КЛАПАН ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНЫЙ

Предложение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение при бурении, эксплуатации и ремонте скважин для стравливания давления при превышении им допустимого значения.
Известен обратный клапан (Справочник по добыче нефти / В.В.Андреев, К.Р.Уразаков, В.У.Далимов и др.; Под редакцией К.Р.Уразакова. - 2000 г., стр.94-96 - аналог) для перепуска газа из затрубного пространства в выкидную линию, входящий в состав оборудования устья скважин ОУ 140-146/168-65А и ОУ 140-146/168-65Б, состоящий из седла и подпружиненного шарика.
Недостатком данного устройства является то, что обратный клапан, входящий в состав оборудования устья скважины только перепускает газ через себя, но не позволяет перекрыть канал из затрубного пространства в выкидную линию, что необходимо при проведении технологических операций в процессе подземного и капитального ремонта скважин, таких как глушение, промывка и тому подобных, в связи с чем перед обратным клапаном требуется установка пробкового крана или вентиля, а это ведет к увеличению металлоемкости конструкции.
Наиболее близким по технической сущности является клапанное устройство (Свидетельство РФ на полезную модель №20536, МПК 7 Е21В 34/02, опубл. БИ №31 от 10.11.2001 г.), включающее полый корпус с осевым каналом, размещенные в нем клапан, состоящий из седла и запорного органа, подвижную подпружиненную втулку и штуцер, а также входной патрубок и выполненный по торцу корпуса выходной патрубок, при этом на торец корпуса, противоположный выходному патрубку, установлен стакан, при этом в корпусе выполнены приемная и размещенные по обе стороны от нее промежуточные полости, гидравлически соединенные друг с другом осевым каналом, подвижная втулка одним торцом жестко связана с запорным органом клапана, а с другого ее торца установлена пружина, связанная со штоком регулировочного устройства, установленного по торцу стакана, при этом запорный орган клапана выполнен с осевым проходным каналом, штуцер размещен в промежуточной полости со стороны выходного патрубка, на внешней поверхности втулки закреплены уплотнительные элементы, а входной патрубок сообщен с приемной полостью посредством радиального канала.
Недостатками данного устройства являются:
во-первых, сложность конструкции и трудоемкость сборки, обусловленная большим количеством узлов и деталей;
во-вторых, детали технологически сложны в изготовлении, что увеличивает себестоимость изготовления клапана.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции, а также облегчение сборки и снижение себестоимости изготовления клапана.
Поставленная задача решается предлагаемым клапаном предохранительным, включающим полый корпус с входным и выходным патрубками, а также с радиальным и осевым каналами, подвижную втулку.
Новым является то, что подвижная втулка установлена в радиальном канале полого корпуса, а ее осевое перемещение ограничено ограничителем хода, выполненным в виде кольца, жестко установленного внутри радиального канала полого корпуса и снабженного амортизирующим элементом со стороны подвижной втулки, причем подвижная втулка разрывным элементом, имеющим калиброванный диаметр - d соединена с полым корпусом, при этом в радиальном канале полого корпуса выполнены внутренние продольные канавки, сообщающие пространства под и над ограничителем хода.
На фигуре изображено предлагаемое клапанное устройство в продольном разрезе.
Клапан предохранительный состоит из полого корпуса 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, а также с радиальным 4 и осевым 5 каналами.
Подвижная втулка 6 установлена в радиальном канале 4 полого корпуса 1, а ее осевое перемещение ограничено ограничителем хода 7, выполненным в виде кольца 8, жестко установленного внутри радиального канала 4 полого корпуса 1 и снабженного амортизирующим элементом 9 со стороны подвижной втулки 6. Амортизирующий элемент 9 предназначен для смягчения удара подвижной втулки 6 о кольцо 8 и исключает повреждение подвижной втулки 6 после срабатывания предохранительного клапана.
Подвижная втулка 7 разрывным элементом 10, имеющим калиброванный диаметр - d соединена с полым корпусом 1, при этом в радиальном канале 4 полого корпуса 1 выполнены внутренние продольные канавки 11, сообщающие пространства под и над ограничителем хода 7.
Несанкционированные перетоки жидкости в процессе работы исключаются уплотнительными элементами 12.
Клапан предохранительный работает следующим образом.
Перед эксплуатацией клапана предохранительного производят его сборку (как показано на фигуре), при этом величину калиброванного диаметра - d разрывного элемента 10 подбирают исходя из допустимого максимального значения давления в нагнетательной линии, например 25,0 МПа, при котором происходит разрушение разрывного элемента 10.
После сборки клапан предохранительный посредством его входного 2 и выходного 3 патрубков полого корпуса 1 обвязывают с нагнетательной линией например, насосного агрегата при опрессовке колонны труб в скважине (на фигуре не показано).
Верхний конец радиального канала 4 полого корпуса 1 посредством присоединительной резьбы 13 и трубопровода (на фигуре не показано) например, гибкого шланга гидравлически соединяют с емкостью (на фигуре не показано).
Далее производят намеченные работы, согласно основного плана работ. В случае превышения давления в нагнетательной линии и, соответственно, в осевом канале 5 полого корпуса 1 предохранительного клапана выше допустимого значения - 25,0 МПа происходит разрушение разрывного элемента 10 и подвижная втулка 6 перемещается в осевом направлении до тех пор, пока не упрется в амортизирующий элемент 9 ограничителя хода 7, выполненного в виде кольца 8, жестко размещенного в радиальном канале 4 полого корпуса 1. При этом жидкость из осевого канала 5 полого корпуса 1 устремляется в радиальный канал 4 полого корпуса 1 и через внутренние продольные канавки 11 радиального канала 4 полого корпуса 1, сообщающие пространства под и над ограничителем хода 7 попадает в гибкий шланг, по которому переливается в емкость.
После срабатывания клапана предохранительного, то есть разрушения разрывного элемента 10 производят разборку и ревизию клапана предохранительного. Разрывной элемент 10 с калиброванным диаметром - d заменяют на новый в зависимости от предельного допустимого значения давления и вновь собирают клапан предохранительный (как показано на фигуре). После чего клапан предохранительный готов к повторной эксплуатации.
Предлагаемый клапан предохранительный имеет простую конструкцию, а также легок в сборке и изготовлении, что снижает себестоимость изготовления клапана, а значит позволяет сократить материальные и финансовые затраты.