штуцер дискретный

Формула изобретения

Штуцер дискретный, имеющий корпус с цилиндрической проточкой, в котором размещены шаровой затвор с седлом и муфтой, отличающийся тем, что проточка выполнена со ступенями большего и меньшего диаметра, ступень меньшего диаметра находится в соприкосновении с шаровым затвором с противоположной стороны от седла и имеет полость размером не меньше площади отверстия седла, а затвор имеет глухое отверстие вдоль оси муфты диаметром, большим или равным диаметру отверстия седла, из которого в плоскости, перпендикулярной оси, выполнены отверстия различной величины, выходящие на наружную поверхность затвора так, что расстояние между ними не меньше диаметра отверстия седла, кроме того, на муфте установлена стрелка, размещенная напротив деления, выполненного в корпусе, с обозначением размера отверстия, установленного напротив отверстия седла, а в корпусе выполнены сквозные отверстия, соединяющие наружную поверхность корпуса со ступенями меньшего и большего диаметра соответственно.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к регулирующим устройствам, которые устанавливаются на линейном выходе устьевой арматуры при добыче электроцентробежными и штанговыми насосами, и может быть использовано в других областях техники для дискретного регулирования потока жидкости и газа.

Известен многоступенчатый штуцер, снабженный стержнями, которые размещены в рабочих камерах, образованных установленными последовательно пластинами, а боковые поверхности рабочих камер образованы выполненными на периферии торцов каждой пластины хвостовиками в виде втулок. Торцы стержней установлены в пазовых отверстиях втулок, см. патент Российской Федерации N 2012781 по кл. E 21 В 43/12, опубл. 1994 г.

Однако этот штуцер обеспечивает только дросселирование потока нефти, газа, воздуха.

Известен механически регулируемый штуцер, представляющий собой поворотную коническую обойму со штуцерующими отверстиями различного диаметра, оси которых перпендикулярны оси обоймы. Обойма установлена в корпусе, который также выполнен со штуцерующими отверстиями круглого или овального сечения различного размера, причем отверстия меньшего размера расположены в нижней части корпуса. В верхней части корпуса выполнен подпружиненный шарик и прижимной винт, взаимодействующий с блокировочными пазами, см. патент Российской Федерации N 2002045 по кл. E 21 В 43/12, опубл. 1993 г.

Однако этот штуцер не осуществляет дискретное регулирование именно изменением производительности истечения объема.

Известно устройство, имеющее корпус, в котором размещены шаровой затвор с седлом и муфтой, см. патент Российской Федерации N 2000510 по кл. F 16 К 5/20, опубл. 1993 г.

В этом устройстве осуществить надежное регулирование невозможно, так как нет данных о размере перекрываемого отверстия.

Известно устройство, имеющее корпус с цилиндрической проточкой, в котором размещены шаровой затвор с седлом и муфтой, см. патент США N 5944051 по кл. А 16 К 005/10, опубл. 1999 г.

Данное техническое решение принято за прототип настоящего изобретения.

Однако оно обладает недостатком.

В устройстве прототипа при регулировании потока жидкости и газа невозможно определить объем истечения в данный момент даже при наличии манометра.

В основу настоящего изобретения положено решение задачи получения надежного регулирования потока жидкости или газа на заданную величину дискретным изменением производительности истечения объема, проходящего через штуцер.

Согласно изобретению эта задача решается за счет того, что в штуцере дискретном, имеющем корпус с цилиндрической проточкой, в котором размещены шаровой затвор с седлом и муфтой, цилиндрическая проточка выполнена со ступенями большего и меньшего диаметра, ступень меньшего диаметра находится в соприкосновении с шаровым затвором с противоположной стороны от седла и имеет полость размером не меньше площади отверстия седла, а затвор имеет глухое отверстие вдоль оси муфты диаметром, большим или равным диаметру отверстия седла, из которого в плоскости, перпендикулярной его оси, выполнены отверстия различной величины, выходящие на наружную поверхность затвора так, что расстояние между ними не меньше диаметра отверстия седла, кроме того на муфте установлена стрелка, размещенная напротив деления, выполненного на корпусе, с обозначением размера отверстия, установленного напротив отверстия седла, а в корпусе выполнены сквозные отверстия, соединяющие наружную поверхность корпуса со ступенями меньшего и большего диаметра соответственно.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, идентичных настоящему изобретению, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "новизна".

