4 Усовершенствование клапанного узла
При изучении литературы, патентов и различных изобретений следует отметить, что многие авторы и изобретатели уделяют большое внимание проблеме долговечности работы клапана, связывая ее непосредственно с контактом клапана и седла. А именно, от посадки клапана на седло, что в свою очередь достигается соосностью клапана (штыков и тарели) с седлом.
Цель изобретения - повышение надежности в работе путем обеспечения самоцентрирования тарелки.
Указанная цель достигается тем, что в клапанном узле, содержащем тарелку со штоками, которые расположены в корпусах верхней и нижней направляющих втулок, и седло, корпус верхней направляющей втулки выполнен со сферическим упором, центр сферы которого расположен в середине втулки нижней направляющей.
Сущность изобретения заключается в обеспечении самоцентрирования тарелки в седле клапана.
Выполнение корпуса верхней направляющей втулки со сферическим упором, центр сферы которого расположен в середине втулки нижней направляющей, позволяет обеспечить самоцентрирование тарелки в седле, в результате его обеспечивается надежность в работе клапанного узла.
На чертеже изображен предлагаемый клапанный узел.
Клапанный узел содержит тарелку 1 со штоками 2 и 3, которые расположены в корпусах верхней 4 и нижней 5 направляющих втулок, и седло 6. Корпус верхней направляющей втулки выполнен со сферическим упором 7, центр сферы которого расположен в середине втулки нижней направляющей.
Под действием давления перекачиваемой жидкости тарелка 1 клапана поднимается, перемещаясь по направляющим втулкам 4 и 5. После снятия давления под действием пружины тарелка 1 опускается.
Возможные угловые смещения верхней направляющей втулки относительно нижней компенсируются выполнением поверхности упора 7 в виде сферы.
По экспертной оценке ресурс данного клапана увеличивается примерно в 2 раза.
Рисунок 9
3. Устройство и принцип действия
В соответствии с изложенным в предыдущей главе в буровом насосе можно выделить быстро изнашиваемые детали, такие как клапаны, поршни, штоки, цилиндровые втулки, которые уже при незначительном износе требуют замены на новую деталь. Остальные детали в той или иной степени подвергаются реставрации, требуют либо частичной замены, либо подвергаются ремонту или восстановлению. Это такие детали как валы, которые могут быть восстановлены путем наплавки, металлизации, напылением, хромированием, введением дополнительной детали, могут быть выправлены (валы, потерявшие прямолинейную форму) и так далее. Это такие детали как различные подшипники, шкивы, крейцкопфы, крышки гидравлической коробки, станины, клапанные коробки, корпус, крышки и так далее.
Каждый выход из строя какой-либо детали требует к себе отдельного подхода, отдельного рассмотрения и только после этого вынесения решения о ее ремонтопригодности: о замене, ремонте или восстановлении данной детали.
Инструмент и принадлежности
Для обслуживания, эксплуатации и ремонта насоса предусмотрены комплекты инструментов и принадлежностей.
В инструмент насоса входят все необходимые для эксплуатации ключи.
В комплект принадлежностей входят:
- съемник седел клапанов, предназначен для извлечения изношенных седел из гидравлической коробки;
- съемник для извлечения цилиндровых втулок;
- приспособления для на прессовки и рас прессовки поршней, предназначено для на прессовки поршней перед установкой поршня в насос с целью надежного крепления его на конусной части штока, а также для снятия изношенного уплотнений штока;
- приспособление для извлечения уплотнений штока;
- приспособление для запрессовки седел клапанов, позволяет запрессовать седло клапана в коническую расточку гидравлической коробки усилием, развиваемым винтом, поднимающим крышку клапана;
- приспособление для установки цилиндровой втулки.
Требования, предъявляемые к отремонтированному насосу
1 Конические поверхности седел клапанов, штоков и поршней должны прилегать к сопрягающимся с ними деталями не менее чем на 70% своей опорной поверхностью и равномерно соприкасаться по всей окружности.
-
Поверхности направляющих и крейцкопфа должны быть гладкими и не иметь выработки. Зазор между направляющими и крейцкопфом должен быть 0.2 – 0.5 мм.
-
После сборки шатуна с крейцкопфом зазор между торцом малой головки шатуна и корпусом крейцкопфа должен быть с обеих сторон не менее 1 мм.
-
Шестерни и шкив должны плотно сидеть на валах с затянутыми шпонками. Максимально допустимое биение шкива насоса как торцевой, так и окружности обода допускается 2 – 3 мм.
-
Пятно касания зубьев шестерни должно быть не менее 50% по длине и не менее 60% по высоте зуба.
-
В расточках клапанных коробок под седла клапанов и цилиндровых втулок не должно быть забоин, неровностей и других дефектов.
-
У запрессованных седел торцев седла должны выступать над верхней точкой литья от 6 до 12 мм.
-
Все детали, работающие под давлением, должны пройти гидравлические испытания под давлением, полутора кратному максимально допустимому рабочему давлению, в течение 10 минут.
-
Окончательно отрегулированные подшипники должны быть заправлены консистентной смазкой, после обработки насос нужно прокрутить вручную за маховик.
