Клапан К2А — хороший пример классического клапана тарельчатого типа, который используется в буровых и других насосных агрегатах высокого давления. Именно давление является главным условием экономической целесообразности использования таких моделей, поскольку это один из наиболее прочных и надежных вариантов на данный момент.
К тому же клапаны этой конструкции довольно универсальны: их можно использовать в насосах, перекачивающих не только воду и другие однородные рабочие среды и составы, но и более сложные среды с содержанием твердых частиц (например, глины или песка).
Видео:Нет давления из скважины #вечныетрубы #буднисантехника #сантехникСкачать
Из чего состоит
Любой клапан служит для одной и той же цели: перекрывать и разобщать по требованию различные объемы и части механизма. В случае с буровыми насосами клапаны размещаются на местах соединения рабочей камеры цилиндра с двумя трубопроводами: всасывающим и напорным.
Сам клапан состоит из следующих частей:
- Тарель. Подвижная часть, которая дает и перекрывает доступ среде.
- Уплотнительное кольцо. Закрывает и герметизирует стык между тарелью и стенкой в закрытом состоянии.
- Шайба нажимная. Прижимает уплотнительное кольцо к тарели, обеспечивая ее полное примыкание.
- Шайба замковая. Фиксирует нажимную шайбу и соединяет весь клапан в единую деталь.
Клапан при монтаже комплектуется также седлом и специальной пружиной. Все вместе они создают узел, который впускает и выпускает рабочую среду в цилиндр и выполняет роль главного регулятора непрерывности напора и безопасности всей конструкции.
Видео:НИКОГДА НЕ ПОКУПАЙ обратный клапан НЕ ПОСМОТРЕВ ЭТО ВИДЕОСкачать
Как работает
Открывание клапана происходит при движении поршня на открытие полости цилиндра. Тарель сдвигается в сторону полости, подталкиваемая потоком среды, и открывает для нее просвет.
Жидкость из всасывающего трубопровода наполняет цилиндр.
Когда поршень начинает обратное движение, тарель под собственным весом и при помощи пружины возвращается в исходное положение, просвет перекрывается, поступление среды в цилиндр прекращается. Одновременно перекрывается и выход среды обратно во всасывающий трубопровод.
За счет давления, которое создается внутри цилиндра, потоком открывается другой клапан, установленный зеркально на выходе в напорный трубопровод. Жидкость устремляется из цилиндра в него. Когда поршень выталкивает весь объем, этот клапан так же закрывается под своим весом и с помощью пружины, а затем цикл повторяется.
Попеременная работа клапанов, таким образом, обеспечивает безопасную перекачку среды от источника к месту назначения. А за счет того, что в насосном агрегате таких цилиндров несколько, и работают они со сдвигом фаз, обеспечивается непрерывность и равномерность подачи, нужный напор.
Видео:Обратный клапан для воды – как работает и где устанавливаетсяСкачать
Как выбрать
Тарельчатые клапаны производятся нашим предприятием под конкретные модели насосов, но могут быть использованы и на схожих агрегатах, особенно из тех же линеек, но другой мощности.
Важными конструктивными особенностями являются:
- Габаритные размеры и посадочные места. Клапан должен идеально подходить по размеру и герметично, без зазоров и провисаний устанавливаться по месту.
- Мощность насоса. Хотя большинство клапанов и производятся с большим запасом по прочности, все же рекомендуем уточнить этот момент во избежание возможных аварийных ситуаций.
- Тип перекачиваемой среды. Иногда насосы используются в областях, где требуется перекачивать не просто жидкие, но содержащие твердые фазы составы. В этом случае очень важно, чтобы просвет клапана был больше максимальной фракции этих твердых частиц. В противном случае есть опасность поломки или неэффективной работы. То же самое касается и химически агрессивных сред: различные составы могут по-разному реагировать с металлом и резиновыми деталями.
Видео:Зачем нужен обратный клапан на воду / Срок службы и как часто меняется обратный клапанСкачать
ОБРАТНЫЕ КЛАПАНЫ ДЛЯ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ
Обратные клапаны для бурильных предназначены для предотвращения газонефтеводопроявления пластов через бурильные трубы в процессе бурения. При бурении скважины клапаны, установленные в колонне бурильных труб под нижним переводником ведущей трубы, работают в среде бурового промывочного раствора.
