих странах.
Предлагаемое техническое решение направлено на устранение этих недостатков и решает задачу расширения регулирующих свойств штуцеров и надежной стыковки с устьевыми отверстиями скважин различных диаметров. Предлагаемое устройство - штуцер для фонтанной арматуры нефтяных скважин, содержит сквозной корпус с кольцевыми проточками, размещенный в нем регулирующий элемент, выполненный в виде золотника имеющего форму полого усеченного шара, по образующей которого выполнен ряд сквозных
радиальных отверстий разного диаметра, и связанный через кулачковый диск с установочным валом, при этом установочный вал выведен наружу через корпус и снабжен указателем и втулкой со шкалой. Новым является то, что кольцевые проточки корпуса имеют сферическую поверхность, а в регулирующий элемент дополнительно введен второй золотник, причем второй золотник имеет цилиндрическую форму с радиальными отверстиями, выполненными цилиндрическими с заданным шагом и диаметрами, определяемыми заданными расходами жидкости и имеет дополнительный установочный вал, снабженный указателем и втулкой со шкалой. Между дополнительным установочным валом и регулирующим элементом второго золотника может быть дополнительно введена крестообразная муфта.
Сущность технического решения, заявляемого в качестве полезной модели, поясняется чертежами.
На фиг.1 изображен предлагаемый штуцер в разрезе.
На фиг.2 и 3 изображены варианты исполнения штуцера.
Заявляемый штуцер содержит сквозной корпус 1, внутри которого помещен золотник 2 с образованием в нем двух полостей 3 и 4. Снаружи корпуса 1 выполнены кольцевые проточки 5 со сферической поверхностью наружного 1 и внутреннего 11 исполнений. Золотник 2 выполнен в виде полого усеченного шара, по образующей которого расположен ряд сквозных радиальных отверстий, количество которых соответствует количеству позиций регулировки. Золотник 2 поджат притертой седловиной 6, расположенной в гайке 7, усилием избыточного давления. Золотник 2 связан через кулачковый диск 8 и муфту 9 с установочным валом 10 с образованием кулачково-дисковой муфты и имеет возможность вращательного движения, при котором отверстие втулки 6 совмещается с одним из радиальных отверстий золотника. Установочный вал 10 с расположенным в нем рискоуказателем 11 помещен во втулку 12 на торце которой нанесена шкала со значениями диаметров сквозных отверстий. Рабочие поверхности этих элементов уплотнены
резиновыми уплотнительными кольцами 13 и фторопластовыми шайбами 14. Во внутреннюю полость золотника 2 введен дополнительный второй золотник 15 цилиндрической формы, фиксирующийся боковыми гранями 16 по впадинам шарового золотника 2 и втулкой 17. Корпус 1 фиксируется на фонтанной арматуре между фланцами 18 или 19 в разных исполнениях монтажа.
На фиг.2 показан вариант штуцера с возможностью самостоятельного регулирования золотника 15 с помощью регулировочного вала 20. Для этого дополнительно введена втулка 21 с нанесенной на ее торце шкалой диаметров отверстий золотника 15. При этом втулка 12 фиксируется винтом 22.
На фиг.3 показан вариант введения крестообразной муфты 23, позволяющей ликвидировать несоосность регулировочного вала 20 с осью золотника 15.
Устройство работает следующим образом. Штуцер устанавливается для вывода нефтяной скважины путем дискретного регулирования и фиксируется между фланцами 18 или 19 в разных исполнениях монтажа. Установка требуемого расхода нефти производится ключом, путем поворота установочного вала 10 до совмещения рискоуказателя 11 с необходимым делением на втулке 12, при этом передача крутящего момента золотнику 2 осуществляется через кулачковый диск 8 и муфту 9. В результате происходит поворот золотника 2 и совмещение требуемого сквозного отверстия золотника 2 с отверстием втулки 6, тем самым, позволяя установить необходимый расход жидкости. Регулирование в области промежуточных значений расхода нефти с помощью второго золотника 15 осуществляется либо с помощью вала 10, либо с помощью вала 20 (фиг.2). В случае, когда не требуется широкий диапазон регулировок, штуцер может использоваться без второго золотника.
Заявленная конструкция штуцера отличается высокой надежностью и широким диапазоном регулировок, при относительной простоте устройства, а также возможностью использования с различными диаметрами фонтанной арматуры нефтяных скважин.