Система гидростатического уравновешивания штока привода клапана

Изобретение относится к технике нефтепромыслового оборудования и может быть использовано в клапанных устройствах, привод запорного элемента которых содержит шток, для гидростатического уравновешивания последнего. Система гидростатического уравновешивания штока привода клапана содержит корпус, шток, установленный в кольцевом выступе корпуса с возможностью осевого перемещения, запорный узел, состоящий из седла и затвора, установленного в нижней части штока, проходной канал, выполненный в штоке и затворе, сообщающийся с круговой полостью между штоком и корпусом выше кольцевого выступа посредством радиального отверстия в штоке. Шток оснащен наружным кольцевым буртиком, контактирующим с корпусом выше кольцевого выступа, при этом между кольцевым выступом корпуса и наружным кольцевым буртиком штока образована герметичная воздушная камера, причем внутренний диаметр седла, диаметр штока и внутренний диаметр корпуса в воздушной камере связаны определенным соотношением. Технический результат заключается в обеспечении гидростатического уравновешивания штока привода клапана для обеспечения надежной работы клапана при использовании приводов малой мощности. 1 ил.

 

Изобретение относится к технике нефтепромыслового оборудования и может быть использовано в клапанных устройствах, привод запорного элемента которых содержит шток, для гидростатического уравновешивания последнего.

Известен скважинный управляемый электромеханический клапан, содержащий корпус, присоединительный «мокрый контакт», привод, включающий микроэлектродвигатель, питающийся от «нулевой точки» электродвигателя центробежного насоса, и редуктор с выходным валом, жестко соединенный с гайкой винтопары, внутри которой перемещается винт, соосно сочлененный с полым штоком. Полый шток установлен в корпусе с возможностью осевого перемещения и имеет проходное отверстие для гидравлической связи с круговой полостью и датчиком давления. На свободном торце полый шток герметично сочленен со вспомогательным полым клапаном и седлом с выходным каналом в полость скважины, помещенными во внутреннюю полость управляемого полого клапана с седлом, регулирующим поток жидкости из пласта (патент РФ №2620700, опубликован 29.05.2017 г.).

В известной конструкции скважинного клапана не предусмотрен механизм, обеспечивающий гидростатическую уравновешенность штока, что снижает надежность работы клапана при использовании приводов малой мощности.

Технической задачей предлагаемого изобретения является создание системы гидростатического уравновешивания штока привода клапана для обеспечения надежной работы клапана при использовании приводов малой мощности.

Технический результат достигается системой гидростатического уравновешивания штока привода клапана, содержащей корпус, шток, установленный в кольцевом выступе корпуса с возможностью осевого перемещения, запорный узел, состоящий из седла и затвора, установленного в нижней части штока, проходной канал, выполненный в штоке и затворе, сообщающийся с круговой полостью между штоком и корпусом выше кольцевого выступа посредством радиального отверстия в штоке, при этом шток оснащен наружным кольцевым буртиком, контактирующим с корпусом выше кольцевого выступа, между кольцевым выступом корпуса и наружным кольцевым буртиком штока образована герметичная воздушная камера, причем внутренний диаметр седла, диаметр штока и внутренний диаметр корпуса в воздушной камере связаны определенным соотношением.

На чертеже изображена часть скважинного клапана с предлагаемой системой гидростатического уравновешивания штока привода клапана.

На чертеже показан корпус 1 клапана с выходным отверстием 2, в кольцевом выступе 3 корпуса 1 установлен шток 4 привода клапана с возможностью осевого перемещения. Запорный узел клапана состоит из седла 5 и затвора 6, установленного в нижней части штока 4. Шток 4 и затвор 6 имеют проходной канал 7, сообщающийся с круговой полостью 8 между штоком 4 и корпусом 1 выше кольцевого выступа 3 посредством радиального отверстия 9 в штоке 4. Шток 4 оснащен наружным кольцевым буртиком 10, контактирующим с корпусом 1 выше кольцевого выступа 3. Между кольцевым выступом 3 корпуса 1 и наружным кольцевым буртиком 10 штока 4 образована воздушная камера 11, герметизированная с помощью уплотнительных колец 12. На чертеже также показан датчик 13 для измерения пластового давления.

Условие равновесия штока 4 привода клапана в гидростатической среде выглядит следующим образом:

где − давление жидкости на затвор 6 клапана снизу;

− внутренний диаметр седла 5;

− давление жидкости на затвор 6 клапана сверху;

− диаметр штока 4 в воздушной камере 11;

− внутренний диаметр корпуса 1 в воздушной камере 11.

В зависимости от величины того или иного параметра, рассчитываются остальные.

Применение в клапанах предлагаемой системы уравновешивания штока позволяет обеспечить надежное закрытие-открытие клапана, так как требуемое усилие привода штока не зависит от перепада давлений на клапане. Данная система уравновешивания штока может быть использована, например, в конструкциях скважинных управляемых клапанов для надежного отсечения пласта.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет обеспечить гидростатическую уравновешенность штока, что при использовании приводов малой мощности повышает надежность работы клапана. Система гидростатического уравновешивания штока может быть применена в различных клапанных устройствах, привод запорного элемента которых содержит шток.