Серийное производство обратных клапанов для бурильных колонн осуществляется по ОСТ 39-096 — 79, в соответствии с которым предусмотрено изготовление 10 типоразмеров клапанов, включающих: тип 1 — клапаны тарельчатые — КОБ Т (рис. 12.9, а), тип 2 — клапаны конусные с резиновыми уплотнениями — КОБ (рис. 12.9, б).
Клапаны могут изготовляться с правыми или левыми замковыми резьбами. Условное обозначение клапана: КОБ — клапан обратный бурильный; Т — тарельчатый тип; двух- или трехзначное число — наружный диаметр лапана; двух- или трехзначное число с буквой 3 — условное обозначение замковой резьбы по ГОСТ 5286 — 75, а в случае левой резьбы к обозначению замковой резьбы добавляется буква Л.
Читайте также: Регулировка клапанов питбайк 140 кайо
Примеры условного обозначения клапанов в технической документации или при заказе: клапана с наружным диаметром 108 мм тарельчатого типа — КОБ Т 108-3-88 ОСТ 39-096 — 79; клапана с наружным диаметром 178 мм конусного типа с резиновым уплотнением — КОБ 178-3-147 ОСТ 39-096-79.
Рабочее давление, выдерживаемое при запирании, для клапанов тарельчатого типа диаметрами 80 — 133 мм — 15 МПа, а для конусных клапанов с резиновыми уплотнениями диаметрами 146 — 203 мм — 35 МПа. Максимальная температура рабочей среды при эксплуатации клапанов — не более 100 °С.
Рис. 12.9. Клапан обратный для бурильных труб
Корпус клапана изготовляют из хромо-никелевой стали марки 40ХН по ГОСТ 4543 — 71 с механическими характеристиками (после термообработки), аналогичными переводникам для бурильных колонн.
Технические требования к конструкции клапана, правила приемки, методы контроля, а также требования по маркировке, упаковке, транспортированию и хранению приведены в ОСТ 39-096-79.
Видео:Растёт давление! Клапан виноват?Скачать
Клапан для ведущей бурильной трубы
Владельцы патента RU 2678249:
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть применено для устранения розлива бурового раствора на рабочую площадку при наращивании бурильных труб. Клапан включает цилиндрический корпус, с резьбовыми соединениями ниппельного и муфтового исполнения, с размещенными во внутренней полости клапана, со штоком, упругий элемент, размещенный в кольцевой полости, седло, для взаимодействия с клапаном. Запорный орган-клапан выполнен конусообразной формы, с заплечиками конической формы для посадки на опорный конический торец цилиндрической втулки, которая совмещена в нижней части с фонарем, обеспечивающим соосное размещение во внутренней части корпуса и прохода промывочного бурового раствора через окна фонаря, шток является продолжением запорного органа-клапана, на котором в его нижней части установлены уплотнительные манжеты, шток размещен в цилиндре во внутренней расточке которого, в верхней части, установлены уплотнительные манжеты, а в нижней части цилиндра выполнены радиальные сквозные отверстия, с наружной стороны цилиндра, соосно с его радиальными отверстиями, выполнены конусообразные лунки, для взаимодействия с коническими торцами резьбовых вкладышей, снабженных продольными осевыми отверстиями, резьбовые вкладыши ввинчены с внешней стороны корпуса, в котором, в плоскости размещения радиальных отверстий в цилиндре, выполнены радиальные отверстия с резьбой, цилиндр, в нижней части, через конусообразный фонарь с окнами соединен с центрирующим кольцом, опирающимся на бурт во внутренней полости корпуса клапана. Технический результат заключается в обеспечении повышенного ресурса клапана. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Предлагаемые техническое решение относится к нефтяной промышленности, а именно к бурению нефтяных и газовых скважин и направлено на предупреждение розлива бурового раствора на рабочую площадку в процессе наращивания бурильных труб при проводке скважин в различных климатических зонах.
