Уплотнение технической колонны в устьевой арматуре
Использование: изобретение относится к манжетным уплотнениям с пластичной набивкой, применяемым в устьевой арматуре для нефтегазодобывающей промышленности. Сущность изобретения: уплотнение содержит манжету 14, расположенную в кольцевой камере 8, по внутреннему диаметру которой расположены два защитных металлических разрезных кольца 15, имеющих паз, выполненный в двух наклонных плоскостях под и . 1 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к манжетам уплотнения с пластической набивкой, применяемых в устьевой арматуре для нефтегазодобывающей промышленности.
Известен узел уплотнения рабочих поверхностей гидроцилиндра, содержащий установленную в расточке V-образную манжету, защитное металлическое кольцо, состоящее из 2-х разрезных, соприкасающихся общей конусной поверхностью под 45 двух частей его. Недостатком данного уплотнения является установка колец с натягом. Известен узел уплотнения технической колонны устьевой арматуры, содержащий кольцевую камеру, манжету, пластичную набивку, защитные металлические разрезные кольца с прямым разрезом. Недостатком данного уплотнения является недостаточная надежность. Задачей данного изобретения является повышение надежности при высоких давлениях путем исключения выдавливания в зазор кромок манжеты. Указанная задача достигается наличием разреза у металлических защитных колец, выполненного в двух наклонных плоскостях, причем толщина кольца и ширина паза находятся в следующей зависимости от углов наклона плоскостей паза: где S толщина кольца; h ширина паза; W момент сопротивления поперечного сечения манжеты, проходящего по ширине паза; [и] предел текучести при изгибе материала манжеты; q давление пластичной набивки; угол наклона паза кольца; b угол сборки замка кольца; T технологический размер, обусловленный радиусом притупления кромки;K коэффициент превышения величины перекрытия ступеней замка кольца над разницей между длинами окружностей;
dmax максимальный диаметр технической колонны;
dmin минимальный диаметр технической колонны. На фиг.1 изображена устьевая арматура с уплотнением технической колонны; на фиг. 2 элемент Д; на фиг.3 элемент А; на фиг.4 разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.5 сечение В-В (только кольцо 15) на фиг.4; на фиг.6 элемент Г только кольца 15. Устьевая арматура, состоящая из кондукторной трубы 1, колонной головки 2, технической колонны 3, узла клиновой подвески 4, уплотнительного кольца 5, насосно-компрессорной трубы 6, катушки 7, внутри которой находятся два манжетных уплотнения технической колонны 3. Каждое манжетное уплотнение имеет кольцевую камеру 8, соединенную с атмосферой каналом нагнетания 9 и каналом дренажа 10, в которых находится пластичная набивка 11. Канал нагнетания закрывается пробкой 12. Канал дренажа закрывается пробкой 13. В кольцевой камере 8 расположена манжета 14. В крайних канавках по внутреннему диаметру манжеты 14 расположены два кольца 15. Техническая колонна 3 имеет номинальный диаметр d и на верхнем торце выполнена фаска C1. Кольцо 15 в свободном состоянии имеет внутренний диаметр D1, соответствующий D1 dmin + 5% и фаски C2. Катушка 7 имеет внутренний диаметр D2, соответствующий D2= dmax+5% Между диаметром D2 и диаметром d образуется зазор. Кольцо 15 имеет паз, выполненный под , предназначенный для образования перекрытия между ступенями замка. Паз также выполнен под , предназначенный для уменьшения диаметра кольца за счет перемещения одной ступени внутри кольца при сборке уплотнения. Минимальная ширина паза hmin изготавливается при внутреннем диаметре D1. Внутренний диаметр манжеты 14 в свободном состоянии соответствует диаметру D1. При сборке устьевой арматуры технологическая колонна 3 входит внутрь манжет 14 и колец 15 за счет наличия фасок C1 и C2. Пластичнатая набивка 11, используемая в уплотнении, представляет собой пластичную жидкостную однородную по составу массу, которой может быть, например, паста СУ-1 ТУ 6-02-1-783-93. Уплотнение технической колонны в устьевой арматуре работает следующим образом. При снятых заглушках 12 и 13, в канал 9 с помощью насоса (не показан) подают пластичную набивку 11 до тех пор, пока не вытеснится воздух из канала 9, кольцевой камеры 8 и канала 10. При появлении пластичной набивки 11 во входном отверстии канала 10 его закрывают пробкой 13. Затем с помощью насоса производят первичное нагнетание рабочего давления q пластичной набивки 11. При этом манжета 14 обжимает техническую колонну 3, а также поджимает к ней кольца 15, которые предохраняют выдавливание материала манжеты в зазор d за счет наличия перекрытия между ступенями замка кольца, обеспечиваемого углом . Под действием давления q материал манжеты начинает изгибаться (вспучиваться) в пазу h. Для предотвращения хладотекучести материала манжеты в пазу h, его размер рассчитывается исходя из значений предела текучести при изгибе материала манжеты, размеров самой манжеты и давления пластичной набивки в кольцевой камере 8. Испытав герметичность уплотнения, убирают давление в кольцевой камере 8, отсоединяют насос и вновь создают требуемое давление посредством приложения крутящего момента к пробке 12. Применение предлагаемой конструкции позволит улучшить условия работы уплотнения технической колонны, ее долговечность, возрастает диапазон давлений, при которых может работать уплотнение. Повышение надежности герметизации уплотнения продлевает межремонтное время при эксплуатации устьевой арматуры.
