22. Конструкции запорных устройств фонтанной арматуры.

К запорным устройствам относятся задвижки и краны для перекрытия или открывания каналов арматуры и манифольда, к регулирующим – сменные штуцеры и вентили для изменения дросселированием расхода пластовой жидкости или газа.

В зависимости от схемы фонтанной арматуры или манифольда число запорных устройств в елке и трубной головке может составлять 10 – 12, а в манифольде – 15 – 20 задвижек или кранов.

Широкий диапазон дебитов и давлений, химического состава жидкости или газа, температур наряду с массовым характером производства запорных устройств сделали целесообразным и их выпуск не в универсальном, а в специализированном исполнении, прежде всего для различных давлений, расходов, химического состава и температур. Параметры и исполнения запорных устройств регламентируются стандартами.

Клиновая задвижка

Клиновая задвижка (рис. 4.9) наиболее простая, но имеет существенные недостатки: в открытом положении клин 7 поднят выше проходного отверстия, и уплотняющие поверхности клина и кольца в корпусе практически омываются потоком смеси, идущей из скважины. При этом идет коррозия и эрозия мест уплотнения. Открытая полость задвижки представляет собой местное сопротивление с расширением. Здесь образуются вихри и создаются условия для выпадения солей и механических примесей.

Рис. 4.9. Клиновая задвижка: 1 — маховик; 2 — крышка манжеты; 3 — манжета; 4 — шпиндель и его бурт осевой опоры; 5 -    крышка задвижки; 6 — прокладка; 7 — клин; 8 — корпус; 9 — кольцо

Прямоточная задвижка

Прямоточная задвижка (рис. 4.10) в закрытом и открытом состоянии (в последнем состоянии отверстие устанавливается по оси канала корпуса) имеет уплотняющие поверхности закрытыми. Две половинки плашки 10 разжимаются пружинами и прижимаются к корпусу. Канал не изменяет своего диаметра. Задвижка заполнена густым маслом, а полости 7 - смазкой, которая поступает к местам уплотнения плашек под давлением среды, перeдаваемым через поршни 6.

Рис. 4.10. Прямоточная задвижка: 1 — маховик; 2 — корпус подшипника; 3 — крышка задвижки; 4 — шпиндель; 5 — прокладка; 6 — поршень; 7 — шейка корпуса; 8 — гайка плашек; 9 — втулка; 10 — плашка; 11 - корпус

Прямоточная задвижка

Прямоточная задвижка (рис. 4.10) в закрытом и открытом состоянии (в последнем состоянии отверстие устанавливается по оси канала корпуса) имеет уплотняющие поверхности закрытыми. Две половинки плашки 10 разжимаются пружинами и прижимаются к корпусу. Канал не изменяет своего диаметра. Задвижка заполнена густым маслом, а полости 7 - смазкой, которая поступает к местам уплотнения плашек под давлением среды, перeдаваемым через поршни 6.

Рис. 4.10. Прямоточная задвижка: 1 — маховик; 2 — корпус подшипника; 3 — крышка задвижки; 4 — шпиндель; 5 — прокладка; 6 — поршень; 7 — шейка корпуса; 8 — гайка плашек; 9 — втулка; 10 — плашка; 11 - корпус

Регулируемые штуцеры

Регулируемые штуцеры (рис. 4.13) позволяют бесступенчато регулировать давление на выкиде фонтанной скважины за счет осевого перемещения шпинделя штуцера с насадкой, входящей в гнездо. Из-за переменного профиля насадки площадь кольцевого отверстия между гнездом и насадкой при перемещении шпинделя меняется в пределах от 3 до 35 мм, что и позволяет регулировать расход жидкости или газа. Штуцер рассчитан на рабочее давление до 70 МПа. Масса штуцера около 80 кг.

Рис. 4.13. Регулируемый штуцер: 1 - сменная насадка; 2 - втулка

Для облегчения управления штуцерами и для возможности телеуправления они оснащаются приводом.

При агрессивных средах и больших расходах жидкости или газа насадка шпинделя и гнездо штуцера быстро изнашиваются. Для повышения износостойкости этих деталей они изготавливаются из специальных композитных материалов. Однако и это не исключает необходимости в частых сменах регулируемого штуцера. Поэтому в подобных условиях применяются сменные, втулочные штуцеры с разными диаметрами отверстий, которые при износе поверхности отверстия снимаются с фонтанной арматуры и заменяются новыми.

Смена обычного втулочного штуцера трудоемка и длительна. Для облегчения и ускорения этой операции применяются быстросменные штуцеры (рис. 4.14). За счет использования сменных втулок с отверстиями диаметром 5, 8, 10, 15, 20, 25, 30 мм и возможности их быстрой смены можно ступенчато регулировать расход жидкости или газа. Штуцер рассчитан на рабочее давление 70 МПа.

Рис. 4.14. Быстросменный штуцер: 1 - обойма; 2 ,9 - уплотнительные кольца; 3 — пружина; 4 - дроссель; 5 — уплотнение дросселя; 6 — винт; 7 — проточка; 8 — корпус; 10 - кольцо