золотниковое устройство

Формула изобретения

Золотниковое устройство, включающее корпус с входным и выходным каналами для жидкой среды, закрепленную в корпусе гильзу, размещенный с возможностью перемещения в гильзе шток с поршнем, отличающееся тем, что поршень выполнен из магнитного материала и образован из двух частей, укрепленных на концах штока, в средней части штока размещен тарельчатый запорный клапан, корпус выполнен из двух частей, верхней и нижней, объединенных муфтой с образованием между ними клапанной камеры, гильза выполнена из двух частей, одна из которых закреплена в верхней части корпуса, а другая - в нижней, части гильзы снабжены клапанными седлами на их концах, обращенных друг к другу, на других концах частей гильзы укреплены постоянные магниты, тарельчатый запорный клапан размещен в клапанной камере с возможностью взаимодействия с клапанными седлами частей гильзы, каждая из частей поршня размещена в соответствующей части гильзы с возможностью перемещения и взаимодействия в крайних положениях с постоянными магнитами, входной канал состоит из двух магистралей, одна из которых выполнена в верхней части корпуса, а другая - в нижней, выходной канал выполнен в верхней части корпуса с возможностью сообщения клапанной камеры с насосом, между стенками частей гильзы и стенками соответствующих частей корпуса образованы зазоры, при этом в стенках каждой из частей гильзы выполнены сквозные отверстия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к распределительным устройствам и может быть использовано в системах отбора жидкой и газообразной сред из скважин, в частности нефти или газа.

Известно золотниковое устройство, представляющее собой перепускной клапан, в корпусе которого с подсоединительными патрубками установлен запорный орган, составленный из двух золотников, нагруженных размещенной между их упорами пружиной и перекрывающих соответствующие каждому из них перепускные каналы; золотники размещены на торцах пружины и на боковой поверхности каждого из них выполнены две кольцевые канавки, а в его теле - канал, сообщающий одну из канавок с прилегающим подсоединительным патрубком, причем перепускные каналы выполнены в корпусе клапана и сообщают соответственно полость сообщенной с прилегающим патрубком канавки одного из золотников с полостью кольцевой канавки другого золотника, SU 1257346.

Это устройство не обеспечивает возможности коммутации (переключения входной магистрали) при установке его в системе отбора жидкости или газа из разных зон. Эта задача актуальна при отборе, в частности, нефти из скважины. При отборе нефти из скважины объем нефти, притекающей из нефтеносного пласта в зону всасывания, не покрывает расхода нефти из этой зоны в связи с ее отбором. Для этого целесообразно осуществлять отбор нефти из зоны другого нефтеносного пласта, расположенного на другом уровне, не нарушая непрерывности процесса отбора нефти из скважины.

Известно также золотниковое устройство, включающее корпус с входным и выходным каналами для среды, закрепленную в корпусе гильзу, размещенный в гильзе с возможностью перемещения шток с поршнем, SU 360479.

Данное техническое решение с учетом его конструктивных признаков принято за прототип настоящего изобретения.

Его недостатком, как и вышеописанного аналога, является невозможность обеспечения поочередного всасывания среды из разделенных объемов, расположенных на разных уровнях, при сохранении непрерывности процесса всасывания среды.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение поочередного всасывания жидкой среды из разделенных объемов, расположенных на разных уровнях, при сохранении непрерывности процесса всасывания среды.

Согласно изобретению в золотниковом устройстве, включающем корпус с входным и выходным каналами для жидкой среды, закрепленную в корпусе гильзу, размещенный с возможностью перемещения в гильзе шток с поршнем, поршень выполнен из магнитного материала и образован из двух частей, укрепленных на концах штока, в средней части штока размещен тарельчатый запорный клапан, корпус выполнен из двух частей, верхней и нижней, объединенных муфтой с образованием между ними клапанной камеры, гильза выполнена из двух частей, одна из которых закреплена в верхней части корпуса, а другая - в нижней, части гильзы снабжены клапанными седлами на их концах, обращенных друг к другу, на других концах частей гильзы укреплены постоянные магниты, тарельчатый запорный клапан размещен в клапанной камере с возможностью взаимодействия с клапанными седлами частей гильзы, каждая из частей поршня размещена в соответствующей части гильзы с возможностью перемещения и взаимодействия в крайних положениях с постоянными магнитами, входной канал состоит из двух магистралей, одна из которых выполнена в верхней части корпуса, а другая - в нижней, выходной канал выполнен в верхней части корпуса с возможностью сообщения клапанной камеры с насосом, между стенками частей гильзы и стенками соответствующих частей корпуса образованы зазоры, при этом в стенках каждой из частей гильзы выполнены сквозные отверстия.

