Гидравлическое устройство для управления клапаном
Иллюстрации
Реферат
Сеоз Советских
Социалистических
Республик
Оп ИСАН ИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено23.08.78 (21) 2651451/18-24 (23) Приоритет — (32) 29.08,77 (31) 7726157 (33) Франция
<1»925258
1 (51) М. Кл.з (л 05 D 7/00
F 15 В 11/00 фтаудараткнай квинтет
СССР ав аеяаи нзебретеннй н етернтнй
Опубликовано 30.04,825вллетень № 16 (53) УЙК 621.646. . 3 (088.8) Дата оцубликоваиия описания 30.04.82 (72) Автор изобретения
Иностранец
Жан Луи Гратцмюплер (Франция) (71) заявитель
Изобретение относится к автоматически кому регулированию н может быть испопь эовано для управления подвижными нефтяными скважинами.
Известно устройство дпя управления регулирующим органом, содержащее командный пост, связанный трубопроводом через обратный клапан с расположенным на приемной посту гидроаккумулятором и входом распределителя, выход которого соединен с рабочим гидроцилиндром, причем распределитель снабжен управляющим гидроципиндром 1) . . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является клапан с гидравлическим дистанционным управлением, предназначенный для подводной нефтяной скважины, в котором затвор задействуется в направлении открытия с помощью подачи давления на соединенный с ним гидропривод, действующий против упругих средств, стремяшихся .возвратить затвор в закрытое положение, ког да из домкрата жидкость спущена или, по крайней мере, ее давление невелико.
Командный пост содержит источник жидкости высокого давления и переключаю ший орган, позволяющий в одном положении соединять этот источник с гидравлическим трубопроводом, расположенным . между командным постом и гидроприводом клапана, и в другом положении спускать жидкость из трубопровода, и следовательно, из гидропривода (2g.
1<} Такой клапан хорошо удовлетворяет требуемым условиям и, в частности, требованию надежности, закрытия, благодаря всегда имеющейся в наличии упругой энер-. гии, стремящейся закрыть затвор клапать на, как только иэ гндропривода начинают спускать жидкость. Однако в случае, когда расстояние между командным и приемным постами велико, между этими двумя постами необходимо предусматри20 вать трубопровод, имеющий относительно большое сечение, поскольку этот трубопровод служит не только в качестве тру бопровода передачи команды (спуск жидкости из гидропривода, прн закрытии), 25 но также и в качестве трубопровода пере». (54) ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ
КЛА ПАНОМ 3 9252 дачи мощности (питание гидропривода от источника, при открытии). Из этого „следует,что для того, чтобы получить приемлемые времена задержки, сечение трубопровода должно быть большим, что при- водит к большой цене, а также к трудностям при установке вспедствие жесткости трубопровода и его большого веса.
Бель изобретения — повышение надежности устройства. 30
Поставленная цепь достигается тем, что вЯ идравлическое устройство для управления клапаном, содержащее гидропривод, управляющая полость которого соединена с выходом гидравлического у реле, первый и второй входы которого соединены с гидроаккумулятором и со сливом соответственно, и регулируемый источник давления, соединенный питаюшим трубопроводом через первый обратный KHBg&H с Гидроаккумуляторомр Вве ден блок управления, содержащий эапорный, сбросный и управляющий клапаны и манометрический коммутатор, подвижный орган которого связан с клапанами, при-,д . чем запорный клапан: установлен на питающем трубопроводе до первого обратного клапана, входы манометрического коммутатора и управляющего клапана соединены с питающим трубопроводом до за- З0 порного клапана, выход управляфшего клапана соединен с управляющим входом гидравлического репе и через сбросный клапан - со сливом. роме то о в него введен второй об 35 ратный клапан, через который выход управляющего клапана соединен с гидроаккумупятором. е
На чертеже показана схема гидравлического устройства для дистанционного
40 управления клапаном. . Устройство содержит командный пост
1, который может быть размещен на суше или на морской платформе, располо,женной на расстоянии от головок скважин.
43
Он содержит источник гидравлической энергии, образованный масляно-пневматическим аккумулятором 2, который заряжается насосом 3 из резервуара 4 низкого давления. Аккумулятор 2 может быть 0 по выбору соединен с питающим трубопроводом 5 посредством трехпозиционного управляющего вентиля 6. В представленном пунктиром положении вентиля 6 расположенный на командном посту конец питающего трубопровода 5 соединен с резервуаром 4 низкого давления, тогда как аккумулятор 2 изолирован от трубопрово58 4 да. Индикатор 7 давления, установленный на командном посту, позволяет определить открытое или закрытое положение клапана 8, управляемого на расстоянии.
Питающий трубопровод 5 соединяет командный пост,1 с приемным постом, ко. торый установлен на дне моря на головке скважины 9, снабженной управляемым клапаном 8. Этот трубопровод является единственным гидравлическим трубопроводом, соединяющим два поста, и он, в зависимости от потребностей, может иметь, несколько сотен метров или даже километров в длину. Этот трубопровод имеет . малое сечение (и, следовательно, расход жидкости невелик). В качестве трубопровода мо кно использовать, например, трубку с внутренним диаметром 3 мм и с наружным диаметром 6 мм, которую просто изготавливать и можно хранить в смотанном виде. Ее легко транспортировать на дне моря, причем при установке нет необходимости в многочисленных соединениях.
Приемный пост установлен на головке скважины 9, покрывающей трубу подводной буровой скважины 10. Головка скважины содержит управляемый клапан 8, который позволяет нли препятствует нефти протекать в трубопровод 11 выведения нефти, Клапан 8 задействуется в направлении открытия гидроприводом 12, который работает против действия упругих средств, типа пружины 13, стремяшихся закрыть клапан и удерживать его закрытым.
