11 Думлер_Е_Б_«Техника_и_технология_добычи_и_подготовки_нефти_и_газа__Разд. 11 Думлер_Е_Б_«Техника_и_технология_добычи_и_подготовки_нефти_и_. Е. Б. Думлер Техника и технология добычи и подготовки нефти и газа Разделы Оборудование эксплуатационной скважины, Оборудование устьевой, стволовой и фильтровой зон скважин, Оборудование для эксплуатации скважин фонтанными газлифтным способом Практикум
 Скачать 1.15 Mb.
|
|
2 часа Задание на практическую работу 1. По плакатам изучить конструкцию задвижек, обратить внимание на конструктивное исполнение отдельных узлов и элементов. 2. В отчете описать классификацию, конструкцию запорных устройств и назначение узлов обозначенных позициями на чертеже. Электронная библиотека Для перекрытия потоков в трубопроводах с небольшими условными проходами (до 250 мм) и высокими перепадами давлений до 105 МПа применяют клапаны. Изготовление клапанов экономически целесообразно, так каких габаритные размеры, масса и стоимость при малых условных диаметрах ниже, чему аналогичных задвижек. К клапанам относят запорную арматуру с поступательным перемещением затвора в направлении, параллельном потоку транспортируемой среды. Затвор перемещается, как правило, при помощи системы винт - ходовая гайка. Клапаны применяют для перекрывания потоков газообразных или жидких сред в трубопроводах с диаметрами условных проходов до 300 мм (а в некоторых случаях и до 400 мм) при рабочих давлениях до 250 МПа и температурах сред от -200 до +450 С. Иногда, в отличие от задвижек и кранов, на базе клапанов достаточно просто могут быть созданы дросселирующие устройства с любой расходной характеристикой. Классификация запорных клапанов Клапаны имеют большое число конструктивных разновидностей. В зависимости от назначения клапаны подразделяют на запорные, регулирующие, предохранительные, перепускные, обратные, отключающие, отсечные, кольцевые, электромагнитные. Также клапаны могут быть односедельными и двухседельными, последние применяются обычно только как распределительные и регулирующие. 1. По назначению клапаны классифицируются на - запорные – для перекрытия движения среды - запорно-регулирующие – для перекрытия и регулирования потока среды - регулирующие (дроссели) – для регулирования параметров потока и др. 2. По виду затвора клапаны делятся на - пробковые (риса (используются в запорных клапанах - тарельчатые (рис.8.1б) (применяются в запорных и регулирующих устройствах - игольчатые (рис. в) (используются в регулирующих клапанах – дросселях. Электронная библиотека а б вас пробковым затвором, б – с тарельчатым затвором, в – с игольчатым затвором Рисунок 8.1. – Разновидности затворов клапанов 3. По конструкции корпуса - угловые – клапаны (риса, присоединительные патрубки которых соосны или взаимно параллельны - полнопроходные клапаны (рис. б, у которых площадь сечения проточной части равна или больше площади отверстия входного патрубка - прямоточные – клапаны (рис.8.2в), в которых угол наклона оси шпинделя относительно оси корпуса составляет 35 0 - 45 0 , с целью уменьшения гидравлических сопротивлений потоку среды - проходные – клапаны (рис.8.2г), в которых оси входного патрубка и выходного патрубка расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях. а б в га угловой, б – полнопроходной, в – прямоточный, г – проходной Рисунок 8.2. – Разновидности корпусов клапанов Электронная библиотека. по способу герметизации подвижного соединения шпинделя с крышкой и защиты сего от воздействия давления среды можно разделить на сальниковые риса, резьбовые (рис.8.3б), торцовые (рис.8.3в) и сильфонные (рис.8.3г). а б в гас сальниковым уплотнением, б – с резьбовым уплотнением, в – с торцовым уплотнением, гс сильфонным уплотнением Рисунок 8.3. – Способы герметизации сальникового узла в клапанах Благодаря наличию сильфона в пределах срока его службы исключаются какие бы тони было протечки между шпинделем и крышкой. Сильфонные конструкции используются только в случае технической необходимости, так как срок службы сильфона ограничена замена сильфона представляет собой сложную операцию. В клапанах затвор, перекрывающий проходное отверстие в седле, обычно соединяется со шпинделем шарнирно, стем чтобы затвор мог Электронная библиотека самоустанавливаться по плоскости седла и плоскость уплотнительных колец затвора совпадала с седлом. Классификация регулирующих клапанов Регулирующие клапаны могут быть