В практике буровых работ процесс углубления забоя скважин осуществляют при периодическом наращивании бурильных труб после погружения ведущей буровой трубы в основание ротора буровой установки. После этого ведущую бурильную трубу (квадрат) и вертлюг талевой системой поднимают на 13-15 м над ротором, буровой насос, обеспечивающий циркуляцию в скважине, останавливают, и избыточное давление из системы нагнетания бурового раствора снижают (сбрасывают) в дренаж. Далее развинчивают (отсоединяют) ведущую трубу по замковому резьбовому соединению от компоновки бурильных труб, участвующих в проводке скважины. При отсоединении ведущей трубы от бурильных труб из наземной нагнетательной линии, включающей манифольд, вертлюг и бронированный шланг, под действием гидростатического давления столба бурового раствора, из ведущей трубы выплескивается с «сифоном» порция бурового раствора (70…100 литров). При этом происходит загрязнение рабочей площадки вокруг устья скважины, а в зимнее время приводит к оледенению устьевого оборудования.
Известно устройство, защищенное патентом RU №2470138 «Коллектор для бурового раствора», предназначенное для сбора бурового раствора при отсоединении труб при строительстве скважины. При этом резьбовое соединение труб охватывается боковыми частями коллектора, в которых размещен пористый материал. Громоздкость коллектора и необходимость его присоединения к резьбовому соединению труб замедляет работу по проведению операции по наращиванию трубы и снижает производительность буровых работ.
Читайте также: Заглушка блока двигателя приора 16 клапанов
Известно устройство для предотвращения утечек бурового раствора из ведущей буровой трубы по авторскому свидетельству СССР №592952, 1975 г., в котором, в процессе свинчивания и развинчивания резьбовых соединений необходимо дополнительно устанавливать толкатель, который при эксплуатации требует регулярной очистке и замене.
Наиболее близкое по конструктивному и функциональному исполнению выявлено техническое решение «Обратный клапан для бурильной колонны», защищенное патентом РФ №2107805 Е21Б 34/06, 1998 г, принятое за прототип. Прототип представляет собой цилиндрический корпус, состоящий из ниппеля и переводника, соединенных между собой с помощью резьбы, составное седло с упруго-эластичной втулкой, тарельчатое седло, установленное на стержне с продольными ребрами, пружину, размещенную в кольцевом пространстве между корпусом и втулкой. В хвостовой части штока размещена обечайка, которая имеет цилиндрический кольцевой выступ с размещенными в ней защелками, а в корпусе выполнена кольцевая проточка для взаимодействия с защелками.
Недостатком прототипа является недостаточная его работоспособность в среде бурового раствора с твердыми механическими примесями, сложное конструктивное исполнение защелок и эрозионное разрушение (размыв) уплотняющих поверхностей седла и тарелки клапана буровым раствором.
Цель изобретения — повышение надежности работы клапана и эффективности предупреждения розлива бурового раствора из ведущей бурильной трубы, загрязняющего рабочую площадку при работе в различных климатических зонах ведения буровых работ.
Указанная цель достигается тем, что запорный орган-клапана выполнен в виде конуса и цилиндрическим штоком с уплотнительными элементами. Седло клапана из износостойкого материала размещено в верхней части корпуса устройства. Шток, с возможностью продольного осевого перемещения, расположен в цилиндре, составляющего верхнюю часть фонаря, который, в свою очередь, установлен соосно в корпусе устройства. Корпус фонаря в нижней своей части снабжен окнами для прохода бурового раствора и опорным кольцом, обеспечивающим соосное и неподвижное расположение фонаря в корпусе клапанного устройства. Нижняя часть цилиндра, расположенная под штоком, имеет полость, которая снабжена радиальными каналами, не менее 3-х, а внешняя часть цилиндрических каналов коническими лунками. Упругий элемент — пружина с внешней стороны защищен перфорированным патрубком, закрепленным с помощью резьбы на цилиндре. На внешней поверхности корпуса устройства образованы радиальные сквозные отверстия, оснащенные резьбой, в которые ввинчены резьбовые вкладыши с внутренними отверстиями для сообщения полости цилиндра с внешней средой. Резьбовые вкладыши в головной части снабжены наружными конусами, конгруэнтность которых отвечает лункам, выполненным на внешней стороне цилиндра. В верхней внутренней части цилиндра, в кольцевых расточках, установлены уплотнительные кольца. Поверхность конусного клапана, обращенная в сторону набегающего потока промывочного раствора, облицована износостойким материалом. На обратной стороне запорного органа клапана и на торцовой поверхности цилиндра выполнены конические посадочные поверхности [1], смыкающиеся, при крайнем нижнем положении запорного клапана, без зазора, что исключает автоколебательные процессы запорного клапана.
