Штуцер для фонтанной арматуры нефтяных скважин

Штуцер для фонтанной арматуры нефтяных скважин, относится к области регулирования расхода жидкости (газа) и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для вывода нефтяной скважины, без ее остановки, на заданный режим эксплуатации, путем дискретного изменения диаметра проходного отверстия штуцера. Предлагаемое устройство содержит сквозной корпус с кольцевыми проточками, размещенный в нем регулирующий элемент, выполненный в виде золотника имеющего форму полого усеченного шара, по образующей которого выполнен ряд сквозных радиальных отверстий разного диаметра. Новым является то, что кольцевые проточки корпуса имеют сферическую поверхность, а в регулирующий элемент дополнительно введен второй золотник, причем второй золотник имеет цилиндрическую форму с радиальными отверстиями. Установка требуемого расхода нефти производится ключом, путем поворота установочного вала 10 до совмещения рискоуказателя 11 с необходимым делением на втулке 12. В результате происходит поворот золотника 2 и совмещение требуемого сквозного отверстия золотника 2 с отверстием втулки 6, тем самым, позволяя установить необходимый расход жидкости. Регулирование в области промежуточных значений расхода нефти с помощью второго золотника 15 осуществляется либо с помощью вала 10, либо с помощью вала 20. Заявленная конструкция штуцера отличается высокой надежностью и широким диапазоном регулировок, при относительной простоте устройства, а также возможностью использования с различными диаметрами фонтанной арматуры нефтяных скважин.

Техническое решение, заявляемое в качестве полезной модели, относится к области регулирования расхода жидкости (газа) и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для вывода нефтяной скважины, без ее остановки, на заданный режим эксплуатации, путем дискретного изменения диаметра проходного отверстия штуцера.

Известны различные устройства для регулирования расхода жидкости (газа), используемые в промышленности.

Из авторского свидетельства СССР 383010 «Регулятор расхода» (МПК G05D 7/01 заявл. 20/09/1971 г.) известен регулятор, обеспечивающий заданное постоянство расхода протекающей среды. Указанный регулятор имеет чувствительный элемент, выполненный в виде полого плунжера и связанного с ним клапана, а в чувствительный элемент помещен плунжер. Такое техническое решение больше подходит для регулирования потока жидкости в химической промышленности и мало надежно в нефтедобывающей промышленности, где среда имеет много механических примесей (песка, продуктов коррозии).

Известны технические решения по авторскому свидетельству СССР 591830 «Регулятор расхода» (МПК G05D 7/01 заявл. 13.02.75 г.) и авторскому свидетельству СССР 1667018 «Регулятор расхода» (МПК G05D 7/01 заявл. 27.03.1989 г.), также имеющие чувствительные элементы различного конструктивного исполнения, которые снижают надежность устройств, поскольку в процессе эксплуатации будет происходить большой износ трущихся поверхностей, в следствии попадания между ними механических примесей и продуктов коррозии. При этом отсутствуют узлы, осуществляющие дополнительную регулировку, по мере износа этих поверхностей.

Известны технические решения лишенные вышеуказанных недостатков. Например, полезная модель РФ 54443 «Штуцер для фонтанной арматуры нефтяных скважин» (МПК G05D 7/01 заявл.2005.04.18) где регулирующий элемент, образующий в корпусе полости, выполнен в виде золотника, имеющего форму полого цилиндра, по образующей которого выполнен ряд сквозных радиальных отверстий, и связан 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.

Аналогичное устройство, взятое авторами за прототип, полезная модель РФ 33659 «Штуцер для фонтанной арматуры нефтяных скважин» (МПК G05D 7/01 заявл. 2003.05.07), отличается формой золотника, выполненного в виде полого усеченного с одной стороны шара. Достоинством этих устройств, является надежность и простота регулировки.

Недостатком указанных устройств, является ограниченная их применимость, во первых, в следствии того, что регулирующий элемент имеет ограниченное количество отверстий для регулирования потока жидкости, которое не может быть увеличено механическим путем и во вторых, конструкция корпуса затрудняет использование этих устройств с различными диаметрами устьевых отверстий скважин в различных нефтедобывающих странах.

Предлагаемое техническое решение направлено на устранение этих недостатков и решает задачу расширения регулирующих свойств штуцеров и надежной стыковки с устьевыми отверстиями скважин различных диаметров. Предлагаемое устройство - штуцер для фонтанной арматуры нефтяных скважин, содержит сквозной корпус с кольцевыми проточками, размещенный в нем регулирующий элемент, выполненный в виде золотника имеющего форму полого усеченного шара, по образующей которого выполнен ряд сквозных

радиальных отверстий разного диаметра, и связанный через кулачковый диск с установочным валом, при этом установочный вал выведен наружу через корпус и снабжен указателем и втулкой со шкалой. Новым является то, что кольцевые проточки корпуса имеют сферическую поверхность, а в регулирующий элемент дополнительно введен второй золотник, причем второй золотник имеет цилиндрическую форму с радиальными отверстиями, выполненными цилиндрическими с заданным шагом и диаметрами, определяемыми заданными расходами жидкости и имеет дополнительный установочный вал, снабженный указателем и втулкой со шкалой. Между дополнительным установочным валом и регулирующим элементом второго золотника может быть дополнительно введена крестообразная муфта.

