Золотниковый клапан для шгн (8 видео)

Содержание

научная статья по теме ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗОЛОТНИКОВЫХ КЛАПАНОВ В УЗЦН И ШГН Геофизика
Текст научной статьи на тему «ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗОЛОТНИКОВЫХ КЛАПАНОВ В УЗЦН И ШГН»
Норма-73. Клапан золотниковый для установок электроцентробежных нефтяных насосов
Преимущества клапанов «Норма-73»
Условия работы клапанов
Материал
Описание работы
Норма. Клапаны для штанговых глубинных насосов.
Клапаны обеспечивают:
Условия работы клапанов
Материал
Схема клапанов. Описание работы
💥 Видео

Видео:Гидрораспределитель, заклиневший золотникСкачать

научная статья по теме ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗОЛОТНИКОВЫХ КЛАПАНОВ В УЗЦН И ШГН Геофизика

Авторы работы:

Научный журнал:

Видео:Установка золотника распределителя Р-80Скачать

Текст научной статьи на тему «ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ ЗОЛОТНИКОВЫХ КЛАПАНОВ В УЗЦН И ШГН»

к.т.н., технический директор, ООО «РАМ» Е.В. РЫЖОВ, к.т.н., генеральный директор, ООО «РАМ» В.В. МОИСЕЕВ, председатель совета директоров, ООО «ПолимерРесурс»

инструмент и оборудование

эксплуатации золотниковых в УЭЦН и ШГН

OPERATING EXPERIENCE OF THE SLIDE VALVES IN ELECTRICAL CENTRIFUGAL AND ROD PUMPS

A. PONOMAREV, E. RIJOV, RAM, OOO, V. MOISEEV, PolymerResours, OOO

OOO RAM makes a lot of the high quality equipment: slide valves, pump units, bottom pumps, hydroreducers, valves for rod pumps etc., will carry out works on the diamond-claster covering of details.

В скважинных штанговых глубинных насосах основными узлами являются всасывающий и нагнетательный клапаны. От их состояния зависит эффективность работы насосной установки. В основном в выпускаемых насосах используются клапаны шаровой конструкции. Запорный элемент представляет собой классическую сферу, но технология изготовления шара имеет многоступенчатое исполнение. Износостойкость шаров достигается за счет применения специальных материалов и термообработки.

Работоспособность шарового клапанного узла низка, так как контактное касание происходит по линейному принципу. Сфера, вписанная в конус, представляет по линии касания круг. При линейной герметизации малейшее несовпадение с идеальными геометрическими формами приводит к появлению зазоров между контактирующими элементами. Через эти зазоры происходят утечки откачиваемой пластовой жидкости.

Надежность шарового клапана снижается под действием коррозии и при малейшем износе. Поскольку откачиваемая жидкость имеет высокую коррозионную активность, добиться надежной работы шарового клапанного узла практически невозможно. Поэтому отказы насоса из-за износа клапанов и износа плунжерной пары составляют 30% от общего количества отказов скважинного оборудования.

Попытки применения клапанной пары пробкового типа, разработанного в УГНТУ, не получили широкого распространения [1]. Аналогичные недостатки шарового обратного клапана, используемого в УЭЦН, приводят при временных остановках погружного электродвигателя к возникновению турбинного вращения насоса в обратном направлении. Поэтому повторный запуск «ПЭД» невозможен из-за перегрузки по току до полной его остановки.

При этом потеря производительности насосной установки в течение 2-х часов простоев по этой причине и сумма убытков сопоставимы со стоимостью

обратного клапана. Кроме того, невозможно достоверно определить герметичность колонны труб НКТ при опрес-совках.

Недостатки шаровых клапанов проявляются и при увеличении угла наклона скважины свыше 70% из-за невоз-

№ скважины, № куста Срок эксплуатации

3002/51 с 26.03.2007 — по настоящее время

2800/20 с 27.03.2007 — по настоящее время

3004/51 с 01.04.2007 — по настоящее время

1306/53 с 03.04.2007 — по настоящее время

340/32 с 28.04.2007 — по настоящее время

инструмент и оборудование

НГДУ № скважины Тип УЭЦН Срок эксплуатации

Альметьевскнефть 2430 5-50-1300/32 с 16.06.2007 — по настоящее время

Альметьевскнефть 20 211 5-80-1200/32 с 14.06.2007 — по настоящее время

Альметьевскнефть 20 260 5-50-1300/32 с 24.04.2007 — по настоящее время

Альметьевскнефть 3198 5А-160-1450/50 с 26.06.2007 — по настоящее время

Альметьевскнефть 8150 5-125-1300/45 с 03.07.2007 — по настоящее время

Елховнефть 609 5-50-1300/32 с 11.07.2007 — по настоящее время

можности посадки шара в седло, что приводит к одностороннему его износу.