Формула изобретения
2. Уплотнение по п.1, отличающееся тем, что толщина защитных колец определяется из соотношения
где S толщина защитного кольца;
h ширина разреза защитного кольца;
W момент сопротивления поперечного сечения манжеты, проходящего по ширине разреза;
[и]- предел текучести при изгибе материала манжеты;
q давление пластичной набивки;
- угол наклона разреза кольца;
- угол сборки замка кольца;
Т технологический размер, обусловленный радиусом притупления кромки;
K коэффициент превышения величины перекрытия ступеней замка кольца над разницей между длинами окружностей;
dmax максимальный диаметр технической колонны;
dmin минимальный диаметр технической колонны.
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5
Похожие патенты:
Сальниковое уплотнение // 2063571
Изобретение относится к области уплотнительной техники и может быть использовано при герметизации вращающихся валов и возвратно-поступательно движущихся штоков
Способ затяжки сальникового уплотнения // 2061919
Изобретение относится к области уплотнения штоков запорной арматуры, валов перекачивающих и напорных жидкостных насосов, золотников и штоков гидро- и пневмоаппаратуры, работающих на различных рабочих средах: жидкости (холодная и горячая вода, нефтепродукты, кислотные, щелочные, хлорные растворы, фекалии и пр.), газообразных (природный газ, пар, воздух, углекислый, выхлопные, инертные газы), и может быть использовано в машиностроении, нефтяной промышленности, энергетике, в паросиловом и газовом хозяйстве, теплосетях, водоканалах, очистных сооружениях, во всех стандартных сальниковых узлах с мягкой сальниковой набивкой
Сальниковое уплотнение // 2046231
Изобретение относится к уплотнительной технике, преимущественно к сальниковым уплотнениям шпинделей запорной арматуры трубопроводов горячей и холодной воды санитарно-технических систем зданий и сооружений
Сальниковое уплотнение // 2016307
Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве уплотнения плунжерного насоса или компенсационного уплотнения соединения типа "труба в трубе"
Устройство уплотнения // 1827482
Сальник // 1778417
Уплотнительное устройство // 2153111
Сальниковое уплотнение // 2155895
Сальниковое уплотнение // 2155896
Изобретение относится к уплотнительной технике, преимущественно к сальниковым уплотнениям запорной и регулирующей арматуры трубопроводов холодной и горячей воды
Сальниковое уплотнение // 2155897
Изобретение относится к уплотнительной технике, преимущественно к сальниковым уплотнениям штоков и шпинделей запорной арматуры трубопроводов горячей и холодной воды
Сальниковое уплотнение // 2156393
Изобретение относится к уплотнительной технике, в частности к сальниковым устройствам, и может быть применено в запорной арматуре трубопроводов воды, нефти и влагосодержащих газов
Устройство устьевого герметизатора // 2183777
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано при новом проектировании устьевого оборудования в качестве герметизирующего устройства уплотняемых поверхностей полированного штока при работе станка-качалки штангового насоса
Армированный прокладочный материал // 2199047
Изобретение относится к армированным прокладочным материалам, предназначенным для изготовления из них герметизирующих уплотнений в двигателях транспортных средств
Устройство сальника устьевого // 2205307
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к нефтегазодобывающей промышленности, и может быть использовано при новом проектировании устьевого оборудования в качестве герметизирующего устройства уплотняемых поверхностей полированного штока при возвратно-поступательном движении балансира станка-качалки штангового насоса
Сальниковое устройство // 2206001
Изобретение относится к судовым устройствам и может быть использовано на подводных судах (ПС) в устройствах для постановки и выборки из прочного корпуса (ПК) буксируемого антенного кабеля
Мягкая набивка // 2229645
Изобретение относится к мягким набивкам, предназначенным для эксплуатации в сальниках с аксиальным натяжением