JPS6237582A - フロ−トで作動されるパイロツト弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ１発明の分野 本発明は、油とガス生産装置に係り、特に、油・ガス分
離装置であってそれからの排出を制御するためフロート
で作動されるパイロット弁を使用する型式のものに係る
。

口、従来の技術の説明 油井から湧出する流体は、浦とガスの両部会を含有し、
ガス部分は油井圧力下で液体中に溶解状態に保たれてい
ることはよく知られている。また、ししこれら溶解ガス
成分が大気に対し露出されるならば、そのような成分は
気化することも知られている。油・ガス分！ｌｔ装置は
、従って、産出された石油液体の圧力を徐々に低下する
ことによって、分離されたガスが取出され、または液体
との接触から移転されることを可能にするように設Ｃノ
られる。残った液体は、水と油の両部会に分離され、こ
のように生産される油は、油井からの石油の流れが大気
に対して″フラッシュ″される場合に比し、より大きい
収量になり、従って歩どまりが増すことになる。

典型的な油・ガス分ｉ！！装置は、油井からの石油の流
れを受ける入口管と、頂部のガス出口と、底部の液排出
口とを有する容器即ちタンクを有する。

タンク内の液位の変化をタンク外部のパイロット弁に伝
達するため゛フロート″または変位型感知器を用いる液
体レベル制＠器が設けられる。パイロット弁には、次に
、タンクの液体排出口に在る排出弁に信号を送ってタン
ク内の液位に応じて該排出弁を開閉させる。

従来においては、フロート型の分離器に組込まれたパイ
ロット弁は、一般に、製造ガスから得られる供給ガス圧
力を使用して気体で作ｖＪされている。タンク内の液体
のレベルが所望限度内であるときは、供給ガスはパイロ
ット弁を通じて大気中へ放出されている。液体レベルが
充分に上昇してフロートの位置を変えたとき、供給ガス
はパイロット弁の内部で転向されるとともに、それによ
って排出弁にタンクから液体が流れ出ることを許す制御
信号を提供する。

そのようなフロート制御器とパイロット弁装置は当業界
においては゛常時流出型制御″装置として知られており
、油・ガス分離装置のための簡単且つ信頼できる制御器
である。しかしながら、分離装置内の液位が規定限度に
達するまでは供給信号は大気中に流出し続けるから、回
収され得べき相当量のエネルギが浪費される。典型的な
常時流出型制御１１装置は、１年当り約１万ｍ３（３５
０，０ＯＯｆｔ３＞の割合で供給ガスを消費する。従っ
て、現在使用中の常時流出型制Ｗ装置にＪ３いて大気中
へ放出される供給ガスを回収しまたはその浪費を防止す
ることはエネルギ保存及び天然資源枯渇の見地において
望ましいと考えられる。

ハ２発明の適用 本発明のフロート作動されるパイロット弁は、それに対
して線圧力を供給するため分離装置内の液体レベルに反
応して作動するフロートと、排出弁と、フロートがパイ
ロット弁を福江するとき分１３Ｉｌ装置から液体を排出
させるパイロット弁とを有する型式の油・ガス分離装置
のためのものとして示される。パイロット弁は、ガス入
口を具えた弁体と、ガス入口と連通する下室と、上室と
、ガス出口と、前記上室、下室及びガス出口を接続する
ガス通路とを有する。作動器バルブが前記上室内に収容
され、そして上開口を通じて前記フロートによって接触
される上軸と、前記ガス通路の一部分内に摺動自在に受
けられている下軸とを有する。

制御バルブが上室内に収容されそして作動器バルブの下
軸と接触する上軸と、下軸とを有する。制御バルブは前
記下室内へのガス通路の開口と密閉係合するようにされ
た上書閉面を有する。福江部材が制御バルブの上書閉面
を、前記ガス通路開口と接触する閉鎖位置へ向かって定
常編圧しそれによって前記フロートが前記上開口を通じ
て作動器バルブに作用するまで前記ガス出口からのガス
の流出を阻塞するようにされている。