Система гидростатического уравновешивания штока привода клапана, содержащая корпус, шток, установленный в кольцевом выступе корпуса с возможностью осевого перемещения, запорный узел, состоящий из седла и затвора, установленного в нижней части штока, проходной канал, выполненный в штоке и затворе, сообщающийся с круговой полостью между штоком и корпусом выше кольцевого выступа посредством радиального отверстия в штоке, отличающаяся тем, что шток оснащен наружным кольцевым буртиком, контактирующим с корпусом выше кольцевого выступа, при этом между кольцевым выступом корпуса и наружным кольцевым буртиком штока образована герметичная воздушная камера, причем внутренний диаметр седла, диаметр штока и внутренний диаметр корпуса в воздушной камере связаны следующим соотношением:

где − давление жидкости на затвор клапана снизу;

− внутренний диаметр седла;

− давление жидкости на затвор клапана сверху;

− диаметр штока в воздушной камере;

− внутренний диаметр корпуса в воздушной камере.



 

Похожие патенты:

Устройство относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для эксплуатации фонтанирующих скважин в условиях наличия гидратов и мехпримесей. Устройство устанавливается на скважине в составе фонтанной арматуры и состоит из полого корпуса с приемной и отводящей камерами, связанными друг с другом через штуцер, стержня очистки осевого канала штуцера, подпружиненного поршня с торцовым клапаном, посадочного седла под него и подпружиненного штока.

Устройство относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для эксплуатации фонтанирующих скважин в условиях наличия гидратов и мехпримесей. Устройство устанавливается на скважине в составе фонтанной арматуры и состоит из полого корпуса с приемной и отводящей камерами, связанными друг с другом через штуцер, стержня очистки осевого канала штуцера, подпружиненного поршня с торцовым клапаном, посадочного седла под него и подпружиненного штока.

Изобретение относится к надувательному клапану с функцией предохранительного клапана. Клапан содержит: корпус, крышку и внутренний рабочий узел надувательного обратного клапана.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для изоляции продуктивного пласта от устья скважины при его проявлении. Клапан-отсекатель состоит из корпуса, с седлом в осевом канале, подпружиненного затвора с уплотнительной манжетой, распираемой в радиальном направлении фигурной грундбуксой.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для изоляции продуктивного пласта от устья скважины при его проявлении. Клапан-отсекатель состоит из корпуса, с седлом в осевом канале, подпружиненного затвора с уплотнительной манжетой, распираемой в радиальном направлении фигурной грундбуксой.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено для устранения розлива бурового раствора на рабочую площадку при наращивании бурильных труб.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено для устранения розлива бурового раствора на рабочую площадку при наращивании бурильных труб.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для слива жидкости из колонны насосных труб перед подъемом их из скважины. Спускной клапан для слива жидкости из колонны насосных труб содержит шарик, патрубок с отверстием, штуцер, соединенный в отверстии патрубка с тонкой частью двухступенчатого патрубка.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для слива жидкости из колонны насосных труб перед подъемом их из скважины. Спускной клапан для слива жидкости из колонны насосных труб содержит шарик, патрубок с отверстием, штуцер, соединенный в отверстии патрубка с тонкой частью двухступенчатого патрубка.

Группа изобретений относится к водоснабжению. Домовая станция (1) водоснабжения имеет обратный клапан, который интегрирован в проточный канал (14) станции (1) или корпус клапана.

Устройство относится к нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для эксплуатации фонтанирующих скважин в условиях наличия гидратов и мехпримесей. Устройство устанавливается на скважине в составе фонтанной арматуры и состоит из полого корпуса с приемной и отводящей камерами, связанными друг с другом через штуцер, стержня очистки осевого канала штуцера, подпружиненного поршня с торцовым клапаном, посадочного седла под него и подпружиненного штока.

Выполненный с возможностью выдвижения и поворота линейный покрывающий инструмент содержит соединительный элемент (1), основной гидроцилиндр (2), шток (21) поршня, заднюю крышку (22), основание (11) и ручку (3).

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена для приведения в действие соленоидного исполнительного привода. Способ приведения в действие соленоидного исполнительного привода включает обеспечение соединения по меньшей мере одного соленоида соленоидного исполнительного привода с источником питания посредством множества переключателей.

Изобретение относится к блоку (10) противовыбросовых превенторов, содержащему компоненты (18, 20, 40, 44, 52, 54, 56, 58) блока противовыбросовых превенторов. Часть компонентов (18, 20, 40, 44, 52, 54, 56, 58) блока противовыбросовых превенторов имеет противовыбросовый превентор (20, 40, 44, 52, 54, 58, 118) с электрическим приводным средством (110) противовыбросового превентора для управления противовыбросовым превентором (20, 40, 44, 52, 54, 58, 118).

