Шаровой кран

(57) Изобретение относится к устр для перекрытия канала бурильной к при предупреждении и ликвидации лений и выбросов в процессе бурени ных и газовых скважин. Цель изобре повышение надежности шарового работе и ограничение поворота ш запорного элемента (Э), В корпусе новлены седло-гайка 6 на резьбе 5 ротный шаровой запорный Э поверхности Э 9 выполнены два рально расположенных углубления ственныйный инсло ство ССС6, 1980.381, кл. Г 6 К 5/06,25Э О 11 Я ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпО изОБРетениям и ОткРытиямПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(71) Северо-Кавказский государнаучно-исследовательский и проектитут нефтяной промышленности%877198, кл. Е 16 К 5/ОПатент США ЬВ 1784 ойствам олонны проявя нефтятения - крана в арового 1 уста- и пово, Нэ диамет, 12,1645705 10 закруглены 20 25 основания 13,14 которых перпендикулярны оси 15 вращения Э 9, В углублении 11 размещен кулачок 19 приводного вкладыша 20 с профильным сечением, идентичным профилю углубления 11, в углублении 12 - опорный Э 22, закрепленный в отверстии 23 корпуса 1, соосном оси 15. Углубления 12 выполнены треугольной формы, грани каждого иэ них сопряжены между собой цилинИзобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам, применяемым в горном деле при бурении нефтяныхи газовых скважин и предназначенным дляперекрытия канала бурильной колонны припредупреждении и ликвидации проявленийи выбросов в.процессе бурения нефтяных игазовых скважин.Целью изобретения является повышение надежности крана в работе за счет извлечения иэ полости корпуса шаровогозапорного элемента в любом его положении; в открытом, закрытом или в промежуточном,На фиг. 1 изображен шаровой кран,разрез (общий вид); на фиг. 2 - сечение А - Ана фиг, 1; на фиг. 3 - шаровой запорныйэлемент в иэометрии; на фиг. 4 - поворотный вкладыш с кулачком в изоме 1 рии; нафиг.5 - опорный элемент в иэометрии; нафиг. 6 - шаровой эапорный элемент в положении "Закрыто", на фиг. 7 - то же, в положении "Открыто".Шаровой кран высокого давления состоит из корпуса 1 в виде патрубка. на концах которого выполнена резьба 2,3,Внутренняя часть патрубка вблизи конусавыполнена с уступом 4, а в муфтовой частиконическая резьба 2 переходит в цилиндрическую 5, в которую вворачивается седлогайка 6 с прорезями 7. В гайку 6запрессовывается кольцо 8, выполненноеиз антифрикционного материала, ниже которого размещается шаровой эапорныйэлемент 9, упирающийся в уплотнительнуювтулку 10.На поверхности шарового запорногоэлемента 9 выполнены два диаметральнорасположенных углубления 11 и 12, основания 13 и 14 которых перпендикулярны оси15 вращения шарового запорного элемента 9.Углубления 11 и 12 выполнены треугольной формы, грани 16 и 17 каждого изуглублений сопряжены между собой цилиндрической поверхностью 18 и расположены дрической поверхностью и расположены под углом друг к другу, равным углу поворота Э 9. На внутренней поверхности корпуса выполнен продольный паз 24, перпендикулярный оси 15 и сопряженный с отверстием 23, Э 22 выполнен в виде размещенной в отверстии 23 цилиндрической ножки 25 с призматической головкой 26, ребра которой закруглены, 1 э,п,ф-лы, 7 ил,под углом друг, другу, равным углу поворота шарового запорного элемента . В углублении 11 размещен кулачок 19 приводного вкладыша 20, проходящий через отверстие 21, выполненное в корпусе 1. В углублении 12 расположен опорный элемент 22, закрепленный в отверстии 23, выполненном в корпусе 1 соосно оси 15 вращения шарового запорного