本発明のその他の目的、特長及び利点は、以下述べる説
明から明らかになるであろう。

二９発明の詳細な説明 第１図は、全体として１１を以て示される油・ガス分離
装置を示す。分離装置１１はタンク１３を有し、タンク
１３は油井から石油を供給（る入口管１５、ガス出口１
７及び液体出口１９を有する。分離装置１１はフロート
２１を有し、フロート２１は分離装置１１内の液体レベ
ル２３に反応してフラッパ２５を介して偏圧力を制御２
１１器２７（第１図に点線によって略示）に及ぼす。

分離装置１１は、さらに、パイロット信号を制御器２７
から線３１を通じて受（プるとき液出口１９を通じて分
離装置１１から液体を排出するための排出弁２９を有す
る。

したがって、第１図に示されるごとく、液体２３はガス
状成分が分離してガス出口１７を通じて排出されるまで
分離装＠１１内に滞留することを許される。もし液体レ
ベル２３が規定点以上に上昇するならば、フロート２１
はフラッパ２５を介して分離装置１１に作用してパイロ
ット信号を管３１を通じて排出弁２９へ送らせ、それに
よって該弁を開かせて液体が液出口１９を通じてタンク
１３から排出されることを可能にする。

第２図〜第４図は、制御器２７内に用いられる在来技術
のパイロット弁の作用を示す。供給ガスは供給管３３を
通じて制＠器２７へ、そしてガス人口３７を通じてパイ
ロット弁内部３５へ導入された。第３図に示されるごと
く、フラッパ２５がパイロット弁４１の上聞口３９と接
触していないとぎ、供給ガスは土開口３９を通じて大気
中へ放出された。圧力は弁内部３５内に蓄積することを
許されなかったから、ガス出口４３からのパイロット信
号は、排出弁２９に対して聞くように信号するには充分
で４１かった。第４図に示されるごとく、フラッパ２５
が上聞口３９に接触してそれを閉じるべく下方へ賀正さ
れたとき、ガス人口３７から入る供給ガスは弁内部３５
内に蓄積し、そしてガス出口４３から送出されて排出弁
２９に対して聞くように信号した。この従来のシステム
の欠点は、液体レベル２３がタンク１３内において許容
限度以内であるとき、フラッパ２５は第３図に示される
位置に在り、従ってガス人口３７から入る供給ガスは土
開口３９を通じて大気中へ連続的に流出したことである
。

本発明の改良されたパイロット弁は、第５図と第６図と
において全体として４５を以て示される。

該パイロット弁４５は、ガス人口４９を有する弁体４７
と、該ガス人口４９と連通する下室５１と、上室５３と
、ガス出口５５と、上室５３、下室５１及びガス出口５
５と接続するガス通路５７とを有する。

作動器バルブ５９が上室５３内に収容されそして中間部
分６１を有する。中間部分６１は弁体４７の上開口６５
内に受けられる上軸６３を形成するため外径を細くされ
ている。第５図に示される如く、上軸６３はフラッパ２
５によって接触され得る。作動器バルブ５９は、ざらに
、ガス通路５７の一部分内に運動自在に受けられている
下軸６７を有する。作動器バルブ５９はガス通路間ロア
１と接触してそれを密閉する密閉面６９を有する。ガス
通路間ロア１はガス通路５７を前記上室５３と連通する
。Ｏリング７３のごとぎ弾性シール部材が、作動器バル
ブ５９がフラッパ２５によって下方へ偏圧されるとき、
開ロア１を密閉する。

第５図に示されるごとく、ガス通路５７は丁字形の通路
であり垂直路部分７５と、それに対して直角に配置され
てガス出口５５において終端する水平路部分７７とから
成る。