Читайте также: Клапан egr duratec he

Учитывая изложенное, были разработаны клапаны золотникового типа взамен применяемых шаровых клапанов (патент на полезную модель №69186) как в ШГН, так и в УЭЦН, обладающие повышенной 2-ступенчатой герметизацией, высоким ресурсом за счет увеличения рабочей площади контактирующих пар и возможностью применения в скважинах с любым углом наклона, а также в горизонтальных скважи-

Рис. 1. Клапан золотниковый

нах благодаря наличию направляющего хвостовика.

Конструкция клапана (рис.1) включает седло 1 с отверстиями 15 для прохода пластовой жидкости и направляющим отверстием 14 для хвостовика 13, установленного в корпусе 2.

Золотник образован набором стальных колец 5, образующих запорную пару с внутренней поверхностью седла.

Кольца 5 подвижны в осевом и радиальном направлении и уплотнены с поверхностью корпуса 2 эластичными кольцами 6 круглого поперечного сечения, смещенных эксцентрично попарно относительно друг друга на угол 360°/п, (где п — число пар колец).

Эксцентричное смещение эластичных колец достигается за счет выполнения на поверхности корпуса 4-х кольцевых пазов с заданным эксцентриситетом (0,2^0,5 мм).

Для облегченного входа золотника с набором уплотнительных эксцентрично смещенных колец в седло на входе седла выполнена коническая фаска, соответствующая коническому бурту на корпусе 2. Таким образом, нулевой зазор в седле образуют упруго поджатые эластичными кольцами 6 стальные

кольца 5, которые исключают возможность поступления мехприме-сей в запорную пару за счет «бреющего» эффекта, а также осаждения солей и парафина на поверхности седла.

Причем нулевой зазор поддерживается и при износе стальных колец до размера, равного удвоенному эксцентриситету (2е). Наличие конической фаски на седле и конического бурта на корпусе золотника увеличивает герметичность запорной пары при контакте конических поверхностей в закрытом положении клапана.

Клапан золотникового типа обладает высокой ремонтопригодностью путем замены эластичных и стальных колец нового ремонтного размера, соответствующего размеру прошлифованного отверстия седла.

Золотниковые клапаны К03-73 (Норма) (рис. 2) прошли промысловые испытания с УЭЦН производительностью до 250м3/сут. с УЭЦН производительностью до 250 м3/сут. на 5-ти скважинах Игольско-Талового месторождения ОАО «Томскнефть» ВНК и подтвердили высокую герметичность при незапланированных остановках ПЭД, что подтверждено отсутствием «турбинного» вращения и набором герметичности колонны НКТ за 15 сек. после его остановки (табл. 1).

Аналогичные результаты получены при эксплуатации клапанов К03-73 (Норма) в НГДУ «Альметь-евскнефть» на 6-ти скважинах Ро-машкинского месторождения и НГДУ «Черемшаннефть» (табл. 2).

Готовность применения высокотехнологичных клапанов К0З-73 в УЭЦН подтверждена запросом и поставкой их 0А0 «Центрофорс» (20 шт.) и ЗАО «Новомет» в количестве 10 шт.

В ООО «РАМ» изготовлены и прошли эксплуатационные испытания клапаны золотниковые КЗН-44 (Норма-44) взамен шариковых на ШГН в НГДУ, «Нурлатнефть», НГДУ «Прикамнефть», НГДУ «Ямаш-нефть», ОАО «Татнефть» в количестве 16 шт.

Для проведения анализа эффективности работы золотниковых клапанов была взята информация из КИС АРМИТС по ремонтам сква-

инструмент и оборудование

Рис. 2. Клапан КОЗ 73 (Норма)

жины, промывкам и простоям за период 1998 — 2008 гг.

Анализ по скважинам №3174, 1016, 608М в НГДУ «Прикамнефть» показал рост МРП. Промывки скважин не было ни до, ни после внедрения золотниковых клапанов. Простоев после внедрения и эксплуатации свыше 254 суток не было. Скважины работают в тяжелых условиях: динамический уровень на приеме насоса. Коэффициент

очень вязкая нефть, но, несмотря на это, ШГН работоспособен и можно утверждать, что золотниковые

клапаны обладают высокой пропускной способностью на вязкой нефти, а также быстрее срабатывают на закрытие, так как вес золотника на 25% больше веса шарика.