Перед отправкой насоса на буровую его необходимо обкатать на заводе или в мастерской в соответствии с техническими условиями на ремонт.
4. ПРАВИЛА МОНТАЖА И ЭКСПЛУАТАЦИИ
Монтажные, погрузочные – разгрузочные работы и перемещения тяжестей должны проводиться под руководством работника, ответственного за безопасность работы.
На время перерыва монтажных – демонтажных работ запрещается оставлять в подвешенном состоянии узлы монтируемого оборудования.
Запрещается находиться людям под поднятым грузом и на пути его перемещения.
Запрещается применять грузоподъемные краны для подтаскивания тяжестей под стрелой, вытаскивать груз, зажатый между другими предметами, срывать примерзшие или углубленные в землю предметы.
При эксплуатации насоса необходимо руководствоваться правилами безопасности в нефтегазодобывающей промышленности, утвержденными Госгортехнадзором.
Манометр на нагнетательном трубопроводе нужно установить так, чтобы его показания были отчетливо видны обслуживающему персоналу, и циферблат находился в вертикальной плоскости. Манометр необходимо выбрать с такой шкалой, чтобы при наибольшем рабочем давлении стрелка его находилась в средней части шкалы. На шкале наибольшее рабочее давление 25,0 МПа необходимо отметить красной чертой.
Запускать насос разрешается при предварительно поданном звуковом и световом сигнале, только с полностью установленными ограждениями.
При заполнении пневмокомпенсатора нейтральным газом или воздухом необходимо принять меры, исключающие возможность попадания в газовую полость горючих веществ. Перед разборкой пневмокомпенсатора из него полностью надо выпустить заполняющий его газ. Давление газа в пневмокомпенсаторе проверяется по манометру при остановленном насосе.
Перед пуском насоса в зимнее время необходимо прогревать паром трубу сброса от предохранительного клапана.
С целью устранения накапливания осадка в полостях предохранительного клапана в подводящем отверстии нужно производить периодическое контрольное срабатывание предохранительного клапана. Контрольное срабатывание предохранительного клапана производится не реже, чем через 100 часов эксплуатации насоса (в это время входит время работы насоса и время простоя), а так же после каждой длительной остановки.
В зимнее время при окружающей температуре ниже 0 С перед запуском насоса, после длительной остановки, т. е. более 8 часов, нижнюю часть корпуса пневмокомпенсатора нужно прогреть до температуры +20 - +30 С.
На работающем насосе запрещается проводить какие - либо работы, за исключением работ, связанных с подтягиванием уплотнения штока, цилиндровой крышки, цилиндровой втулки и крышки клапана.
При эксплуатации насоса необходимо постоянно следить за чистотой насоса и помещения, в котором он находится.
Необходимо своевременно устранять все неисправности, обнаруженные при осмотрах и во время работы, немедленно производить замену непригодных для эксплуатации деталей и частей.
Необходимо постоянно следить за надежной затяжкой резьбовых соединений. Особого внимания требуют высоконагруженные резьбовые соединения гидравлического блока, так как незначительное ослабление приводит к повреждению резьбовых соединений и износу посадочных и уплотняемых поверхностей.
Необходимо своевременно производить смену масла в ванне приводной части и подшипниковых узлах трансмиссионного и кривошипного валов, а в баке системы смазки штоков производить замену масла по мере загрязнения глинистых растворов.
Нельзя допускать длительной работы насоса при давлениях, превышающих указанные в технической характеристике. Допускается лишь кратковременное превышение давлений, но не более 10% в течение 5 минут. Все детали гидравлического блока, работающие под давлением 25 МПа (250 кг/см), испытываются гидравлическим давлением 37,5 МПа (375 кг/см) в течение 5 минут на заводе изготовителе.
Направление вращения трансмиссионного вала должно соответствовать направлению, указанному на станине стрелкой, т. е. в том направлении, в каком производится прикатка зубчатого зацепления насоса. Наиболее пред
почтительное направление вращения трансмиссионного вала по часовой стрелке.
Прикатка зубчатого зацепления насоса производится без нагрузки 0,5 часа, с нагрузкой 75% от номинальной мощности – 1час и 95% - 1 час. Суммарное пятно контакта в зубчатом зацеплении в процентах: по высоте не менее 45; по длине не менее 60.
Необходимо удалять полностью в зимнее время при минусовых температурах и длительных остановках насоса из гидравлического блока перекачиваемую жидкость, а перед пуском в зимнее время при минусовых температурах гидравлический блок прогреть до +10 - +15 С или залить горячей перекачиваемой жидкости.
Необходимо следить за качеством глинистого раствора, не допуская содержания песка более 5%. Нельзя оставлять цилиндровые втулки в бездействующем состоянии даже на короткое время, так как из-за коррозии, песка, утяжелителя и затвердевшего бурового раствора их трудно извлечь из гидравлических коробок.
Глубина всасывания в случаях, когда уровень жидкости ниже оси цилиндра насоса, не превышает на втулках 0 200 мм – 1,5 метра, а на втулках 0 130 мм – 2,2 метра.