制御バルブ７９が下室５１に収容されそして中間部分８
１を有する。中間部分８１は上軸８３を形成するように
外径を細くされている。上軸８３はガス通路５７の垂直
路部分７５内に囲動自在に受けられそして作動器バルブ
５９の下軸６７と接触する。制御バルブ７９は、さらに
、上軸８３よりも大きい外径の下軸８５を有する。コイ
ルばね８７のごとき偏圧部材が下室５１内において下軸
８５の周囲に受けられている。下軸８５から遠いばね端
８９は、弁体４７のねじ付きの内部９３に係合したねじ
栓９１と接触する。コイルばね８７は作動器バルブ５９
の方向に制御バルブ７９を偏圧する。制御バルブ７９は
、さらに、ガス通路開口９７と接触する上書閉面９５（
第６図）を有する。該開口９７は下室５１をガス通路５
７と連通ずる。弾性のシール部材、この場合はＯリング
９９、が制御バルブ７９の密閉面９５と開口９７との間
に配置され、制御バルブ７９が第５図に示される位置に
在るとき開口９７を連間するようにされている。

第６図は、作動器バルブ５９及び制御バルブ７９並びに
それらの作用を示す拡大図である。第６図から明らかで
あろうごとく、制御バルブ７９の上軸８３は、作動器バ
ルブ５９の下軸６７より、相対的に長さが短いが、′８
艮の軸も同様に用いられ得る。また、作動器バルブ５９
の密閉面６９によって提供される横断面区域は１１制御
バルブ７９の上書閉面９５によって提供されるそれより
も小さい。換言すると、制御バルブ中間部分８１の相対
直径は、作動器バルブ５９の中間部分６１の直径より大
きい。また、開口９７にＶＪ接するＯリング９９の直径
は、開ロア１に隣接する０リング７３の直径よりも少し
大きい。

次に、本発明に依る改良されたパイロン１〜弁の作用を
説明する。液体レベル２３〈第１図）がタンク１３内に
おいて所望限度以内であるとぎは、作動器バルブ５９に
対してフラッパ２５は下向き偏圧力を発揮せず、従って
、パイロン１〜弁４５は第５図に示される（ｆｆ、　ｆ
ｆｉに在る。コイルばね８７は制御バルブ７９を開口９
７の方向に圧迫してＯリング９９を圧縮し以てガス通路
５７から下室５１に進入づ゛る供給ガスの通路を閉塞す
る。タンク１３内の液体レベル２３（第１図）が規定限
度以上に上昇すると同時に、フロート２１によってフラ
ッパ２５は作動器バルブ５９の上軸６３に対して下向き
偏圧力を発揮せしめられる。その結果、第６図に示され
るごとく、開ロア１に隣接するＯリング７３はざらに圧
縮されて作動器バルブ５９の下軸６７が制御バルブ７９
の上軸８３を弁栓９１の方向に押圧することを許す。そ
の結果として、Ｏリング９９は弛緩されて下室５１に進
入する供給ガスが開口９７を通り、ガス通路５７を通っ
てガス出口５５から噴出することを許す。ガス出口５５
を通過するガス圧力はパイロット信号を生じさせてそれ
を管３１（第１図）を通って液体排出弁２９に送り、そ
れによってパイロット弁４５は開放されて液体が液出口
１９を通じてタンク１３から排出されることを許す。

液体レベル２３が充分に低下したとき、上軸６３に及ぼ
されるフラッパ２５の偏圧力は除去されて弁４５が第５
図に示される位置へ復帰することを許す。若干の残留ガ
ス圧力がガス通路５７内に存在するけれども、制御バル
ブ７９の上書閉面９５の横断面区域は、制御バルブ７９
が開口９７との密閉係合から離脱することを阻止し、従
って、下室５１からガス通路５７内への供給ガスの流れ
を阻止する。

本発明に依るパイロット弁の作用は、ガス圧力がパイロ
ット弁４５のガス出口５５を通って送出されるときタン
ク１３から液体を排出する場合について以上説明された
。選択される特定制御器２７の作用に応じて、前記作用
は正確に逆にされ得ることは理解されるであろう。即ち
、液体排出弁２９は、ガス圧力がガス出口５５を通じて
連通されるまで開状態に止どまり得る。パイロット弁の
作動器バルブ５９並びに制御バルブ７９は何れの場合に
おいても同じである。