Сущность технического решения, заявляемого в качестве полезной модели, поясняется чертежами.

На фиг.1 изображен предлагаемый штуцер в разрезе.

На фиг.2 и 3 изображены варианты исполнения штуцера.

Заявляемый штуцер содержит сквозной корпус 1, внутри которого помещен золотник 2 с образованием в нем двух полостей 3 и 4. Снаружи корпуса 1 выполнены кольцевые проточки 5 со сферической поверхностью наружного 1 и внутреннего 11 исполнений. Золотник 2 выполнен в виде полого усеченного шара, по образующей которого расположен ряд сквозных радиальных отверстий, количество которых соответствует количеству позиций регулировки. Золотник 2 поджат притертой седловиной 6, расположенной в гайке 7, усилием избыточного давления. Золотник 2 связан через кулачковый диск 8 и муфту 9 с установочным валом 10 с образованием кулачково-дисковой муфты и имеет возможность вращательного движения, при котором отверстие втулки 6 совмещается с одним из радиальных отверстий золотника. Установочный вал 10 с расположенным в нем рискоуказателем 11 помещен во втулку 12 на торце которой нанесена шкала со значениями диаметров сквозных отверстий. Рабочие поверхности этих элементов уплотнены

резиновыми уплотнительными кольцами 13 и фторопластовыми шайбами 14. Во внутреннюю полость золотника 2 введен дополнительный второй золотник 15 цилиндрической формы, фиксирующийся боковыми гранями 16 по впадинам шарового золотника 2 и втулкой 17. Корпус 1 фиксируется на фонтанной арматуре между фланцами 18 или 19 в разных исполнениях монтажа.

На фиг.2 показан вариант штуцера с возможностью самостоятельного регулирования золотника 15 с помощью регулировочного вала 20. Для этого дополнительно введена втулка 21 с нанесенной на ее торце шкалой диаметров отверстий золотника 15. При этом втулка 12 фиксируется винтом 22.

На фиг.3 показан вариант введения крестообразной муфты 23, позволяющей ликвидировать несоосность регулировочного вала 20 с осью золотника 15.

Устройство работает следующим образом. Штуцер устанавливается для вывода нефтяной скважины путем дискретного регулирования и фиксируется между фланцами 18 или 19 в разных исполнениях монтажа. Установка требуемого расхода нефти производится ключом, путем поворота установочного вала 10 до совмещения рискоуказателя 11 с необходимым делением на втулке 12, при этом передача крутящего момента золотнику 2 осуществляется через кулачковый диск 8 и муфту 9. В результате происходит поворот золотника 2 и совмещение требуемого сквозного отверстия золотника 2 с отверстием втулки 6, тем самым, позволяя установить необходимый расход жидкости. Регулирование в области промежуточных значений расхода нефти с помощью второго золотника 15 осуществляется либо с помощью вала 10, либо с помощью вала 20 (фиг.2). В случае, когда не требуется широкий диапазон регулировок, штуцер может использоваться без второго золотника.

Заявленная конструкция штуцера отличается высокой надежностью и широким диапазоном регулировок, при относительной простоте устройства, а также возможностью использования с различными диаметрами фонтанной арматуры нефтяных скважин.

1. Штуцер для фонтанной арматуры нефтяных скважин, содержащий сквозной корпус с кольцевыми проточками, размещенный в нем регулирующий элемент, выполненный в виде золотника, имеющего форму полого усеченного шара, по образующей которого выполнен ряд сквозных радиальных отверстий разного диаметра, и связанный через кулачковый диск с установочным валом, выведенным наружу через корпус и снабженным указателем и втулкой со шкалой, отличающийся тем, что кольцевые проточки корпуса имеют сферическую поверхность, а в регулирующий элемент дополнительно введен второй золотник.

2. Штуцер по п.1, отличающийся тем, что второй золотник имеет цилиндрическую форму с радиальными отверстиями, выполненными цилиндрическими с заданным шагом и диаметрами, определяемыми заданными расходами жидкости.

3. Штуцер по п.1, отличающийся тем, что второй золотник имеет дополнительный установочный вал, снабженный указателем и втулкой со шкалой.

4. Штуцер по п.3, отличающийся тем, что между дополнительным установочным валом и регулирующим элементом второго золотника дополнительно введена крестообразная муфта.