односедельными и двухседельными. Наиболее часто применяются двухседельные регулирующие клапаны. Односедельные клапаны применяются лишь когда площадь плунжера невелика или требуется надежная герметичность клапана в закрытом положении. Недостатком односедельных клапанов является неуравновешенность плунжера, которая при больших диаметрах седла создает большие продольные перестановочные) усилия на плунжере. Затвор клапана регулирующего (иногда его называют плунжером) по конструктивному исполнению может быть стержневым (игольчатым, полым юбочным, сегментным, тарельчатыми поршневым (клеточным. По сравнению с другими видами запорной арматуры клапаны имеют следующие преимущества 1. возможность работы при высоких перепадах давлений на золотнике и при больших величинах рабочих давлений 2. простота конструкции, обслуживания и ремонта в условиях эксплуатации меньший ход золотника (по сравнению с задвижками, необходимый для полного перекрытия прохода (обычно 0,25Dy); 3. относительно небольшие габаритные размеры и масса 4. применение при высоких и сверхнизких температурах рабочей среды герметичность перекрытия прохода использование в качестве регулирующего органа 5. установка на трубопроводе в любом положении (вертикальном или горизонтальном 6. исключение возможности возникновения гидравлического удара. К недостаткам, общим для всех конструкций клапанов, относятся 1. уплотнительный элемент постоянно испытывает нагрузку от давления среды Электронная библиотека. высокое гидравлическое сопротивление (по сравнению с задвижками, дисковыми затворами и кранами 3. невозможность применения на потоках сильно загрязненных среда также на средах с высокой вязкостью 4. большая строительная длина (по сравнению с задвижками и дисковыми затворами 5. подача среды только водном направлении, определяемом конструкцией клапана. Если сравнивать клапаны с другими видами запорной арматуры задвижками, дисковыми затворами, кранами, применяемыми для перекрытия потоков сред в трубопроводах с диаметрами условных проходов 250 мм и более, то они имеют большие массу, габаритные размеры и, следовательно, большую стоимость. Конструкция клапана Клапан (рис) состоит из корпуса 1, в котором смонтирован узел затвора, верхней крышки 5 с сальниковым устройством 6 и шпинделя 4. Внутренние поверхности корпуса 1 и верхней крышки 5 образуют рабочую полость клапана. Корпус клапана, представляющий собой литую конструкцию, симметричную относительно продольной плоскости, снабжен двумя соосными патрубками, имеющими фланцы для присоединения к трубопроводу. Узел затвора, состоящий из золотника 3 и кольцевого седла 2, предназначен для перекрытия потока среды. Золотник по форме представляет собой тело вращения с плоским основанием, на котором закреплено уплотнительное кольцо, изготовленное из металла, резины или фторопласта. Конструкция узла соединения золотника 3 со шпинделем 4 обеспечивает возможность смещения оси тарелки по отношению коси шпинделя, что способствует плотному прилеганию уплотнительного кольца золотника к седлу. Рабочая среда подается через входной патрубок (в данном случае под золотник. Уплотнение вместе выхода шпинделя из рабочей полости осуществляется сальником 6, конструкция которого не отличается от Электронная библиотека конструкции сальниковых устройств, применяемых в других видах запорной арматуры. Несмотря на то, что для полного закрытия клапана приходится преодолевать усилия среды, такое конструктивное решение позволяет заменить набивку сальника без отключения линии (при закрытом положении затвора. Можно заменить сальниковую набивку и приоткрытом положении затвора. Для этой цели предусматривается верхнее уплотнение. 1 – корпус 2 – седло 3 – золотник 4 – шпиндель 5 – крышка 6 – сальник 7 – стойка 8 – ходовая гайка 9 – маховик Рисунок 8.4. – Проходной клапан с золотником тарельчатого типа В верхней части золотника имеется коническая фаска, а в крышке — соответствующая проточка, которая выполняет роль уплотнительного седла. Когда шпиндель полностью поднят, эти конические поверхности соприкасаются и прекращают доступ среды по шпинделю к сальнику. Когда сальник необходимо перенабить без остановки технологического процесса, это уплотнение выполняют более тщательно. Уплотнительные поверхности наплавляют специальными сплавами, а затем при сборке клапана притирают. В качестве привода использован маховик 9, соединенный со шпинделем. При