Приемный пост содержит гидроаккумулятор 14, блок 15 управления с манометрическим коммутатором 16 и гидравлическое реле 17, осуществляющее сильнопоточные гидравлические переклю- чения, необходимые для функционирования управляемого клапана 8, в ответ на сигналы давления, которые оно принимает с волока 15 управления. На приемном пос у оканчивается питающий трубопровод
5, поступающий с командного поста.
Блок 15 управления маностатическим управлением содержат три клапана: эапорный 18, сбросный 19 и управляющий 20, которые последовательно приводятся в действие манометрическим коммутатором 16, подвергнутым действию давления, имеющегося в питающем трубопроводе 5 на его конце, расположенном иа приемном посту.
Запорный клапан 18 вместе с обратным клапаном 21 помещен между пита
5 . 925 258 юшим трубопроводом 5 и гидроакуумуля- тол тором 14, сбросный клапан 19 помещен лож между управляющим входом 22 реле 17 и средой 23 низкого давления (напрнтиль мер морем), а управляющий клапан 20 g npa помещен между управляющим входом 22 куму реле 17 и питающим трубопроводом 5. в и
Гидравлическое реле 17 является ре- пос ле впуска-спуска, которое в своем пер- исх вом положении (показано пунктиром) сое-1О ма диняет гидроаккумулятор 14 с гидропри- го водом 12 через короткий трубопровод 24, отк имеющий большое сечение (для открытия ряжа управляемого клапана 8 и его удержания ния в открытом положении), и которое в сво- 1 гид ем втором положении (показано сплошное ной линией) соединяет гидропривод 12 ще со спускным трубопроводом 25 низкого . эад давления, который может, например, вы- не ходить в море. 20
Модификация устройства содержит вто- те рой обратный клапан 26, установленный. кл на гидравлическом соединении 27 между то гидроаккумулятором 14 и контрольным ЛИ трубопроводом 28 передачи команды на 25 по реле 17, но
Все основные органы приемного посся та могут быть размещены в колпаке для но того, чтобы образовать компактный анет самбль, который легко смонтировать на зо 22 головке скважины. Камера 29 гидропри- го вода 12, которая содержит пружину 13 ва закрытия кпапана 8, может находиться но в сообщении с морем, либо она может быть соединена посредством патрубка 30 35 га с трубой буровой скважины 10, при этом та давление нефти складывается с действи- . 20 ем пружины 13 для того, чтобы нагру- 17 зить клапан 8 в направлении закрытого ся положения. 4О на
Устройство работает следующим обги разом. 1
Манометрический коммутатор 16, чув- яв ствительный к давлению в питающем се трубопроводе 5 на приемном посту, по-. 1 на слеДовательно приводит в действие клала- 6b ны 18-20 при возрастающих давлениях 1
Р, Р, Р из начальных попожений вен- ст тилей, изображенных на чертеже и соот- ся ветствуюших давлению Р, меньшему, чем >о уп
Р1. Эти положения таковы: клапаны 18 та и 19 открыты, 20 закрыт. 8
В этих условиях управляющий вход 22 реле 17 подключен к спуску, следовательно, реле находится в положении, покаi5 занном сплошной линией на чертеже, т.е. гидропривод 12, управляющий клапаном
8, пбдключен к спуску и этот клапан выб кнут и поддерживается в закрытом поении пружиной 13.
Если на приемном посту открывают вен6, то гидравлическая жидкость навляется источником, образованным аклятором 2, заряженным насосом 3, итающий трубопровод 5 к приемному ту, причем эта подача жидкости проодит только с-малым расходом ввиду лого сечения и большой длины питаюшетрубопровода 5. Поскольку клапан 18 рыт, этот малый поток жидкости зает гидроаккумулятор 14 до давлеР1 . Для этого первого наполнения роаккумулятора требуется определенвремя, поскольку расход поступаю и жидкости. мал, однако эта начальная ержка перед первым задействованием является недостатком.
Когда маностатическое устройство дектирует давление Р, оно закрывает апан 18 и клапан 8 после этого гов к выполнению маневра открытия. Есуправляющий вентиль 6.командного ста остается открытым, то на приемм посту давление продолжает повышатьи при определенном давлении Р маметрический коммутатор 16 эакрываклапан 19, так что управляющий вход реле 17 не подключен к спуску и тов принять сигнал давления, прикаэыющий переключаться в противопоиоже положение.
Когда детектированное давление достиет уровня Р>, манометрический коммутор 16 дает команду открыть клапан, так что управляющий вход 22 реле оказывается под давлением, имеюшимв питающем трубопроводе 5, и уставливает в этом реле сообщение ь ежду дроаккумулятором 14 и гидроприводом
2 (показано пунктиром). Это сообщение ляется коротким соединением большого чения, так что гидравлическая энергия копленная в гидроаккумуляторе 14, стро приводит в действие. гидропривод
2 для открытия клапана 8 против дейвия пружины 13. Клапан 8 остаетоткрытым до тех пор, пока открыт равляюшии вентиль ь командного пос, причем открытое положение клапана на командном посту определяется по давлению., показываемому индикатором 7 давления.
В то время, когда клапан открыт,гидравлическое соединение 27, в котором, установлен обратный клапан 26, соединяет контрольный трубопровод 28 переда
925258
О
l
1
l !
Составитель Г. Сидоров
Редактор Н. Кешеля Техред Т.Маточка Корректор С. Шекмар
Заказ 2855/79 Тираж 908 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4