ОБРАТНЫЙ КЛАПАН С НАГРЕВАТЕЛЬНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к устройствам для обеспечения режима бесперебойной работы нефтяных, нефтегазовых, нефтегазоконденсатных и т.п. скважин, и предназначена для недопущения перекрытия движения потоку среды в технологической системе, в следствии загидрачивания либо замерзания клапана обратного.
Из уровня техники известен обратный устьевой клапан нефтяной, нефтегазовой скважины, включающий полый корпус, оснащенный подводящим патрубком основного компонента - пластового флюида, преимущественно нефти, нефтегазовой смеси и подводящим патрубком сбрасываемого компонента, преимущественно затрубного газа, а также отводящим патрубком смеси основного и сбрасываемого компонентов, внутренний блок с корпусом в виде стакана, и по меньшей мере, с одним отверстием или каналом в его боковой стенке для отвода затрубного газа, смонтированный в корпусе обратного клапана с возможностью смывания потоком пластового флюида внешней поверхности боковой стенки стакана, при этом обратный клапан также включает установленный во внутреннем блоке запорный орган, содержащий систему, образованную не менее чем из двух запирающих элементов, состоящих каждый из подвижной и неподвижной частей (RU 2372471, 10.11.2009).
Известен обратный устьевой клапан нефтяной, нефтегазовой скважины, включающий полый корпус, оснащенный подводящим патрубком основного компонента - пластового флюида, преимущественно нефти, нефтегазовой смеси и подводящим патрубком сбрасываемого компонента, преимущественно затрубного газа, а также отводящим патрубком для смеси основного и сбрасываемого компонентов, смонтированный в корпусе обратного клапана внутренний блок с корпусом в виде стакана, и по меньшей мере с одним отверстием или каналом в его боковой стенке для отвода затрубного газа, установленный под углом к вектору потока пластового флюида и пересекающий его с образованием при этом с внутренней поверхностью стенок корпуса обратного клапана кольцевой полости, сообщающей по пластовому флюиду подводящий и отводящий патрубки, при этом обратный клапан также включает, по меньшей мере, один размещенный в стакане запорный орган, имеющий подвижную и неподвижную части и разделяющий его полость на входную перед запорным органом и рабочую за запорным органом по направлению потока затрубного газа, сообщенную с потоком пластового флюида через упомянутое отверстие или канал в боковой стенке стакана, расположенные в объемном радианном секторе угла видения упомянутой стенки из осевой точки поперечного сечения выходного устья отводящего патрубка смеси пластового флюида и затрубного газа, причем запорный орган смонтирован в стакане, по меньшей мере, с контурным опиранием его неподвижной части на упомянутую боковую стенку стакана внутреннего блока обратного клапана (RU 2367775, 20.09.2009).
Известен обратный устьевой клапан нефтяной, нефтегазовой скважины, включающий полый корпус, оснащенный подводящим патрубком основного компонента - пластового флюида, преимущественно, нефти, нефтегазовой смеси и подводящим патрубком сбрасываемого компонента, преимущественно, затрубного газа, а также отводящим патрубком смеси основного и сбрасываемого компонентов, смонтированный в корпусе обратного клапана внутренний блок с корпусом в виде стакана с, по меньшей мере, одним отверстием или каналом в его боковой стенке для отвода затрубного газа, размещенный под углом к вектору потока пластового флюида с возможностью смывания последним внешней поверхности боковой стенки стакана, при этом обратный клапан также включает, по меньшей мере, один размещенный в стакане запорный орган, имеющий подвижную и неподвижную части, причем площадь внешней поверхности омываемой боковой стенки стакана внутреннего блока клапана, по меньшей мере, на участке, экспонированном на поперечное пропускное сечение подводящего патрубка основного компонента, выполнена превышающей площадь контурной поверхности условного цилиндра, описанного или вписанного в конфигурацию указанного участка упомянутой боковой стенки стакана (RU 2375553, 10.12.2009).
Основной недостаток данных конструкций клапана заключается в том, что при низких температурах сам клапан (подвижная часть) примерзает к седлу, что приводит к заклиниванию (замерзанию) клапана, и как следствие к увеличению давления в затрубном пространстве скважины, что служит отказом устьевого и погружного оборудования.
Известен обратный клапан, предотвращающий замораживание и включающий электрически обогревающий корпус и биметаллический переключатель. Корпус охватывает диафрагму и пружину. Биметаллический переключатель включает первый пояс электрода, второй пояс электрода и биметаллическую пластину. Первый пояс электрода связан с источником питания, таким как батарея. Второй пояс электрода на одном конце связан с проводной катушкой возбуждения. Биметаллическая пластина одним своим концом соединена с первым поясом электрода. Свободный конец биметаллической пластины согнут согласно изменению температуры, чтобы связаться со вторым поясом электрода (KR 20040045214, 01.06.2004).
