Система контроля бурового раствора донный клапанdn150 завод

Всё ещё встречаю заблуждение, что донные клапаны – это простая трубопроводная арматура. На деле же DN150 в системе контроля бурового раствора работает в условиях, где ошибка в 2-3 бара может спровоцировать суточный простой. Помню, на месторождении в Уренгое из-за неправильного подбора уплотнительных колец клапан начал подтравливать при -47°C, хотя в паспорте был указан диапазон до -60.

Конструктивные особенности донных клапанов DN150

Основная ошибка – выбирать клапан только по диаметру условного прохода. Для DN150 критично расположение дренажных каналов: если они смещены всего на 5° от оси, возникает вибрация при прокачке растворов с абразивом. Мы в ООО Нэйцзян Синьфа Нефтяное Машиностроение после испытаний на стенде добавили компенсационные камеры – это снизило эрозию седла на 40%.

Материал корпуса – не просто сталь 20, а легированная 09Г2С с дополнительной нормализацией. В 2021 году пришлось заменить партию клапанов от другого производителя: после 300 циклов 'открыто-закрыто' появились трещины в зоне фланцевого соединения. При вскрытии выяснилось – термообработка проводилась с нарушениями.

Уплотнения из этилен-пропиленового каучука работают стабильно до 120°C, но при использовании синтетических растворов с добавками аминов лучше переходить на фторкаучук. Хотя это увеличивает стоимость на 15-18%, но на скважинах с высоким содержанием сероводорода это единственный вариант.

Интеграция в систему контроля бурового раствора

При монтаже на блоке очистки часто забывают про компенсацию температурных расширений. Стандартные патрубки из нержавеющей стали длиной 1.2 метра при перепадах в 80°C дают смещение до 8 мм – этого достаточно для разгерметизации фланцевых соединений. Решение – сильфонные компенсаторы, но их надо подбирать с запасом по давлению.

Электроприводы – отдельная история. Клапаны DN150 с ручным управлением ещё встречаются, но на новых установках уже ставят электромеханические приводы с защитой IP67. Критичный параметр – время срабатывания: если превысить 12 секунд на полный ход, возможен гидроудар при аварийном отсечении.

В системах с рециркуляцией бурового раствора важно учитывать расположение датчиков давления. Если манометр стоит после клапана, а не до – можно пропустить начало кавитации. На одной из установок в ХМАО из-за этого разрушилось седло клапана за 3 месяца вместо заявленных 24.

Полевые испытания и типовые проблемы

На стендовых испытаниях клапан DN150 показывает 6000 циклов без потерь, но в реальных условиях ресурс редко превышает 4000. Разница – в пульсациях давления от буровых насосов. Особенно критично при бурении с отбором керна, где циклы 'открыто-закрыто' происходят в 3-4 раза чаще.

Проблема с обледенением штока в зимний период – классика. Стандартные системы обогрева не всегда эффективны при ветре более 15 м/с. Пришлось разрабатывать кожух с двойными стенками и подачей горячего воздуха от системы охлаждения дизелей – решение неэлегантное, но рабочее.

Коррозия от бентонитовых растворов – бич всех клапанов. Заметил интересную зависимость: при содержании хлоридов выше 80 мг/л лучше работает нержавейка 12Х18Н10Т, а при высоком содержании карбонатов – обычная углеродистая сталь с полиуретановым покрытием.

Особенности производства на нашем заводе

В ООО Нэйцзян Синьфа Нефтяное Машиностроение перешли на фрезеровку седла клапана черех 5-осевой станок с ЧПУ – это позволило снизить шероховатость поверхности до Ra 0.8. Для DN150 это особенно важно, так как уплотнительная поверхность контактирует с абразивными частицами.

Контроль качества включает не только гидроиспытания, но и тест на циклическую усталость. Каждый десятый клапан DN150 проходит 2000 циклов при давлении 32 МПа – это выше рабочего в 1.5 раза. Обнаружили, что 70% отказов происходят из-за дефектов литья, поэтому сейчас внедряем рентгеноскопию 100% заготовок.

Для арктических месторождений разработали модификацию с подогревом штока. Решение не новое, но мы смогли уменьшить энергопотребление до 220 Вт против стандартных 350 – за счет медного сердечника в полом штоке. Тестировали в Якутии при -55°C – клапан отработал 6 месяцев без нареканий.

Сравнение с аналогами и перспективы развития

Клапаны DN150 китайского производства часто имеют завышенные характеристики. Проверяли образец от конкурента – заявленное давление 25 МПа, а на деле уже при 18 начинается течь через сальниковое уплотнение. Наш подход – указывать в паспорте минимальные значения, полученные при наихудших условиях испытаний.

Интересное наблюдение: европейские производители делают ставку на полную автоматизацию, но их клапаны чувствительны к качеству промывочной жидкости. Российские аналоги надежнее, но тяжелее на 20-25%. Мы нашли компромисс – используем титановые сплавы для ответственных узлов, что снижает вес без потери прочности.

Сейчас экспериментируем с керамическими напылениями на уплотнительные поверхности. Предварительные результаты обнадеживают – износ уменьшился в 2.3 раза при работе с растворами на основе синтетической жидкости. Но стоимость такого клапана DN150 пока на 40% выше стандартного.

Рекомендации по обслуживанию и ремонту

Межремонтный интервал для клапанов DN150 в системе контроля бурового раствора – не более 2000 моточасов. Но это при условии штатной работы. Если в растворе содержание песка превышает 1.5%, интервал нужно сокращать до 1200 часов. Проверено на практике – экономия на ТО приводит к затратам на внеплановый ремонт в 3-4 раза выше.

При замене уплотнений не рекомендую использовать универсальные ремкомплекты – только оригинальные от производителя. Столкнулись с casoм, когда китайские уплотнения разбухли от ингибитора коррозии и клапан заклинило в закрытом положении. Простой буровой установки – 16 часов.

Калибровка датчиков положения – частая причина некорректной работы. Раз в 3 месяца нужно проверять ход штока. Лазерный измеритель – идеально, но подойдет и штангенциркуль с нониусом. Погрешность более 0.5 мм уже критична для точного дозирования.

В целом, система контроля бурового раствора с донным клапаном DN150 – это не просто узел, а элемент, от которого зависит безопасность всего бурения. На сайте https://www.xfsyjx.ru можно посмотреть текущие модификации – мы постоянно обновляем конструкцию по итогам полевых испытаний. Главное – не экономить на мелочах, ведь стоимость клапана редко превышает 1.5% от цены бурового оборудования, а последствия его отказа могут быть катастрофическими.