вращении маховика золотник приходит в движение и перекрывает проход. Электронная библиотека Система винт-гайка предназначена для преобразования вращательного движения маховика привода в поступательное перемещение шпинделя. При монтаже клапанов предусматривают дополнительное свободное место с учетом хода шпинделя, а также защищают резьбовую часть шпинделя от загрязнения и механических повреждений резьбы. Ходовая гайка жестко крепится в верхней части бугельной стойки. При этом шпиндель (шток, совершая поступательное движение, еще и вращается. Это несколько ухудшает работу сальникового уплотнения. Применение ходовой резьбы, обладающей свойствами самоторможения, позволяет оставлять затвор в любом положении суверенностью, что это положение сохранится и не будет самопроизвольно изменяться под действием давления среды. Самыми распространенными являются клапаны запорно-регулирующие (рис. 8.5) 1 – корпус 2 – золотник 3 – сильфон 4 – крышка корпуса 5 – шпиндель 6 – маховик Рисунок 8.5. – Чугунный запорно-регулирующий тарельчатый клапан Электронная библиотека Схемы конструкций регулирующих клапанов (дросселей) даны на рис. 8.7, 8.8. 1 – корпус 2 – седло 3 – плунжер (юбка 4 шпиндель Рисунок 8.7. – Регулируемый дроссель Электронная библиотека корпус 2 – тарелка 3 – пружинящее устройство Рисунок 8.8. – Нерегулируемый дроссель Еще одной разновидностью является обратный клапан(рис. 8.9). 1 – тарелка 2 – седло 3 – корпус Рисунок 8.9. – Вид обратного клапана В последнее время по причине глубокого внедрения клапанов в линии трубопроводов стали появляться трехходовые смесительные и приводные клапаны. Если сравнивать клапаны с другими видами запорной арматуры задвижками, дисковыми затворами, кранами, применяемыми для перекрытия потоков сред в трубопроводах с диаметрами условных проходов 250 мм и Электронная библиотека более, то они имеют большие массу, габаритные размеры и, следовательно, большую стоимость. Отличительной чертой клапана является простота конструкции и высокая надежность. В связи с этим клапаны получили широкое распространение в запорной арматуре. Наиболее широко клапаны применяются на трубопроводах малого диаметра. Литература. Бухаленко Е.И., Абдулаев ЮГ. Монтаж, обслуживание и ремонт нефтепромыслового оборудования. – М Недра, 1974. 2. Справочная книга по добычи нефти. под ред. П. К. Гиматудинов/ - М Недра, 1977. - 701 с. 3. Молчанов. А. Г. , Чичеров. Л. Г. Нефтепромысловые машины и механизмы. – И Недра, 1976. - 327 с. ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА ТЕМА Расчет запорных устройств запорной арматуры Цель и задачи работы 1. Произвести расчет запорных устройств устьевой арматуры Продолжительность занятия – 2 часа Методические указания к выполнению работы При подготовке к выполнению практической работы необходимо изучить лекционный материал и использовать литературу, указанную в конце данной работы. На основе изучения теоретического материала лекций и рекомендуемой литературы студенты выполняют практическую работу по расчету запорной арматуры. Вариант задания соответствует порядковому номеру в журнале группы. Образцы заданий, таблицы исходных данных, методика расчета приведены в учебно – методических указаниях для выполнения практической работы автора Гарифуллиной Г.И. «ТТДН Раздел задвижки разновидности, параметры, конструкция, принцип действия и расчет Электронная библиотека Задание на практическую работу 3. Изучить ГОСТ, типы, маркировку, основные параметры, область применения, конструктивные особенности запорных устройств. 4. Произвести расчет на прочность узлов различных типов запорных устойств. Порядок выполнения работы Студент согласно варианту задания (исходные данные) должен выполнить следующее 1. Изучить назначение, маркировку, область применения, разновидности и конструктивное исполнение запорных устройств. 2. Произвести расчет запорной арматуры. Литература 1.Гарифуллина Г.И. «ТТДН Раздел задвижки разновидности, параметры, конструкция, принцип действия и расчет »: учебно – методические указания к выполнению практических работ. - Альметьевск Альметьевский государственный нефтяной институт, 2010. Подписано в печать 13.01.2011 г. Формат 60×84/16 Печать RISO Объем 3,75 ус.печ.л. Тираж 50 экз. Заказ № 1 ТИПОГРАФИЯ АЛЬМЕТЬЕВСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО НЕФТЯНОГО ИНСТИТУТА 423452, Татарстан, г. Альметьевск, ул. Ленина, Электронная библиотека |