Недостатком указанного обратного клапана является ненадежность в работе, сложность конструкции и неудобство в процессе сборки и эксплуатации.
Задача, на решение которой направлена предложенная полезная модель, заключается в создании обратного клапана с нагревательным элементом, который исключал бы указанные выше недостатки.
Технический результат, достигаемый при реализации данной полезной модели, заключается в повышении надежности работы обратного клапана, упрощении его конструкции и сборки, снижении трудозатрат в процессе эксплуатации и предотвращении замерзания обратного клапана в условиях низких температур.
Указанный технический результат достигается в обратном клапане, содержащий нагревательный элемент, обойму клапана, выполненную с пазом для размещения нагревательного элемента и сопряженную с подпружиненным золотником.
Обойма клапана представляет собой представляет собой цилиндрический остов, в торцевой части которого размещены два полукольца, закрывающие паз для размещения нагревательного элемента, и имеющий проходные каналы для жидкости или газа.
Полукольца размещены в технологической проточке обоймы клапана и зафиксированы между собой штифтами.
Установка двух полуколец позволяет предохранить нагревательный элемент от механических повреждений и от сдавливания самой обоймы при установке ее во фланцы на фонтанной арматуре. В одном из полуколец имеется технологическое отверстие для укладки в паз и размещения нагревательного элемента, а также выхода через него нагревательного элемента (кабеля).
Золотник вставляется в обойму и закрывает проходные каналы для жидкости. Золотник имеет шплинт, который вставляется в отверстие в обратном клапане и с другой стороны на него одевается пружина, а затем наворачивается гайка с шплинтом, выполненную с возможностью фиксации пружины золотника через гильзу.
Нагревательный элемент выполнен в виде греющего кабеля.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид обратного клапана в сборе; на фиг.2 - полукольца обратного клапана.
Обратный клапан предназначен для свободного пропуска нефтепродуктов, газа в одном направлении и предотвращения движения в обратном. В конструкцию обратного клапана встроен нагревательный элемент, исключающий замерзание клапана в условиях низких температур.
Обратный клапан содержит выполненный в виде кабеля нагревательный элемент 1, обойму клапана 2 и подпружиненный золотник 6. Обойма клапана 2 представляет собой цилиндрический остов, в торцевой части которого размещены два полукольца 3, закрывающие паз для размещения нагревательного элемента 1, и имеющий проходные каналы 4 для жидкости или газа. Одно из полуколец 3 имеет технологическое отверстие 5 для выхода через него нагревательного элемента 1.
Пружина 7 золотника 6 с одной стороны размещена в гильзе 8, зафиксированной на оси 9 при помощи гайки 10 со шплинтом 11.
Собирается обойма клапана с золотником на одной оси. Золотник фиксируется на обойме клапана при помощи пружины, вставленной свободным концом в гильзу, закрепленную гайкой на оси обратного клапана. Нагревательный элемент укладывается в выполненном в обойме клапана пазе (то есть наматывается на цилиндрический остов обоймы клапана, между его дисками) толщиной 9 мм.
Затем свободный конец нагревательного элемента вставляется в технологическое отверстие полукольца. Далее в обойму клапана вставляется одно полукольцо, затем с другой стороны вставляется другое полукольцо. Затем на полукольца вставляются фиксирующие штифты 12.
При установке данного клапана на фонтанную арматуру нагревательный элемент проходит между фланцевым соединением задвижки и коллектора. Затем нагревательный элемент подключается к электричеству. Происходит нагрев обоймы клапана, вследствие чего при низких температурах золотник (подвижная часть) не прилипает (примерзает, так как через него проходит газоводонефтянная смесь) к обойме клапана.
Обратный клапан с нагревательным элементом работает как обычный обратный клапан без нагревательного элемента. При отсутствии потока среды золотник в обратном клапане под действием пружины находятся в положении «закрыто», то есть золотник закрывает проходные каналы для жидкости или газа обоймы клапана. При возникновении потока золотник под действием его энергии открывает проход через обойму клапана. Когда скорость потока становиться нулевой, золотник возвращается в исходное закрытое положение, а давление с обратной стороны прижимает золотник к обойме клапана, препятствуя возникновению обратного потока среды. Таким образом, срабатывание обратного клапана происходит под действием самой среды и является автоматическим.