Заявителем не выявлены какие-либо технические решения, идентичные заявленным, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизна».

Заявителем не выявлены источники информации, в которых содержались бы сведения о влиянии отличительных признаков изобретения на достигаемый технический результат. В результате реализации этих признаков (совместно с признаками, приведенными в ограничительной части формулы изобретения) осуществляется попеременный непрерывный забор среды (например, нефти) из разделенных объемов (например, нефтяных пластов, расположенных на разных уровнях) при автоматическом переключении устройства в зависимости от соотношения давлений в этих объемах. Указанное новое свойство объекта обусловливает, по мнению заявителя, соответствие изобретения критерию «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображено:

на фиг.1 - продольный разрез, шток и поршни в крайнем верхнем положении;

на фиг.2 - разрез А-А по фиг.1;

на фиг.3 - продольный разрез, шток в крайнем нижнем положении.

Золотниковое устройство включает корпус, выполненный из двух частей: верхней части 1 и нижней части 2 (рабочее положение устройства - вертикальное). Части 1 и 2 корпуса объединены муфтой 3. В корпусе размещена гильза, выполненная из двух частей 4 и 5. Часть 4 гильзы закреплена в верхней части 1 корпуса, часть 5 гильзы закреплена в нижней части 2 корпуса. Поршень выполнен из магнитного материала и образован из двух частей - 6 и 7, укрепленных на концах штока 8. В средней части штока 8 размещен тарельчатый запорный клапан 9. Части 4 и 5 гильзы снабжены клапанными седлами 10 и 11, соответственно. Клапанные седла выполнены на концах частей гильз, обращенных друг к другу. В конкретном примере клапанные седла 10, 11 выполнены заодно с частями 4, 5 гильз. На свободных от клапанных седел концах частей 4, 5 гильз укреплены постоянные магниты 12, 13, соответственно. Тарельчатый клапан 9 размещен в клапанной камере 14 с возможностью взаимодействия с клапанными седлами 10 и 11. Камера 14 образована между частями 1 и 2 корпуса. Часть 6 поршня размещена в части 4 гильзы, а часть 7 поршня - в части 5 гильзы с возможностью перемещения внутри гильзы и взаимодействия части 6 поршня в крайнем верхнем положении с постоянным магнитом 12, а части 7 поршня в крайнем нижнем положении - с постоянным магнитом 13. Входной канал устройства состоит из двух магистралей 15 и 16. Магистраль 15 выполнена в верхней части 1 корпуса, магистраль 16 выполнена в нижней части 2 корпуса. Выходной канал выполнен в верхней части 1 корпуса в конкретном примере в виде совокупности сквозных отверстий 17 с возможностью сообщения клапанной камеры 14 с насосом (на чертежах не показан). Между стенками части 4 гильзы и стенками части 1 корпуса образован зазор 18, а между стенками части 5 гильзы и стенками части 2 корпуса образован зазор 19. В стенках части 4 гильзы выполнены отверстия 20, а в стенках части 5 гильзы выполнены отверстия 21.

Устройство работает следующим образом. При давлении Р₂ рабочей жидкости в магистрали 16, превышающем давление P ₁ жидкости в магистрали 15, жидкость через магистраль 16, зазор 19 и отверстия 21 попадает в полость части 5 гильзы, а затем - в клапанную камеру 14. Клапан 9 приходит в верхнее положение по фиг.1, и рабочая жидкость через отверстия 17 поступает на вход насоса. Поршень 6 взаимодействует при этом с магнитом 12, благодаря чему фиксируется. При P₁>Р ₂ рабочая жидкость через магистраль 15 поступает в зазор 18 и через отверстия 20 проходит в полость части 4 гильзы. Клапан 9 отходит от клапанного седла 10 и ложится на седло 11. Устройство приходит в положение по фиг.3, при этом поршень 7 фиксируется магнитом 13. Рабочая жидкость поступает через отверстия 17 на вход насоса, который продолжает работать в прежнем режиме, то есть процесс откачивания среды не прерывается, и его параметры, практически, не изменяются, хотя забор среды происходит из другого объема и с другого уровня. Переключение происходит автоматически при падении давления среды в зоне откачивания.

Для изготовления устройства использованы обычные конструкционные материалы и заводское обрабатывающее оборудование. Это обстоятельство, по мнению заявителя, позволяет сделать вывод о том, что данное изобретение соответствует критерию «промышленная применимость».