3.6.1. Пдн типті плунжерлі-диафрагмалы сораптар
ПДН типті плунжерлі-диафрагмалы сораптар тұтқырлығы жоғары және құрамында механикалық қоспалары бар қабаттық сұйықты шегендеуші құбырларының минималды диаметрі 114 немесе 121,7 мм-лік мұнай ұңғыларынан сорып шығаруға арналған.
Қабат сұйығындағы механикалық қоспалардың концентрациясы 50 г/л-ден артық болмау керек және ерітілген еркін газ құрамы – 10%-дан аспауы қажет. Қабаттағы сұйықтың максималды температурасы 800С, ал оның ең үлкен тұтқырлығы 9*10-3 м2/с шамасында болуы қажет.
Климаттық орындалуы В, ал орналасу категориясы 5 (МЕСТ 15150-69).
ПДН типті плунжерлі-диафрагмалы сораптарға тапсырыс беру немесе басқадай құжаттарда көрсету мақсатында олардың шартты белгілері мынадай индекстерден тұрады:
ПДН – плунжерлі диафрагмалы сорап;
40 немесе 50 – штоктың диаметрі, мм;
1500, 2000 немесе 2500 – сораптың ұңғыға түсірілетін шекті шамасы, м;
2,5; 1,6 немесе 1,1 – плунжердің шектік жүрісі, м;
Т – сораптың ауыр мұнайға арналып жасалғаны (клапандары екіқабатты);
Ц – сораптың диафрагмасы цилиндрлі болып жасалынған (басқа сораптарда диафрагманың пішіні жалпақ болып келеді).
Белгілеудің соңында климаттық орындалу В және МЕМСт 15150-69 бойынша орналасу категориясы (5), сонымен бірге техникалық шарттардың нөмірі ТУ 3665-104-05747979-2004 көрсетіледі, [1].
Мысал ретінде шток диаметрі 40 мм, ұңғыға түсірілетін шектік шамасы 1500 м, плунжердің шектік жүріс ұзындығы 2,5 м, климаттық орындалуы В, орналасу категориясы (5) және техникалық шарттары ТУ 3665-104-05747979-2004-ке сәйкес келетін ПДН типті плунжерлі-диафрагмалы сораптың шартты белгілерін келтірейік:
ПДН-40-1500-2,5 В5 ТУ-3665-104-05747979-2004.
Сол сияқты цилиндрлі диафрагмасы бар:
ПДН-40-1500-2,5Ц В5 ТУ-3665-104-05747979-2004.
Сол сияқты екіқабатты клапандары бар ауыр мұнайға арналған:
ПДН-40-1500-2,5Т В5 ТУ-3665-104-05747979-2004 немесе
ПДН-40-1500-2,5ЦТ В5 ТУ-3665-104-05747979-2004.
3.1-кесте
Сораптың айдайтын ортасына байланысты тағайындалу көрсеткіштері
Ортаның аты мен тағайындалуы |
Ортаның көрсеткіші |
Көрсеткіштердің мәндері |
Құрамында механикалық қоспасы 50 г/л-ден аспайтын ұңғылық сұйық |
Температура, 0С Тұтқырлық, м2/с Тығыздық, кг/м3 Сутегілік көрсеткіш рН Су құрамы Газ факторы, % |
80 9*10-3 830-110 4,2-6,8 кез келген 10 |
3.6.2. Сораптың құрылымы мен жұмыс қағидасы
Сорап негізгі екі бөліктен тұрады (3.14-сурет): үстіңгі бөлік – гидроцилиндр деп аталады. Мұнда цилиндрден (10) және штоктан (11) тұратын жұмыстық жұп орналасқан. Астыңғы бөлікте сораптың орындауына байланысты саны 1 ден 3-ке дейін диафрагмалық ыдысшалар (17) бар. Диафрагманың (18) көмегімен ыдысша осьтік бағытта екі қуысқа бөлінген – коллекторлы, мұнда барлық ыдысшалар бір кеңістікке коллекторлы құбырмен (6) біріктіріледі және ыдысшаның қабырғасындағы тесік арқылы сору камерасымен жалғасқан қуыс. Коллекторлы қуысқа жұмыстық дене – И-8А (МЕМСт 20799-88) майы құйылып, оның көмегімен жұмыстық дененің қысымы арқылы диафрагма қарсы беттегі қабырғаға итеріледі.
