[1]Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к средствам регулирования расхода жидкости (газа) и может быть использована в нефтедобывающей промышленности для вывода нефтяной скважины на заданный режим эксплуатации без ее остановки путем дискретного изменения диаметра проходного отверстия штуцера.
[2]Известен штуцер для фонтанной арматуры нефтяных скважин, содержащий сквозной корпус, размещенный в нем регулирующий элемент, образующий в корпусе полости, выполненный в виде золотника, имеющего форму полого цилиндра, по образующей которого выполнен ряд сквозных радиальных отверстий, и связанный через кулачковый диск с установочным валом, при этом золотник поджат седлом усилием избыточного давления и имеет возможность вращательного движения для совмещения его сквозных отверстий с отверстием седловины (патент RU №54443, МПК G05D 7/01, опубл. 18.04.2005). Недостатком известного штуцера является то, что регулирующий элемент имеет ограниченное количество отверстий для регулирования потока жидкости, которое не может быть увеличено механическим путем, что ограничивает его технические возможности.
[3]Наиболее близким к заявляемой полезной модели по технической сущности является штуцер для фонтанной арматуры нефтяных скважин, содержащий сквозной корпус с устройствами фиксации на фонтанной арматуре, размещенные в нем регулирующие элементы, выполненные в виде золотников, имеющих цилиндрическую форму, по образующей которых выполнены радиальные отверстия разного диаметра и каждый из которых связан с установочным валом, снабженным указателем и втулкой со шкалой, при этом один золотник установлен внутри другого золотника (патент RU №87274, МПК G05D 7/01, опубл. 27.09.2009). Это устройство выбрано в качестве прототипа.
[4]Недостатком прототипа является то, что золотники не могут работать автономно, так как один золотник установлен внутри другого золотника. Регулирование расхода жидкости, протекающей через штуцер, осуществляется направлением ее через отверстия в золотнике. В прототипе жидкость сначала проходит через радиальные отверстия во внешнем (большом) золотнике, а затем - через отверстия во внутреннем (малом) золотнике. При вращении внутреннего золотника поворачивается и наружный золотник, что приводит к перекрытию входных (радиальных) отверстий. Отверстиями, лимитирующими расход жидкости, в прототипе являются отверстия во внутреннем (малом) золотнике. В случае, когда необходимо, чтобы лимитирующими расход жидкости отверстиями были отверстия наружного (большого) золотника, придется остановить работу скважины, перекрыть трубопровод перед штуцером, произвести частичную его разборку и извлечь (демонтировать) внутренний золотник. Это приводит к росту трудоемкости работ и увеличению времени, необходимого для вывода скважины на заданный режим эксплуатации.
[5]Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является устранение указанного недостатка и создание конструкции штуцера, удобного в эксплуатации, обеспечивающего автономную работу каждого золотника без остановки оборудования, демонтажа и разборки устройства, что позволит сократить время наладки оборудования, снизить трудоемкость работ, расширить эксплуатационные возможности устройства.
[6]Технический результат достигается тем, что в штуцере для фонтанной арматуры нефтяных скважин, содержащем сквозной корпус с установленными в нем регулирующими элементами, выполненными в виде золотников, имеющих форму полых цилиндров, снабженных сквозными радиальными отверстиями разного диаметра с заданным шагом, каждый из которых через кулачковый диск связан с возможностью вращения со своим установочным валом, выведенным наружу через корпус и снабженным указателем со шкалой, золотники установлены на вертикальной оси корпуса один над другим, причем нижний, регулирующий золотник, имеет отверстия диаметром от 2 мм до 14 мм, а верхний золотник - золотник-кран, имеет два калиброванных отверстия: одно диаметром 14 мм для направления потока жидкости через регулирующий золотник, и второе диаметром 34 мм для обеспечения максимального проходного сечения штуцера, при этом валик привода золотника-крана снабжен фиксатором, выполненным в виде втулки, соединенным с валом шпилькой, прижат к корпусу пружиной и имеет выступы, входящие в прорези крышки корпуса, который обеспечивает фиксацию валика относительно корпуса штуцера во время работы нижнего, регулирующего золотника. Когда в работе задействован нижний регулирующий золотник, верхний золотник, золотник-кран, зафиксирован (заперт) в нерабочем положении, а диапазон проходного сечения регулируется отверстиями нижнего, регулирующего золотника. При необходимости установить максимально возможное проходное сечение, золотник-кран выводят в рабочее положение. При таком взаимном расположении золотников каждый из них может работать автономно без остановки и демонтажа оборудования, обеспечивая диапазон регулирования проходного сечения от 2-х до 34-х мм. Каждый валик привода золотников снабжен указателем со шкалой диаметров отверстий, соответствующих определенным проходным отверстиям, имеющимся на золотниках, выполненной в виде поворотного лимба.