элемента 9. На внутренней поверхности корпуса 1 выполнен продольный паэ 24, перпендикулярный оси вращения 15 и сопряженный с отверстием 23. Опорный элемент 22 выполнен в виде размещенной в отверстии 23 цилиндрической ножки 25 с призматической головкой 26, ребра которой Для ограничения поворота шарового запорного элемента 9 часть призматической головки 26 расположена в углублении 12, а часть - в пээу 24,Указанная форма опорного элемента обеспечивает выполнение двух функций,Первая функция - ограничение поворота шарового элемента 9 в положениях "Открыто" и "Закрыто".Ограничение поворота шарового запорного элемента в положении "Закрыто" (фиг.6) происходит эа счет того, что грань 16 углубления 12 упирается в грань опорного30 элемента 22. При повосоге шарового элемента 9 в;оложение "Открыо" (фиг.7) ограничение поворота происходит эа счет упора грани 17 углубления 12 в грань опорного элемента 22. При эгом опорный эле 35 мент 22 поворачиваться вокруг своей ножки 25 не может, так как головка 26 опорного элемента 22 на некоторую величину своей высоты входит в паз 24 такой же формы и размеров, как и головка 26,40 Вторая функция заключается в том, что цилиндрическая головка 26 опорного элемента и цилиндрическая поверхность кулачка 19 приводного вкладыша 20, взаимодействуя с ответ ыми цилиндриче 45 скими поверхностями угл. блений 11 и 12 шарового запорного элемента 9, являютсяего опорами, препятстеующими перемещенисо шарсеого элемента вниз при созданис; противодавления нзд шаровым элементом и прижатию его к втулке 10,Профиль кулачка 19 приводного вкла дыша 20, образованный плоскостями 27 и 28 с углом мг-:жду ними 90 и цилис ир,сческой поверхностью 29, концентричной оси вращения 15 приоодюг, вклад сша 2 дплжен ьос с ветс 1 впвать профилю ус: у("ч ;ния "0 11 в шаровом злеместе Я, обраэпваннгклу граняли 1 г и 17 с углплл межд ними 90" и цилиндрической поверхлос-ью 16 ханц днтричной оси вращения с 5 шарового элемента 9 с ноллинальным диаметром, равным 15 номинальному диаметру цилиндрической поверхнс сти 29 кула скз 19 приводнс г; вкладыша 20 для обеспечения поворт а шарового элехлентз 9 на 90. При этом углы ме;кду плоскостялли 27 и 28 кулачка 19 с гранямсл 16 20 и 17 углублегсия 1", равные 90, обеспечива ют извлеченивара из корпуса во всех по. ложениях шара от Открыто" до Закрь то"Равенство диаметров цил.1.дричск 1,г поверхностей 29 кулачка 19 и 3; выбос:,;и 25 шара обеспечивает сопснпсть осей вра.ц;ния приводного вкладьсша 20 и шарс с, о запорного элемента 9.Кран собирают в сл(ед,;ощэй после(г:;. с- тельности, В корпус 1 вставляется уплотни- "0 тельная втулка 10, за ней с внутренней части в боковые отверг,тия 21 - пр(лводнос 1 вкладыш 20, а в отверстия 23 и пазы 24 .:.:гкзсл 25 и головкой 26 - опорныи элемент,".".;з ними в корпус вкладываегся шаровой за порный элем нт 9, за которьм вворачивает ся седло-сайка 6, на буровой устанавливается под рабочей штангойПри бурении;с.а;.овос, запо-,нь(й эле м:нт 9 повернуг так чго его прох гдное о;. 10 верстие усганавливается соосно отвс. ротс (о орпуса, При аварийной ситуации шаро и заг,орнсй элемент соворачслвают н 90 при помощи приводного вкладыша 20, на кагором е,сполнен клаьэк 19, вхсдящийл е 45 углубление 11 на шаровом запорном элементе, Взаимодеслс 1 ьхе кулачка 19 приводного вкладыша 20 с шароьым запорным элеллечтом осуществгяется чере, взаимодействие граней кулачка 19 с гранял;и 16 сл 50 17 углубления 11 на шаровгм элеменге.На закрыть:й кран фиг,1) в авэрийной ситуации снизу деслсг сует давление, которое однсьаемг.