КЛАПАН-ОТСЕКАТЕЛЬ
CUT-OFF VALVE

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при сепарации газа и нефти в условиях промысла.
Известен защитный клапан, содержащий корпус с входной и выходной полостями и втулочный затвор в виде поршня с седлом, причем во входной полости имеется сопло с радиальными каналами в его наименьшем проходном сечении (патент РФ № 2101596, кл. F16K 23/00 опубл. 10.01.1998).
Данный защитный клапан устанавливается в линии сброса жидкости из сепаратора и прекращает сброс после полного освобождения сепаратора от жидкости. Он надежно защищает потребителя жидких фракций от попадания сжимаемой среды (газа), но совершенно не выполняет обратной функции - защиты от попадания жидкой среды потребителям газа.
Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является клапан-отсекатель, содержащий корпус с входной, выходной и торцевой полостями, подпружиненный в направлении от седла подвижный втулочный затвор, пружинную камеру и взаимодействующий с ней клапан управления, в торце подвижного втулочного затвора выполнен штуцер, а выходная полость снабжена отверстием для взаимодействия с пружинной камерой через клапан управления (патент РФ № 2360172, кл. F16K 17/22, опубл. 27.06.2009 - прототип).
Известный клапан-отсекатель автоматически срабатывает при смене среды сжимаемой на несжимаемую, но не обеспечивает отсутствия уноса жидкой среды - нефти в газовую линию.
В предложенном изобретении решается задача исключения уноса нефти вместе с газом.
Задача решается клапаном-отсекателем, включающим корпус, днище с отверстием, сливной штуцер нефти, штуцер выхода газа, проницаемую перегородку, соединенные один над другим поплавки сферической формы с нижним штоком на нижнем поплавке, расположенным с возможностью перемещения в отверстии проницаемой перегородки, с верхним штоком на верхнем поплавке, установленным на карданной передаче и снабженным тороидальным уплотнением с возможностью контакта с седлом, размещенным на штуцере выхода газа, седло снабжено пластиной, закрепленной на расстоянии от седла, с центральным отверстием и манжетой, контактирующей с верхним штоком, при этом сливной штуцер нефти расположен в корпусе на уровне нижнего поплавка, а поплавки расположены по центру корпуса.
Сущность изобретения
После сепарации нефти на нефтепромысле нефтяной газ содержит большое количество микроскопических капель нефти, обычно уносимых с газом в газопровод. В результате нефть выделяется в газопроводе, создает дополнительные сопротивления потоку газа и приводит к необходимости проведения мероприятий по удалению нефти из газопровода. Существующие технические решения не в полной мере обеспечивают отделение нефти от сепарированного газа. В предложенном изобетении решается задача исключения уноса нефти потоком газа после сепарации в условиях нефтепромысла. Задача решается применением предложенного клапана-отсекателя.
На фиг. 1, 2 и 3 представлен предложенный клапан-отсекатель.
Клапан-отсекатель включает: 1 - корпус, 2 - днище, 3 - отверстие, 4 - сливной штуцер нефти, 5 - штуцер выхода газа, 6 - проницаемая перегородка, 7 - нижний поплавок, 8 - верхний поплавок, 9 - нижний шток, 10 - отверстие в проницаемой перегородке 6, 11 - верхний шток, 12 - карданная передача, 13 - тороидальное уплотнение, 14 - седло, 15 - пластина, 16 - центральное отверстие, 17 - манжета, 18 - стержни для соединения поплавков 7 и 8, 19 - стержни для соединения седла 14 и пластины 15.
Клапан-отсекатель работает следующим образом.
Газ с частицами нефти после сепарации поступает отверстие 3 днища 2 корпуса 1, заполняет объем под проницаемой перегородкой 6. На выходе из отверстия 3 днища 2 скорость потока газа уменьшается. Далее газ проходит в зазоре между корпусом 1 и проницаемой перегородкой 6. При этом скорость потока газа возрастает. Затем газ проходит вдоль нижнего 7 и верхнего 8 поплавка. При этом в местах малых расстояний между поплавками 7 и 8 и корпусом 1 скорость потока газа увеличивается, а в местах отсутствия поплавков 7 и 8 скорость потока газа уменьшается.
Изменение направления и скорости потока газа приводит к выделению из газа остатков нефти и ее оседание на проницаемой перегородке 6. При превышении уровня нефти уровня сливного штуцера нефти 4 поплавки 7 и 8 поднимаются вверх, верхний шток 11 на верхнем поплавке 8 поджимает тороидальное уплотнение 13 к седлу 14 и перекрывает штуцер выхода газа 5. Газ перестает выходить из корпуса 1. В то же время нефть вытекает в сливной штуцер нефти 4, уровень нефти снижается, поплавки 7 и 8 опускаются вниз, верхний шток 11 на верхнем поплавке 8 отжимает тороидальное уплотнение 13 от седла 14 и открывает штуцер выхода газа 5. Газ начинает выходить из корпуса 1.
На практике обеспечивается постоянство потока нефти в сливной штуцер нефти 4 и постоянство потока газа в штуцер выхода газа 5 с небольшими колебаниями уровня поплавков 7 и 8.
Нижний шток 9 на нижнем поплавке 7, расположенный с возможностью перемещения в отверстии 10 проницаемой перегородки 6, удерживает от смещения в строну от центра корпуса 1 нижний поплавок 7. Верхний шток 11 на верхнем поплавке 8, расположенный в манжете 17 центрального отверстия 16 пластины 15, закрепленной на расстоянии от седла 14, удерживает от смещения в строну от центра корпуса 1 верхний поплавок 8. В то же время карданная передача 12, на которой установлен верхний шток 11, и тороидальное уплотнение 13 обеспечивают контакт тороидального уплотнения 13 с седлом 14 при практически любом изменении положения поплавков 7 и 8 относительно центра корпуса 1.
Стержни 18 жестко соединяют поплавки 7 и 8, стержни 19 жестко соединяют седло 14 и пластину 15.
В результате применения предложенного клапана-отсекателя удастся избежать уноса нефти с газом.