Сущность предлагаемого клапана для предупреждения розлива бурового раствора из ведущей трубы при бурении скважин поясняется на чертежах.
На фиг. 1 изображен предлагаемый клапан для ведущей бурильной трубы в исходном (закрытом) состоянии; на фиг. 2 изображен фрагмент клапана, находящегося в режиме нагнетания бурового раствора в скважину; на фиг. 3 показано сечение клапана по резьбовым вкладышам; на фиг. 4 показано сечение клапана в плоскости А-А, дающее представление о наличие «окон» для прохода бурового раствора;
Клапан для ведущей бурильной трубы с функцией устройства предупреждающего розлив бурового раствора при бурении скважин (фиг. 1) включает корпус 1, с внутренней 2 и наружной 3 резьбой. Во внутренней полости корпуса 1 и соосно с ним размещен фонарь 4, который в верхней части имеет цилиндр 5, с размещенными в кольцевых канавках цилиндра 5 уплотнительными кольцами 6, и шток 7. В нижней части штока 7 размещено уплотнительное кольцо 8. Шток 7 в верхней части снабжен запорным элементом — головкой клапана 9 конусообразной «обтекаемой» формы, который вступает в контакт с седлом 10 под действием упругого элемента (пружины) 11. Пружина 11, от прямого воздействия бурового раствора, защищена втулкой 12, на которой предусмотрены промывочные отверстия 13. Фонарь 4 в нижней части заканчивается цилиндрическим кольцом 14, которое в собранном состоянии опирается в бурт корпуса 1, а в нижней части цилиндра 5 выполнены проникающие во внутреннюю его часть радиальные отверстия 15 (не менее 3-х). С внешней стороны цилиндра 5 радиальные отверстия 15 расширены конической расточкой — лункой 16. В корпусе 1, в плоскости размещения радиальных каналов 15 на цилиндре 5, образованы сквозные радиальные отверстия, снабженные резьбой, в которые ввинчены вкладыши 17, с коническими головными частями на них, до упора с коническими лунками 16 на цилиндре 5. Наружная поверхность 18 головки клапана 9 облицована износостойким материалом, например, хромом. В верхней части цилиндра 5 предусмотрена коническая посадочная поверхность 19, конгруэнтная с предусмотренной для этих целей посадочной поверхностью 20 на шейке головки клапана 9. Конусность посадочных поверхностей 19 и 20 принимается в пределах 30°-60°.
Читайте также: Замена датчика уровня топлива ваз 2110 8 клапанов инжектор
Устройство для предупреждения розлива бурового раствора из ведущей трубы при бурении скважин (клапан) работает следующим образом.
Процесс углубления скважины продолжают после наращивания очередной бурильной трубы и соединения ее с ведущей бурильной трубой, предварительно оснащенной предлагаемым устройством (фиг. 1). С помощью резьбы 2 клапан соединяют с ответной резьбой (ниппелем) ведущей бурильной трубы, а ниппельную часть 3 корпуса клапана присоединяют к бурильной трубе, спущенной в скважину. После включения насоса в работу и увеличения давления в манифольдной линии и в полости ведущей бурильной трубы, головка конического клапана 9, вместе со штоком 7, от действия перепада давления на штоке 7 и внешним давлением за корпусом 1 устройства, смещается вниз. Это смещение происходит до упора конических поверхностей на заплечиках 20 головки клапана 9 с конической поверхностью 19 цилиндра 5. В таком «устойчивом» состоянии (фиг. 2), с максимально открытым внутренним диаметром d2 у седла 10 проходит бурение (углубление) и промывка ствола скважины. При этом подвижные элементы устройства: шток 7, головка клапана 9, и упругий элемент 11 лишены возможности относительного перемещения и не вызывают негативных автоколебательных процессов, а покрытие наружной поверхности головки клапана 9 и седла 10 износостойким материалом противостоит эрозионному разрушению устройства и обеспечивают длительную работу клапана. При развинчивании резьбового соединения 3 (в процессе наращивание очередной бурильной трубы) головка клапана 9, под действием упругого элемента (пружины) 11, прижата к седлу 10, с усилием, превышающем гидростатическую нагрузку от столба бурового раствора в ведущей буровой трубе, предупреждая при этом излив и загрязнение рабочей буровой площадки.