нно дейсгвул г и нэ ш:.роеос з.:горнсч ь ес.энт и н".; плотниельнул 5. д; улку. Втул. 1 0 илеет и:( "два;.3 и с ела нее нгэижвти", л шаврово;фу эзйорн(эму элен т.9 эд с:,ла(ы;эезин дгуРл, г ермти цю канала асуствляетс я за с(е: пгикати( дэглэнслег( с (из( Втули к сэровому запорному элементу, ПоСледний под давлением прижимается к антифрикционному кольцу 8, однако ось 15 его по отношению к оси приводного вкладыша 12 и оси опорного элемента 22 не смещается,Хля открытия крана, находящегося под давлением, сверху создают давление, при малой производительности это давление, деиствуя на шаровой элемен 1, отжимает его от кльцз Я на вели ин зазора оду гранью углублснсл всаровосо элемента с г рань с кулачка ".Ч приэо;. сого вкладыша 20, гра сьс углулес ия 1; и головкой 26 опорнс о эг: змента 22, и там он зависает Давление, распространяясь через прорези 7 гайки 6 в полссть Б. дейсгвует одновременно на приводной вкладыш 20, на гпорный элемент 22 и на уплотнс 1 тельную в.улку 10, Послед яс под воздействием давления отжиллается, при этом происходит сообще. ние полости ь с пр-,ходным хан; лом крана. Сосбщенс 1 е пг ослсходслг .: сот момент, когда г,авлзние на;. и .од шаровым запорным злеллеи-.ълл 9 в .равнивгюп.я. Так как внизу о(бьелл,. тргб л п.ас 1 а зьики, то в момент .,осбще ия "далее са некоторое время давгение на ,;сосе пс, :," лрастсл этоиесть давле.-сие с и:.акгс -ь". гсаровал; элементом. содэчу жидко ги и:. "свмгс прекращэ.ют и в э цт момент .ср(.с:водят открытие шаоового крана преодолев при этом сль-.о трение между поверхнос;ями приводного вкладыша 20 и расто,кой под вкладыш в корпусе крана,.Цля ревизии кран оазбираю, при этом огворачиаается гайка 6 и шаровой элемент 9 прп ггпмосци гпобого штска еь 16 лвают из корпуса в каком бы он положенс и ге наход;лл(ся Зат,м вьсбивзют приводной вкладыш :Г, с:чорный элеме 22 и уплотнительную е;лку 1 Ь,Формула изобрет ния 1 Шаровой крэн, садеожащий корпус и ус-гановлечные в корпусе седло на резьбе и поворотный шаровой запорныи элемент, на поверхности которого выполнены два ди метрально расположенных углубления, основания которых перпендикуляр ы оси вращения шарового запорно;э элемента, прс гем в одном из углублесийл раз:.,ещен кул-.:эс приводного поворотного вкладыша ; профсльныл сечен(,=м, идентичным проФиг ю углубления, з в друс см - опорный элемент, эакрепленч й в ггверстии корпуса, .ог.посл осс рс,нслл шарового запорного рабане( . т л л ч.-:о ц и й с я тгм, что, с ц л .) повысь. глсл(с г эдежности н р 5 оте, углублесля выполнены треугольной формы,пас.и каждого из углублений сопряжены мг;кду собой цлслндричесой ловеохно 1845705стью и расположены под углом друг другу, равным углу поворота шарового запорного элемента.2. Кранпоп.1,отличающийся тем, что, с целью ограничения поворота шэрово го запорного элемента, на внутренней поверхности корпуса выполнен продольный паз, перпендикулярный оси вращения шэрового запорного элемента и сопряженный с отверстием корпусэ, э опорный элемент выполнен в виде размещенной в отверстии цилиндрической ножки с призматической головкой, ребра которой закруглены, причем часть призматической головки расположена в углублении шарового запорного элемента, э часть - в укэзэнном пазу,1645705Составитель Л.Бирюкова Редактор Л.Народная Техред М.Моргентал Корректор аэ 1551 Тираж 445 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С113035, Москва, Ж, Раущская наб 4/5эводственно-издательск й комбинат Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101