В НГДУ «Нурлатнефть» после замены шариковых клапанов на золотниковые отмечено увеличение подачи в период с 05.06.07 по 30.01.08 в среднем на 15%, на скважинах №1390, 3014, 5891, 176, 9200 и 98, что соответствует стоимости дополнительно добытой нефти на сумму около 500 000 $/год.

Читайте также: Клапан обратный faf 2350 ду80

По результатам промысловых испытаний золотниковых клапанов заводы-производители штанговых насосов ЗАО «ЭЛКАМ-нефтемаш», ЗАО «Пермская компания нефтяного машиностроения», ОАО «Ижнеф-темаш» одобрили применение данных клапанов в выпускаемых ими насосах.

Для изготовления клапана не требуется дефицитного твердого сплава, а упрочнение поверхности седла и колец обеспечивается цементацией, азотированием, борировани-ем и др. методами.

ООО «РАМ» готово поставлять золотниковые клапаны по запросу потребителей.

Производство клапанов может быть организовано на любом машиностроительном предприятии по лицензионному соглашению, заключенному с патентообладателями.

Клапаны золотниковые имеют сертификат соответствия по ТУ 3665-002-74636481-2007 и соответствуют требованиям нормативных документов: ГОСТ 51896-2002 р.р.

6-8, ГОСТ 12.2.136-98, ГОСТ 12.2.003-91.

Помимо описанных золотниковых клапанов ООО «РАМ» производит следующее оборудование:

1. Агрегат насосный электрогид-роприводный диафрагменный АНД-400 (для перекачки нефти и нефтепродуктов) производительностью 5 — 16 м3/час. с напором до 2,5 МПа.

2. Насос погружной электрогид-роприводной диафрагменный (ЭГПДН) для добычи нефти из ма-лодебитных скважин и добычи высоковязкой нефти. Насосный агрегат имеет низкое энергопотребление по сравнению с ШГН со станком-качалкой — примерно 6 кВт на 1 тонну пластовой жидкости, поднятой с глубины 3000 м, и как следствие — высокий коэффициент полезного действия > 60% во всем диапазоне подач.

3. Гидроредуктор винтового насоса с погружным электродвигателем для добычи вязкой нефти.

4. Гидрозащита ПЭД поршневого типа на подшипниках качения.

5. Серия золотниковых клапанов для штанговых насосов различных диаметров повышенной герметичности и ресурса.

ООО «РАМ» также проводит работы по алмазно-кластерному покрытию деталей, например, деталей клапанов, роторов винтового насоса, деталей гидромотора.

Данный вид покрытия обеспечивает высокую износостойкость, что в 4 — 6 раз выше по сравнению с обычным твердым хромированием, и имеет более высокую (в 2 — 2,5 раза выше) коррозионную стойкость.

Литература 1. М.Л. Галимуллин. Разработка технических средств повышения работоспособности скважинных плунжерных насосов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. // Уфа / УФГТУ. 2004. С. 13 — 21.

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Видео:Как работает штанговый насосСкачать

Норма-73. Клапан золотниковый для установок электроцентробежных нефтяных насосов

Компанией «РАМ» внедрены в нефтедобывающую отрасль инновационные золотниковые обратные клапаны «Норма-73» для установок электроцентробежных нефтяных насосов. Клапаны изготовлены с использованием передовой технологии алмазно-кластерного покрытия.

Клапаны «Норма-73» предназначены для надежного удержания пластовой жидкости в колонне насосно-компрессорных труб, предотвращения обратного «турбинного вращения» вала двигателя насоса при его остановках, облегчения повторного запуска насосного агрегата.

Преимущества клапанов «Норма-73»

Клапаны «Норма-73» герметичны весь срок службы. Это, в том числе, позволяет уменьшить время возобновления подачи насоса после остановки до 2 часов против 48.

Проходное сечение клапана «Норма-73» увеличено в 1,4 раза (11,8 см 2 против 8,4 см 2 ), что позволяет их устанавливать на насосы с производительностью до 350 м 3 /сут.

Весомым фактором конкурентного преимущества клапанов серии «Норма» служит также их повышенная износокоррозийная стойкость вследствие покрытия основных частей, находящихся под нагрузкой, нано-алмазным хромом. Увеличение износостойкости рабочих поверхностей клапана превышает в 5,7 раза аналоги обычного твердого хромирования при толщине слоя в 1,8 раза меньшей.

