[1]Полезная модель относится к арматуростроению, в частности к обратным клапанам, используемым в нефтяной и газовой промышленности.
[2]Полезная модель предназначена для использования в нефтегазовом комплексе в качестве устройства перекрывающего обратный поток транспортируемой среды в различных технологических трубопроводах.
[3]Наиболее близким к заявленному техническому решению является однопоточный клапан (патент CN207034284 от 2018-02-23), который включает в себя корпус с впускным и выпускным отверстием, седло, шар и перегородку, расположенные в буферной полости. В верхней части корпуса установлена резьбовая пробка. Недостатками данного технического решения является:
[4]- отсутствие на клапане места сброса остаточного давления, что небезопасно при откручивании верхней пробки;
[5]- при монтаже на существующих обвязках фонтанной арматуры нефтяных скважин установки электроцентробежного насоса (УЭЦН) требуются монтаж дополнительных фланцевых соединений и использование двух уплотнительных колец на фланцевых соединениях;
[6]- в зимний период времени эксплуатацию этого клапана затрудняет скопление конденсата в нижней части, что может приводить к замерзанию и выводу данного клапана из рабочего состояния;
[7]- сложность монтажа из-за отсутствия компактности клапана.
[8]Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является разработка обратного клапана, обладающего повышенными герметичностью и надежностью работы, при условии нахождения под давлением агрессивной среды и при низких температурах.
[9]Данная задача решается тем, что клапан обратный устьевой содержит корпус, оснащенный входным и выходным отверстиями и затвор, центральное ступенчатое отверстие, седло для затвора, при этом седло выполнено коаксиально с направляющей поверхностью корпуса, на затворе коаксиально уплотнительной поверхности выполнена направляющая поверхность, имеющая возможность контакта с направляющей поверхностью корпуса.
[10]Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является выравнивание давление в полости под затвором и над затвором. Дополнительным техническим результатом можно считать увеличение срока службы клапана и оперативное определение герметичности, а также расширение арсенала технических средств.
[11]Увеличение срока службы достигается за счет отсутствия пружинного механизма и использование шарика с кольцом в качестве затвора.
[12]Оперативное определение герметичности достигается за счет нижнего вентиля, при помощи которого сбрасывается газ, а именно закрыв затрубную задвижку на обратном клапане, открыв вентиль и сбросив давление до атмосферного, поток жидкости отсутствует, что и определяет герметичность обратного клапана и облегчает работу обслуживающему персоналу при определении снижения дебета на скважине, что также приводит к сокращению времени рабочего процесса до одной минуты.
[13]Устройство предназначено для использования непосредственно в нефтяной и газовой промышленности. Клапан устанавливается на обвязку фонтанной арматуры скважины и работает в автоматическом режиме без участия обслуживающего персонала.
[14]Полезная модель поясняется на фигуре чертежа общего вид клапана обратного, где:
[16]2 - глухое ступенчатое отверстие,
[18]4 - посадочное седло,
[20]6 - полости под крышкой,
[21]7 - полость перед затвором,
[24]10 - направляющая поверхностью корпуса,
[25]11 - уплотнительная поверхность затвора,
[26]12 - направляющая поверхность затвора.
[27]Клапан обратный устьевой содержит корпус 1, оснащенный входным и выходным отверстиями и центральным глухим ступенчатым отверстием 2, затвор 3, седло 4. Канал для прохода проводимой среды расположен в корпусе 1 затвора. Затвор 3 представляет собой стальной шарик. Корпус затвора выполнен за одно целое с седлом и имеет возможность контакта в положении «закрыто» затвором. Затвор установлен в корпусе с возможностью перемещения, открывая проходное сечение седла. Извлекая затвор можно проводить ревизию корпуса затвора и седла. Седло выполнено коаксиально с направляющей поверхностью корпуса.
[28]Затвор оснащен проточкой, имеет возможность выравнивания давления в полости под крышкой 6 и полости корпуса перед затвором 7, причем полости расположены с возможностью сообщения между собой при любом положении затвора.
[29]Седло выполнено коаксиально с направляющей поверхностью корпуса 10, на затворе коаксиально уплотнительной поверхности 11 выполнена направляющая поверхность 12, имеющая возможность контакта с направляющей поверхностью корпуса 10.
[30]В верхней части клапана имеется крышка 5. Крышка 5 представляет собой втулку, выполненную цилиндрической формы с резьбой. Крышка выполнена из стали СТ45.
[31]Наличие крышки и затвора позволяет производить ревизию клапана без демонтажа и разбора фланцевых соединений фонтанной арматуры.
[32]В нижней части корпуса обратного клапана установлен переходник 8 с вентилем 9, позволяющий определить герметичность обратного клапана методом закрытия затрубной задвижки и стравливания давления в обратном клапане. Помимо этого, через вентиль можно закачать химический реагент для растворения отложений солей. Также через переходник можно измерять давление.
[33]Устройство работает следующим образом.
[34]Поток сбрасываемого газа из затрубного пространства входит в обратный клапан и под действием потока газа происходит поднятие затвора (стального шарика) из посадочного седла, расположенного в нижней части обратного клапана, поток газа сбрасывается через верхнее отверстие в обратном клапане. Тем самым исключается проблема скапливания добываемой продукции скважины в посадочном седле обратного клапана.
[35]Заявленный обратный клапан имеет преимущества от существующих аналогов:
[36]- простота конструкции;
[37]- безотказный принцип действия;
[38]- надежная герметичность;
[39]- функциональная эффективность;
[40]- невысокая стоимость при долгосрочной интенсивной эксплуатации;
[41]- клапан не замерзает при низких температурах на рабочих скважинах без дополнительных электрических обогревателей и термозащиты;
[42]- обеспечивает оперативное определение герметичности обратного клапана;
[43]- высокое качество материала корпуса и герметичности запорных механизмов;
[44]- долговечность изделия;
[45]- простота монтажа и обслуживания;
[46]- отсутствие пружинного механизма;
[47]- повышенная надежность, обеспечивающая безопасность эксплуатации;
[48]- наличие широких функциональных возможностей;
[49]- при монтаже на фонтанной арматуре не требуется дополнительных уплотнительных колец.
[50]При изготовлении обратного клапана не используются такие дорогие и быстро выходящие из строя материалы как латунь, бронза, титан, высокотемпературная ферритная сталь, неметаллические материалы, чугуны, стали (в том числе аустенитные, легированные и нержавеющие), коррозионно-устойчивых и жаропрочных сплавов Хастеллой и т.п., а также не используются резина и пластик.
[51]Благодаря использованию данного клапана происходит уменьшение размера обвязки фонтанной арматуры, а также чем ближе расположен клапан к добывающей скважине, тем меньше вероятность замерзания конденсата.
