Фонтанная арматура

В последнее время фирма выпускает задвижки типа Р с пневматическим и гидравлическим приводом. Пневмопривод (гидропривод) прикреплен непосредственно к задвижке: для пневмопривода используют воздух (газ), поступающий через специальные редукторы для воздушной среды. Электрический сигнал с пульта управления попадает на соленоидный клапан пневмопривода, и газ под давлением направляется в полость цилиндра после срабатывания клапана. В зависимости от того, на какой из двух соленоидных клапанов пневмопривода поступил электрический сигнал, газ направляется в нижнюю или верхнюю полость пневмоцилиндра и задвижки открываются или закрываются. Для питания пневмопривода используют инертный газ, в основном азот. На таком же принципе работают задвижки с гидравлическим приводом.

Фирма ВКМ изготовляет задвижки с расклинивающим шибером, основанные на незначительном изменении крутящего момента на маховике, обеспечивающего предварительное прижатие уплотняемых поверхностей. Уплотнительные поверхности входят в контакт непосредственно при расклинивании: в крайнем нижнем положение шибер (в закрытом его состоянии) обеспечивает герметичность, а в верхнем положении (в открытом состоянии предотвращает попадание скважинной среды в корпус и вымывание смазки. В промежуточных положениях плашки прижаты под действием дугообразных пружин. В нижнем положении шибер входит между седлами, т. е. создается расклинивающий эффект.  Задвижки применяют на рабочее давление до 35 МПа.

Французская фирма ФМС выпускает задвижки с затворами "металл - упругий элемент (тефлон) с односторонним действием (только на закрытие). Прямоточная задвижка состоит из литого корпуса со сварными фланцами, шибера и двух седел с упругим элементом. Одно из седел подвижное со стороны входа рабочей среды, второе — неподвижное со стороны ее выхода. Первое прижимается к шиберу тарельчатой пружиной, создавая определенный натяг в затворе. Во второе седло нагнетается паста по системе отверстий и кольцевых каналов. Под гидравлические давлением смазки восстанавливается первоначальная плоскость упругого элемента по мере ее износа. Другой тип задвижки (ОСТ) содержит невращающийся стержень, исключал, таким образом, возможность возникновения аварий от крутильного момента. Нарезка стержня предохранена от влияния скважинной среды и атмосферных осадков.

В крышке корпуса установлены игольчатые подшипники, самоуплотняющийся сальник, затвор и одно плавающее седло. В корпусе задвижки предусмотрены отверстия для подачи пластика и удаления жидкости. Отверстие для впрыскивания пластика дает возможность вновь восстановить плотность (упругость материала) седла, не разбирая запорный узел задвижки (задвижки на 14, 21 и 35 МПа). Таким же образом восстанавливается плотность у двух седел на задвижках на 70 и 105 МПа. Герметизирующие поверхности верхнего и нижнего седел выполнены из пластика высокой ударной вязкости. Кольцо из нержавеющей стали надевается на затвор для вдавливания пластика в канавку. Если седла или затвор задвижки необходимо заменить, то пластик может служить временным затвором.

Фирма "Ракер-Шеффер" выпускает задвижки типа СВ в двух модификациях с компенсирующими камерами большого и малого объемов. Задвижка автоматически закрывается пружинам при отсутствии давления в распорной камере. Запорная (штоковая) камера гидропривода заполнена маслом и соединена с контрштоковой камерой, и для открытия задвижки требуется подвод трубопровода.

Задвижки открываются и закрываются с помощью гидравлического привода.

В однопластинчатом шибере, в его нижней части установлен специальный кулачок, который поворачивает седло вокруг оси прохода при закрытии и открытии затвора задвижки. Как и в отечественных задвижках, седло смонтировано в направляющих щеках, однако оно обеспечено специальным храповым механизмом для поворачивания седла в требуемую сторону, чтобы износ уплотняемых поверхностей седла был равномерным.

Плашки на шиберах полированными поверхностями плотно прилегают, к упругим элементам, обеспечивая герметичность при давлениях 35 и 70 МПа в процессе эксплуатации газовых скважин.

Фирма ФМС/ОСТ выпускает задвижки, конструкция которых аналогична конструкциям задвижек фирмы ВКМ. Седла затвора с упругими элементами имеют разное назначение: одно является неподвижным и устанавливается со стороны входа скважинной среды, а второе - подвижное, устанавливается со стороны выхода среды. Седло прижимается к шиберу тарельчатой пружиной, создавая предварительный натяг в затворе.

При такой конструкции задвижки (односторонность действия) необходимо иметь несколько задвижек на струнах фонтанной арматуры и с целью увеличения эксплуатационного ресурса седла на газовых скважинах часто нагнетать пасту на его поверхность Паста приготовляется из вязкого тефлона.

В фонтанной арматуре "Люсеат" крестового типа, выпускаемой в антикоррозионном исполнении, смонтированы три задвижки с пневмоуправлением, которые автоматически закрываются в случае понижения давления в скважине до 11 МПа и менее или увеличения выше рабочего; открываются рабочие задвижки вручную после выяснения причин автоматического закрытия.

Имеется возможность замены задвижек под давлением без задавливания скважины, так как в подвеску НКТ в нужный момент можно спустить обратный клапан и установить в расточку подвески.

Фирма "Мак Эвой" изготавливает задвижки из специальных сплавов для их эксплуатации в условиях добычи окисленных газов и нефти. Они предусмотрены с автоматической смазкой.

В открытом и закрытом положениях стержень шибера не подвержен давлению и уменьшена его восприимчивость к водородной хрупкости. Все части задвижки постоянно наполнены смазкой, что позволяет предотвращать действие водных окислов или инородных частиц. В зависимости от условий корпус задвижки изготавливают из легированной или специальной стали "Мак Эвой", а шибер и седла — из легированной или нержавеющей стали. Изготовляют шибер незаклиниваемого типа, что позволяет легко управлять его работой.

В конструкции задвижки модели С на 70 и 105 МПа предусмотрена автоматическая смазка между замком и стволом в верхнем корпусе задвижки и между шибером и седлом для остановки течи. Кожух штока и сальниковые уплотнения стержня предусмотрены к замене при полном давлении как в открытом, так и в закрытом положениях.

В задвижке типа "Супер Мандвандер" фирмы "Мак Эвой" корпус отлит из углеродистой стали с обработанной полостью для вставки новых колец и седел ввиду износа предыдущих. Кольца из нержавеющей стали выполнены с поверхностной закалкой и препятствуют эрозионному действию абразивных жидкостей. В седла вставлены уплотнения из упругой синтетической резины Вайтон или Буна-М, соединенные с коррозионно-устойчивыми кольцами.

Шибер выполнен из термообработанной хромомолибденовой стали с чистой шлифовкой и никелированием.

Уплотнительные кольца круглого сечения применяются в 50,8-мм задвижках, квадратного сечения - в задвижках больших размеров.

3. Выбор прототипа

Из приведенного выше анализа фонтанных арматур отечественного и зарубежного производства за прототип возьмем фонтанную арматуру АФК3-64×14 с запорными устройствами типа КППС-65×14 и регулирующим устройством в виде нерегулируемого дросселя.