本発明は注目に価する利点を有する。改良されたパイロ
ット弁は、それが作動されるまで供給ガ４゜スを弁上室
内に保持する独１９の複式バルブシステムを有する。弁
が作動されるとき、２個のバルブは、供給ガスが弁ガス
出口を通過してパイロット信号を分離装置の排出弁に供
給することを可能にするように移転される。供給ガス圧
力は、在来の装置の場合とは異なり、パイロット弁の正
規作動状態間に大気中へは放出されない。本発明の改良
されたパイロット弁は、設計において簡単であり且つ信
頼性を有し、そして製造コストも安い。本発明に依るパ
イロット弁の外形は在来パイロット弁のそれと同じであ
り、従って現在使用中の制御器において速かに代替配置
され得る。水弁の複式バルブ構成は、現在当業において
知られている在来型の常時流出式制御装置に比し、相当
多量の製造ガスの節約を可能にする。

以上、本発明は唯一個のその実施形式において示された
が、それに限定されるものではなく、むしろ、本発明の
精神から逸脱することなしに、様様の変更並びに修正を
施され得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパイロット弁を特長とする油・ガス分
離装置の概略図；第２図は、第１図のフロートで作動さ
れるパイロット弁の拡大された部９概略図；第３図は、
開放位置の在来技術パイロット弁の概略図：第４図は、
閉鎖位置の第３図と同様の在来技術パイロット弁の概略
図；第５図は本発明のパイロット弁の作用を示す縦断面
図：第６図は第５図の弁の一部破断拡大縦断面図である
。 １１は「分離装置」：１３は「タンク」：２１は「フロ
ート」；２３は「液体レベル」：２９は「排出弁」；２
５は「フラッパ」；４７は「弁体」：４９は「ガス入口
」：５１は「下室」：５３は「上室」；５５は「ガス出
口」；５７は「ガス通路」；５９は「作動器バルブ」；
６３は「上軸」：６７はｒ下軸」ニア１は「上開口」；
７９はｒ制御バルブ」：８３は「上軸」；８５は「下軸
」；８７は「偏圧部材」：９５は「上帝閉面」を示す。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）油・ガス分離装置用のフロートで作動されるパイ
   ロット弁にして、該分離装置が、その内部の液体レベル
   に反応してパイロット弁に偏圧力を及ぼすフロートと、
   該装置に組付けられた排出弁と、前記フロートによつて
   偏圧されるとき該装置から液体を排出させるパイロット
   弁とを含む型式であるものにおいて： イ、ガス入口と、該ガス入口と連通する下室と、上室と
   、ガス出口と、該上室と下室とガス出口とを連絡するガ
   ス通路とを有するパイロット弁体； ロ、前記上室内に収容され、上開口を通じて前記フロー
   トによつて接触され得る上軸と、前記ガス通路の一部分
   内に摺動自在に受けられた下軸とを有する作動器バルブ
   ； ハ、前記下室内に収容され、前記作動器バルブ下軸と接
   触している上軸と、下軸とを有する制御バルブであつて
   前記下室内への前記ガス通路の開口と密閉係合するよう
   にされた上密閉面を有するもの； 及び、 前記制御バルブの上密閉面を、前記ガス通 路の開口と接触する閉鎖位置に向かつて常時偏圧しそれ
   によつて前記ガス出口からのガスの流れを阻塞させる偏
   圧部材 を含む、フロートで作動されるパイロット弁。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載のフロートで作動され
   るパイロット弁において：前記弁体が前記上室と下室と
   ガス出口とを接続するＴ字形ガス通路を有し、前記作動
   器バルブの下軸と前記制御バルブの上軸が前記ガス通路
   の共通部分内に収容されている、フロートで作動される
   パイロット弁。
3. （３）特許請求の範囲第２項記載のフロートで作動され