Условия работы клапанов

Клапан предназначен для работы в среде пластовой жидкости (смесь нефти, попутной воды и газа), имеющей следующие параметры:

смесь нефти, попутной воды, нефтяного газа и т. д;
максимальная плотность жидкости — 1400 кг/м 3 ;
максимальная кинематическая вязкость однофазной жидкости, при которой обеспечивается работа клапана без изменения напора — 1 мм 2 /с;
водородный показатель попутной воды базовой конструкции — от 4,2 до 8,0 рН;
максимальная массовая концентрация взвешенных частиц (КВЧ) — 2,5 г/л;
микротвердость частиц — не более 7 баллов по Моосу;
максимальное содержание попутной воды — 99 %;
максимальная концентрация сероводорода — 6 %;
температура откачиваемой жидкости не более +150 °С.

Читайте также: Kia rio стучат клапана

Материал

Корпус клапана изготовлении из стали 40Х, рабочие органы из стали 40Х13 (ГОСТ 9.005-72). Трущиеся пары покрыты наноалмазным хромовым покрытием толщиной 24 микрона.

Описание работы

Принцип работы основан на перемещении золотника. Открытие клапана происходит на полный ход золотника, чем обеспечивается максимальная подача пластовой жидкости.

При остановке работы ЭЦН золотник плавно садится в седло, клапан «Норма 73М» закрывается и обеспечивает высокую герметичность, благодаря наличию двух контуров герметизации.

Первый контур герметизации — лабиринтное уплотнение образуют смещенные и подпружиненные уплотнительные кольца, совместно с внутренней цилиндрической поверхностью седла клапана.

Второй контур — посадка конус-конус золотника в седло.

Видео:Уплотнения на золотниках распределителя bosch rexroth TerexСкачать

Норма. Клапаны для штанговых глубинных насосов.

Инновационные золотниковые клапаны модели «Норма» предназначены для установок электроцентробежных (УЭЦН) и штанговых глубинных (ШГН) нефтяных насосов. Отличительной особенностью изготавливаемых ООО «РАМ» клапанов является запатентованная конструкция клапанов золотникового типа, на основные элементы которых нанесено алмазно-кластерное покрытие с нанокристаллической структурой.

В настоящее время клапаны «Норма» установлены в более чем в 100 механизированных скважинах на месторождениях ОАО «НК «Роснефть», «НК «Лукойл», ОАО «ТНК-ВР», ОАО «Татнефть», ОАО «Башнефть» и др. Технология наноалмазного хромирования и конструкторские новации клапанов позволяют гарантированно повысить надежность насосного оборудования, снизить энергозатраты, увеличить сроки межремонтного периода и объемы добычи, особенно в условиях вязкой и обводненной нефти, на наклонно-направленных и малодебитных скважинах.

Клапаны обеспечивают:

возможность использования с насосами, изготовленными по стандарту API 11AX;
возможность использования в наклонных и горизонтальных скважинах;
возможность использования для перекачки высоковязких жидкостей;
высокую степень надежности за счет двух контуров герметизации;
высокую коррозионную стойкость за счет применения соответствующих материалов;
высокую износостойкость за счет применения алмазно-кластерного хромирования трущихся поверхностей клапана;
возможность быстрой замены любого вышедшего из строя элемента клапана.

Условия работы клапанов

Смесь нефти, попутной воды, нефтяного газа и т.д.
Максимальная плотность жидкости — 1400 кг/м 3
Максимальная кинематическая вязкость однофазной жидкости, при которой обеспечивается работа клапана без изменения напора — 30 мм 2 /с
Водородный показатель попутной воды: базовой конструкции — рН от 4,4 до 9,0
Максимальная массовая концентрация взвешенных частиц (КВЧ) — 2500 мг/л
Микротвердость частиц — не более 7 баллов по Моосу;
Максимальное содержание попутной воды — 99
Максимальная концентрация сероводорода — 6 %
Температура откачиваемой жидкости не более +150 °С

Материал

Корпус и рабочие органы клапана изготовлены из стали 40Х13. Трущиеся пары покрыты наноалмазным хромовым покрытием толщиной 24 микрона.

Схема клапанов. Описание работы

Клапаны «НОРМА» вкручиваются по резьбе в корпуса соответствующих шариковых клапанов и далее по штатной технологии устанавливаются в насос.

Ход золотника ограничивается конструкцией корпуса шарикового клапана.

Первый контур герметизации — лабиринтное уплотнение — образуют смещенные и подпружиненные уплотнительные кольца, совместно с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса клапана. Второй контур герметизации — посадка конус-конус золотника в седло корпуса.

Под воздействием давления со стороны штока золотник выходит из корпуса, упирается в конструкцию корпуса шарикового клапана, тем самым обеспечивает необходимое проходное сечение для пластовой жидкости. При начале обратного тока жидкости золотник мягко садится в седло корпуса.