Штоктың жоғары қарай жүрісінде гидрожетектің (3.16-сурет) қуысында вакуум пайда болады да, ыдысшалардағы диафрагмалар коллекторлы қуыстың қабырғасына жылжуға мүмкіндік алады. Қабат сұйығының қысымымен сору клапаны (2) ашылып, сору патрубогі (3) арқылы сұйық сору камерасына келіп түседі. Сонымен бірге, айдау клапаны (15) сорап компрессорлы құбырдағы (СКҚ) сұйық бағанасының қысымымен ұсталып тұрады да қабат сұйығы диафрагманы шеткі жағдайға – коллекторға қарай ығыстырып сору камерасын толтырады.
Штоктың төмен қарай жүрісі кезінде цилиндр қуысының көлемі кемиді және жұмыстық дене коллекторлы қуыстан диафрагманы сығу арқылы ыдысшаларға айдалады. Өз кезегінде диафрагма қабат сұйығын тесік арқылы сору камерасына айдайды да, онда артық қысым пайда болады. Айдай клапаны ашылады да, коллекторлы қуыстың көлемінен ығыстырылған жұмыстық дененің көлеміне тең өндірілетін сұйық көлемі СКҚ-ға беріледі.
Диафрагмалар сұйық бағанасының қысымын жасау арқылы 1 кгс/см2 -ден жоғары емес қысым құламасымен жұмыс істейді, себебі ыдысшалардың коллекторлы қуыстарындағы майдың қысымы қабат сұйығы бағанасының қысымына қарсы тұрады.
Штоктың жоғары қарай жүрісінде цикл қайталанады.
Диафрагмалы сораптар өнімділіктің кең диапазонында жұмыс істей алады және ол шама бір минуттағы екіжақты жүрістің шекті санына байланысты болады. Сораптың өнімділігінің шамасын өзгерту үшін немесе тербелгіштің бір минуттағы екіжақты жүрісінің саны басқа түрін қолданып, штоктың жұмыстық жүрісінің ұзындығын таңдау кезінде шток жүрісінің келтірілген қатынасы мен тербеліс циклінің санының көбейтіндісі мына теңсіздікпен анықталуы керек:
,
(3.1)
мұндағы, n – бір минуттағы цикл саны;
L – шток жүрісінің ұзындығы.
Сорапты ұңғыдан көтеру кезінде сұйықты СКҚ тізбегінен ағызып жіберу үшін, тұтынушының талабына сәйкес сорап мембранды типті ағызу клапанымен жабдықталуы мүмкін (3.14-сурет). СКҚ-ға суды 2-4 МПа (немесе 20-40 кгс/см2) қысыммен бергенде ағызу клапанының мембранасы (3) қиратылып, қабаттық сұйық СКҚ-ны босатады.
Сонымен бірге, қирату мембрананы қысымы (Рқир) мына формуламен анықталады:
Рқир=Ндин+Р1+2-4, МПа, (3.2)
3.14-сурет. ПДН-44-1200 маркалы плунжерлі-диафрагмалы сорап:
1-сүзгі; 2-сору клапаны; 3-сору патрубогы; 4-нығыздағыш; 5-ағызу клапаны; 6-коллекторлы құбыр; 7-гидравликалық жүйе (сораптың өзі); 8-муфта; 9-гидрожетек; 10-цилиндр; 11-шток; 12-аударғыш; 13-фиксатор; 14-құйрықша; 15-айдау клапаны; 16-букса; 17-ыдысша; 18-диафрагма.
3.15-сурет.