   るパイロット弁において：前記作動器バルブが前記上室
   内への前記ガス通路の開口と密閉係合するようにされた
   下密閉面を有し、前記作動器バルブ下密閉面と前記制御
   バルブ上密閉面が、前記Ｔ字形ガス通路の一部分の反対
   各端に設けられている、フロートで作動されるパイロッ
   ト弁。
4. （４）特許請求の範囲第３項記載のフロートで作動され
   るパイロット弁において：さらに、前記作動器バルブ下
   密閉面と前記ガス通路開口との間において前記上室内に
   そして前記制御バルブ上密閉面と前記ガス通路開口との
   間において前記下室内に配設される弾性密閉部材を含む
   フロートで作動されるパイロット弁。
5. （５）特許請求の範囲第４項記載のフロートで作動され
   るパイロット弁において：前記作動器バルブの上軸に対
   する前記フロートの偏圧力が前記上室の密閉部材を圧縮
   し、且つ、前記下室の密閉部材を弛緩させ、それによつ
   て、ガスが前記下室から前記ガス通路を通つて前記ガス
   出口へ流れることを許される、フロートで作動されるパ
   イロット弁。
6. （６）油・ガス分離装置用のフロートで作動されるパイ
   ロット弁にして、該分離装置が、その内部の液体レベル
   に反応してパイロット弁に偏圧力を及ぼすフロートと、
   該装置に組付けられた排出弁と、前記フロートによつて
   偏圧されるとき該装置から液体を排出させるパイロット
   弁とを含む型式であるものにおいて： イ、ガス入口と、該ガス入口と連通する下室と、上開口
   を有する上室と、ガス出口と、該上室と該下室と該ガス
   出口とを連絡するＴ字形のガス通路とを有するパイロッ
   ト弁体； ロ、前記フロートと接触するように前記上開口から延び
   る上軸と、前記ガス通路の一部分内に摺動自在に受けら
   れた下軸とを有する、前記上室内に収容された作動器バ
   ルブであつて前記上室内への前記ガス通路の開口と密閉
   係合するようにされた下密閉面を有するもの；ハ、前記
   下室内に収容され、前記作動器バルブ下軸と接触してい
   る上軸と、下軸とを有する制御バルブであつて前記下室
   内への前記ガス通路の開口と密閉係合するようにされた
   上密閉面を有し、前記作動器バルブ下密閉面と前記制御
   バルブ上密閉面が前記Ｔ形状のガス通路の共通部分の反
   対各端に設けられているもの； 前記作動器バルブ下帯閉面と前記ガス通路 開口との間において前記上室内に、そして前記制御バル
   ブ上密閉面と前記ガス通路開口との間において前記下室
   内に配設された弾性密閉部材；及び ホ、前記共通ガス通路を通るガスの流れを阻塞するため
   前記密閉部材に向かつて前記制御バルブ上密閉面を常時
   偏圧するための偏圧部材を含む、フロートで作動される
   パイロット弁。
7. （７）特許請求の範囲第６項記載のフロートで作動され
   るパイロット弁において：前記密閉部材がＯリングであ
   る前記パイロット弁。
8. （８）特許請求の範囲第６項記載のフロートで作動され
   るパイロット弁において：前記偏圧部材が前記下室内に
   おいて制御バルブ下軸の周囲に受けられるコイルばねで
   ある前記パイロット弁。
9. （９）特許請求の範囲第６項記載のフロートで作動され
   るパイロット弁において：前記作動器バルブ下密閉面が
   前記制御バルブ上密閉面に比しより小さい相対横断面区
   域を有する前記パイロット弁。
10. （１０）特許請求の範囲第６項記載のフロートで作動さ
    れるパイロット弁において：前記作動器バルブの上軸に
    対する前記フロートの偏圧力が前記上室の密閉部材を圧
    縮し、且つ、前記下室の密閉部材を弛緩させ、それによ
    つて、ガスが前記下室から前記ガス通路を通つて前記ガ
    ス出口へ流れることを許される、フロートで作動される
    パイロット弁。