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена в добыче нефти с одновременным мониторингом состояния скважинного флюида. Способ заключается в извлечении нефти из разных интервалов скважинного флюида через радиальные каналы, выполненные в колонне лифтовых труб с определенными интервалами, путем установки в закрытое или в открытое положение клапанов в этих каналах, смешении и направлении извлеченной нефти по трубе в приемную камеру насоса.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено для автоматического управления технологическими процессами. При реализации способа осуществляют открытие и закрытие запорно-регулирующей арматуры куста скважин путем независимой подачи рабочего тела или электрического тока в исполнительные механизмы запорно-регулирующей арматуры и подземных клапанов-отсекателей в заданной последовательности.

Изобретение относится к технике нефтепромыслового оборудования и может быть применено для одновременно-раздельной эксплуатации пластов и при текущем ремонте скважин без их глушения.

Группа изобретений относится к горному делу и может быть применена для одновременно-раздельной закачки агента в пласты скважины. Варианты устройства одновременно-раздельной закачки (ОРЗ) агента в пласты скважины содержат устьевую запорно-перепускную арматуру, насосно-компрессорные трубы (НКТ), пакеры с нажимным и опорным якорными устройствами и безъякорным пакером, разобщающими затрубное пространство на участки, сообщающиеся с пластами, и скважинными камерами распределения закачиваемого агента по пластам.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для одновременно-раздельной эксплуатации пластов. Скважинный управляемый электромеханический клапан состоит из корпуса, присоединительного “мокрого контакта”, привода, включающего микроэлектродвигатель, питающийся от “нулевой точки” электродвигателя центробежного насоса, и редуктор с выходным валом, жестко соединенным с гайкой винтопары, внутри которой перемещается винт, соосно сочлененный с полым штоком с проходным отверстием для измерения давления в пласте.

Изобретение относится к скважинным насосным установкам, эксплуатирующим одновременно несколько объектов. Насосная установка для эксплуатации пластов скважины содержит колонну насосно-компрессорных труб, кабель, хвостовик, пакер, установленный снаружи хвостовика между пластами, и насос для откачки продукции пластов.

Изобретение относится к автоматическим дросселям и может быть применено для эксплуатации фонтанирующих скважин в осложненных условиях. Устройство содержит корпус с приемной и отводящей камерами, связанными между собой через канал штуцера, стержень очистки канала с приводом перемещений в виде подпружиненного поршня с торцовым клапаном, связанного со штоком с образованием кольцевой камеры, связанной подводящим каналом с осевым каналом подводящего патрубка. Согласно изобретению поршень снабжен внутренней расточкой, связанной перепускными отверстиями с отводящей камерой, штуцер установлен в дроссельной шайбе, жестко связанной с корпусом, стержень выполнен ступенчатым и установлен в корпусе с расположением меньшим диаметром в канале штуцера, с образованием кольцевого канала, осевой канал корпуса сверху перекрыт пробкой, снабженной питающим патрубком с заглушкой, контейнером, размешенным в осевом канале корпуса с упорной шайбой внутри, снабженной продольными пазами и регулировочной гайкой на нижнем конце, с посадочным седлом под торцовый клапан, установленным на толкателе и подпружиненный относительно упорной шайбы, причем нижний конец толкателя установлен с образованием зазора со стержнем, а полость контейнера заполнена рабочей жидкостью, например ингибитором гидратообразования. Технический результат заключается в упрощении конструкции, возможности обеспечения очистки кольцевого канала штуцера ступенчатым стержнем, возможности подачи порции рабочей жидкости (ингибитора) из контейнера в момент очистки штуцера, возможности подачи пластового флюида через перепускные отверстия в теле поршня в отводящую камеру с большим расходом, чем при подаче через кольцевой канал штуцера. 2 ил.

Изобретение относится к технике нефтепромыслового оборудования и может быть использовано в клапанных устройствах, привод запорного элемента которых содержит шток, для гидростатического уравновешивания последнего. Система гидростатического уравновешивания штока привода клапана содержит корпус, шток, установленный в кольцевом выступе корпуса с возможностью осевого перемещения, запорный узел, состоящий из седла и затвора, установленного в нижней части штока, проходной канал, выполненный в штоке и затворе, сообщающийся с круговой полостью между штоком и корпусом выше кольцевого выступа посредством радиального отверстия в штоке. Шток оснащен наружным кольцевым буртиком, контактирующим с корпусом выше кольцевого выступа, при этом между кольцевым выступом корпуса и наружным кольцевым буртиком штока образована герметичная воздушная камера, причем внутренний диаметр седла, диаметр штока и внутренний диаметр корпуса в воздушной камере связаны определенным соотношением. Технический результат заключается в обеспечении гидростатического уравновешивания штока привода клапана для обеспечения надежной работы клапана при использовании приводов малой мощности. 1 ил.

Наверх