Используя в процессе конструирования такие параметры буровой промывочной жидкости и скважины, как: рабочее (Рр) и гидростатическое давление (Рг) в манифольдной линии, габаритные размеры клапана (Dн), можно расчетным путем подобрать оптимальные размеры наружного диаметра (d1) штока 7, внутреннего диаметра (d2) седла 10, а также параметры жесткости для упругого элемента (пружины) 11.
1. ГОСТ 8593-81. Нормальные конусности и углы конусов.
1. Клапан для ведущей бурильной трубы, включающий цилиндрический корпус, с резьбовыми соединениями ниппельного и муфтового исполнения, с размещенными во внутренней полости клапана, со штоком, упругий элемент, размещенный в кольцевой полости, седло, для взаимодействия с клапаном, отличающийся тем, что запорный орган-клапан выполнен конусообразной формы, с заплечиками конической формы для посадки на опорный конический торец цилиндрической втулки, которая совмещена в нижней части с фонарем, обеспечивающим соосное размещение во внутренней части корпуса и прохода промывочного бурового раствора через окна фонаря, шток является продолжением запорного органа-клапана, на котором в его нижней части установлены уплотнительные манжеты, шток размещен в цилиндре во внутренней расточке которого, в верхней части, установлены уплотнительные манжеты, а в нижней части цилиндра выполнены радиальные сквозные отверстия, с наружной стороны цилиндра, соосно с его радиальными отверстиями, выполнены конусообразные лунки, для взаимодействия с коническими торцами резьбовых вкладышей, снабженных продольными осевыми отверстиями, резьбовые вкладыши ввинчены с внешней стороны корпуса, в котором, в плоскости размещения радиальных отверстий в цилиндре, выполнены радиальные отверстия с резьбой, цилиндр, в нижней части, через конусообразный фонарь с окнами, соединен с центрирующим кольцом, опирающимся на бурт во внутренней полости корпуса клапана.
2. Клапан по п.1, отличающийся тем, что заплечики запорного органа-клапана и конического торца цилиндрической втулки выполнены под углом конусности от 30° до 60°, а наружная поверхность запорного конусообразного клапана снабжена покрытием из износостойкого материала.
🎬 Видео
Обратный клапан скважинного насосаСкачать
обратный клапан для скважины.Скачать
💧 РЕГУЛИРОВКА предохранительного/обратного клапана давления бойлера (водонагревателя). Зачем болтик.Скачать
Обратный клапан в скважине. Так куда его же ставить?Скачать
Видео обнаружения давления обратного клапанаСкачать
вытяжка на кухне с обратным клапаномСкачать
Испытание обратного клапана для канализацииСкачать
Обратный клапан💪 #сантехника #полезно #лайфхаки #водаСкачать
Монтаж обратного клапана ,вентилятора. #вентиляторванной #санузелподключСкачать
Неисправность обратного клапана.Скачать
Обратный клапан в системе водоснабженияСкачать
Предохранительный клапан. Устройство и принцип работыСкачать
ОБРАТНЫЙ КЛАПАН НЕ ДЕРЖИТ , РЕМОНТ ЗА 5 МИНУТСкачать
Как старый обратный клапан вредит вашему водопроводуСкачать
Замена обратного клапана ,Отзыв (Не держит давление и насос включается часто - одна из причин тут)Скачать