Гидравликалық
жүйе:
1-ағызу клапаны; 2-төменгі ыдысша;
3-ортадағы ыдысша;
4, 10-муфталар; 5, 7, 8, 11-сақиналар; 6-жоғарғы
ыдысша;
9-айдау клапаны; 12-букса;
13-жоғарғы тірек; 14-сораптың қабығы;
15-планка; 16-гайка;
17-төменгі тірек; 18-бұранда.
3.16-сурет.
Гидрожетек қондырғысы:
1, 10, 13-сақиналар; 2-сору патрубогы;
3-цилиндр; 4-шток; 5, 11-нығыздағыш;
6-гидроқорғау цилиндрі; 7-тығын;
8-бұранда; 9-сым; 12-гайка; 14-корпус.
мұндағы, Ндин – қабат сұйығының төменгі деңгейінен ұңғының сағасына дейінгі динамикалық максималды көтеру биіктігі, МПа. Р1 – қабат сұйығының сағалық деңгейдегі қысымы, МПа.
Көрсетілген формулаларға сәйкес сораптарды тұтынушы оларды жасаушы кәсіпорынға сорапты пайдалану кезіндегі жұмыстық қысымы Ндин+Р1 (МПа) туралы ақпар беруі қажет.
Егер тұтынушыдан мәлім етілген ақпарат келіп түспесе, онда жасаушы-кәсіпорны клапандарды қирату қысымы Рқир=Р+2-4 (МПа)-ға тең ағызу мембраналарымен қамтамасыз етуге құқы бар;
мұндағы, Р – сораптың максималды қысымы, МПа.
Диафрагмалы сораптар плунжердің төменгі орнын белгілейтін фиксаторлармен (13) жабдықталады (оны ұңғыға түсіру үшін). Сорапты ұңғыға тек қана штокты батырып және фиксатормен бекіткеннен кейін түсіруге болады. Фиксатордың қимасының кесу күші 30 000 Н. Сораптар өндіріс орнына ыдысшалары толтырылып, жиналған күйінде жеткізіледі. Ыдысшаларға құйылған май регламенттеуден өтеді, диафрагманың қысыммен қабырғаға жабыспауын қамтамасыз етеді және ол өз кезегінде диафрагма ыдысшаның тесігіне қысылып, жыртылып кетуден сақтайды. Диафрагмалы сораптардың жекеленген жетектері болмайды. Жетек көзі ретінде кез келген типті тербелмелі станок қолданылады және ол штоктың жұмыстық жүрісінің ұзындығы мен екіжақты жүрістерді толық қамтамасыз етеді.
3.15-суретте диафрагмалы сораптың гидравликалық жүйесінің үлкейтілген сұлбасы көрсетілген. Гидравликалық жүйеде бірінің үстіне бірі орналасқан үш ыдысша бар (1, 2 және 6). Олар бір біріне планкалардың (16) көмегімен параллель қосылған және өнімділіктері де үш еселенеді. Ал 3- суретте сораптың гидрожетегінің сұлбасы берілген. Мұнда штоктың (4) цилиндрдегі (3) жоғары-төмен қозғалысы арқылы диафрагмалы сораптың қалыпты жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.
3.2-кестеде «Ливгидромаш» зауыты жасап шығаратын плунжерлі-диафрагмалы сораптардың түрлері көрсетілген.
3.2-кесте
Көрсеткіш аттары |
ПДН40-1500-2,5 |
ПДН40-1500-2,5Т |
ПДН40-1500-2,5Ц |
ПДН40-1500-2,5ЦТ |
ПДН40-2000-2,5 |
ПДН40-2000-2,5Т |
Сораптың теориялық өнімділігі, м3/тәул.: -шток жүрісі 2,5 м, 6 қос жүріс/мин -шток жүрісі 2,5 м, 6 қос жүріс/мин -шток жүрісі 2,5 м, 6 қос жүріс/мин |
27,1 6,5 |
|||||
1 минуттағы қос жүрістің шектік мәні |
6
|
|||||
Қысымы, МПа |
15 |
20 |
||||