За счет реализации отличительных признаков изобретения (в совокупности с признаками, указанными в ограничительной части формулы) достигаются важные новые свойства объекта. В предложенном техническом решении надежность регулирования потока жидкости или газа достигается:

- фиксированием положения шарового затвора таким образом, чтобы седло затвора было соосно с одним из отверстий, выполненных перпендикулярно оси глухого отверстия затвора и чтобы стрелка муфты показывала на деление на корпусе с обозначением этого отверстия;

- замером давления перед шаровым затвором и после него и определением перепада давления;

- определением объема проходящей через штуцер среды;

- переключением стрелки для смены размера отверстия соответственно обозначению деления на корпусе для получения необходимой производительности истечения жидкости или газа.

Достижение заявленного регулирования определяется выполнением проточки со ступенями большего и меньшего диаметра, размещением седла относительно ступеней, выполнение полости в одной из ступеней и отверстий в затворе и соотношение их размеров по отношению к диаметру отверстия седла; а также выполнение делений с обозначением размера отверстий на корпусе; а также выполнение сквозных отверстий в корпусе для ступени большего и меньшего диаметра.

Заявителю не известны какие-либо публикации, которые содержали бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В связи с этим, по мнению заявителя, можно сделать вывод о соответствии заявленного технического решения критерию "изобретательский уровень".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено:

на фиг. 1 - штуцер дискретный;

на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 шарового затвора в плоскости его отверстий и отверстия седла;

на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1 - вид сверху на муфту с ее торца.

Штуцер состоит из корпуса 1, в котором выполнены цилиндрическая проточка со ступенями меньшего диаметра 2 с полостью 3 и большего диаметра 4. В корпусе 1 установлен шаровой затвор 5 с муфтой 6, на которой размещена стрелка 7. Шаровой затвор 5 имеет торцевую поверхность 8, которая находится в соприкосновении с проточкой меньшего диаметра 2, и торцевую поверхность 9, которая находится в соприкосновении с проточкой большего диаметра 4, со стороны последней 9 расположено седло 10. На затворе 5 вдоль оси муфты 6 выполнено отверстие 11, из которого перпендикулярно оси выполнены отверстия 12 различного диаметра на наружную торцевую поверхность 9. Отверстия 12 размещены в плоскости седла 10. Стрелка 7 на муфте 6 установлена так, что находится над обозначением 15, выполненном на корпусе 1, того отверстия 12, которое в данный момент находится напротив седла 10. Кроме того, в корпусе 1 выполнены отверстия 13, сообщающие наружную поверхность корпуса с проточками 2 и 4, для установки приборов 14 измерения давления.

Работа со штуцером дискретным заключается в следующем.

Штуцер дискретный устанавливается на линейном выходе устьевой арматуры. Муфтой 6 поворачивается шаровой затвор 5, имеющий отверстие 11 вдоль оси муфты, в положение, когда седло 10 размещено соосно с одним из отверстий 12. Стрелка 7 показывает на обозначение 15 установленного напротив седла 10 отверстия 12, диаметр которого известен. Жидкость через седло 10 со стороны торцевой поверхности 9 затвора 5, через отверстие 12, отверстие 11, полость 3 перетекает из одной ступени цилиндрической проточки 4 в другую 2, которая находится в соприкосновении с торцевой поверхностью 8. Приборами 14 производят замер давления перед шаровым затвором 5 и после него. Зная диаметр отверстия, перепад давления на нем и рабочую среду, жидкость или газ, легко определяют объем, проходящий через штуцер. Размер отверстий заранее запланирован и известен по показаниям стрелки на муфте. Для изменения производительности истечения жидкости или газа через штуцер поворачивают муфту 6 для смены отверстия 12 напротив седла 10. Работа со штуцером заканчивается отключением подачи жидкости.

Предложенное устройство может быть изготовлено промышленным способом, что подтверждается испытаниями опытных образцов в системах с устьевой арматурой при добыче нефти штанговыми насосами.

Наличие в штуцере проточки со ступенями разного диаметра, выполнение отверстий в затворе, их расположение и соотношение размеров относительно седла; а также обозначение размеров отверстий на корпусе фиксируемых стрелкой муфты; а также наличие отверстий в корпусе в ступени большего и меньшего диаметра позволяет:

- обеспечить надежное регулирование пропуска среды на заданную величину;

- определить объем проходящей среды при соответствующем перепаде давления, размере отверстия и свойствах среды;

- изменить производительность истечения среды сменой размера отверстия.