[7]Полезная модель поясняется чертежами, где:
[8]фиг.1 - штуцер в сборе, общий вид с фланцами;
[9]фиг.2 - штуцер в сборе, вид без фланцев;
[10]фиг.3 - фиксатор валика привода золотника-крана;
[11]фиг.4 - лимб поворотный.
[12]Штуцер содержит сквозной корпус 1 с крышкой 5, в котором размещены золотник-кран 2, имеющий два калиброванных отверстия диаметром 14 мм и 34 мм, валик привода 3 золотника-крана 2, снабженный лимбом поворотным 4, указателем, выполненным в виде стрелки на крышке 5 корпуса 1, и фиксатором 9, выполненным в виде втулки, который соединен с валиком привода 3 штифтом 18, прижат к корпусу 1 пружиной 19 и имеет выступы, входящие в прорези крышки 5 корпуса 1, золотник регулирующий 10, имеющий радиальные отверстия диаметром от 2-х до 14 мм, валик привода 11 золотника регулирующего 10, снабженный указателем 12 и лимбом поворотным 13, разрядную пробку 6, вентиль 7, технологическую пробку 8, пробку 14, прокладку 15, переходник 16, фланец воротниковый 17.
[13]Устройство работает следующим образом.
[14]Штуцер устанавливают на фонтанной арматуре за линейной задвижкой и фиксируют между двумя фланцами 17, уплотнение соединения осуществляют через выступы на корпусе 1 штуцера. После установки штуцера на арматуру открывают линейную задвижку и жидкость дросселируется через отверстия в золотнике-кране 2. Выбор необходимого дроссельного отверстия осуществляют поворотом золотника-крана 2 вокруг своей оси через валик привода 3 с помощью гаечного ключа до совмещения указателя 5 с необходимым делением на лимбе 4, при этом указатель 5 показывает на поворотном лимбе 4 расположение отверстий золотника-крана 2. При помощи фиксатора 9, который вручную вытягивают вверх, фиксируют нужное положение золотника-крана 2. Положение указателя 5 относительно лимба 4 указывает выбранный диаметр проходного сечения золотника-крана 2. Указатель 12 показывает на лимбе 13 расположение отверстий золотника регулирующего 10, стрелка на корпусе 1 - направление движения среды. При работе штуцера в полнопроходном режиме (максимальный диаметр проходного сечения - 34 мм) фиксатор 9 отжимают до упора в поворотный лимб 4, устанавливают валик привода 3 в положение «34», отпускают фиксатор 9, убедившись, что он зафиксировал положение валика привода 3. Если валик привода 3 зафиксирован в положении «14», то поток жидкости направляется через регулирующий золотник 2, который осуществляет работу штуцера в диапазоне от 2-14 мм. В этом случае фиксатор 9 отжимают до упора в поворотный лимб 4, устанавливают валик привода 3 в одно из положений от 2 до 14, отпускают фиксатор 9, убедившись, что он зафиксировал положение валика привода 3, затем устанавливают указатель 12 на требуемый размер отверстия по лимбу 13 и производят замеры. Отверстия «В» служат для установки манометров через переходники 16, прокладки 15 и вентили 7. При использовании штуцера без манометров отверстия «В» в корпусе 1 заглушают пробками 14.
[15]Расход жидкости, проходящей через штуцер, определяют в зависимости от среднего установившегося перепада давления Рср (разность давлений на входе и выходе, полученная после проведения 4-5 замеров в час), коэффициента расхода К и от соответствующего, установленного по лимбу, значения диаметра (площади) проходного сечения золотника.
[16]Предлагаемое устройство удобно в эксплуатации, оно обеспечивает возможность автономной работы каждого золотника без демонтажа и разборки устройства, что позволяет сократить время наладки оборудования, снизить трудоемкость работ, улучшить эксплуатационные возможности устройства. Предлагаемый штуцер имеет широкий диапазон регулирования проходного сечения при сохраненной компактности габаритов, он выполнен полнопроходным, в открытом положении образует сквозное отверстие диаметром 34 мм.
