Zagorod50.ru

Загород №50
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Обратный клапан для цемента

4.6. Пневморазгрузчики цемента типа РВНС и РИМ

Главным конструктивным достоинством этих разгрузчиков является минимальная длина всасывающей линии, соответствующая длине всасывающего сопла. Следовательно, снижаются потери напора во всасывающей линии, а также энергозатраты на забор материала и подачу его в нагнетательную линию.

Разгрузчик С-960 (рис. 4.9) выполнен в виде самоходного заборно-нагнетательного устройства и стационарно устанавливаемых на складе газодувки, шкафа с электроаппаратурой, ротационного компрессора.

Рис. 4.9. Принципиальная схема работы пневморазгрузчика цемента С-960

Заборно-нагнетательное устройство представляет собой самоходную тележку безрамной конструкции, содержащую дисковый питатель 1; всасывающее сопло 2; осадительную камеру 9 с механизмом выгрузки в виде напорного шнека 3; смесительную камеру 5 с аэроднищем; механизм передвижения 4. Смесительная камера 5 оборудована обратным клапаном и поворотным патрубком, к которому присоединяется гибкий материалопровод 6. К заборно-нагнетательному устройству присоединяются также трубопровод разреженного воздуха 10, соединяющий его с газодувкой 12 и трубопровод сжатого воздуха 11, поступающего от ротационного компрессора 13.

В осадительной камере 9 смонтированы рукавные фильтры, которые очищаются механизмом продувки 7 при поступлении сжатого воздуха через кран 8. Дисковый питатель 1 состоит из двух перфорированных дисков, приводящихся во вращение цилиндрическим редуктором, конструкция которого разработана с учетом компоновки всего агрегата. В ступице каждого диска расположены ролики рояльного типа, на которые опирается передняя часть заборно-нагнетательного устройства. Механизм передвижения 4 состоит из двух ребристых металлических колес с приводными редукторами, по конструкции подобными редукторам привода колес заборного устройства пневморазгрузчика цемента.

Механизм выгрузки с напорным шнеком 3 выполнен аналогично подобным узлам пневморазгрузчиков цемента. Диаметр шнека, количество заборных и напорных витков определены с учетом режима работы, производительности и перепада давления между всасывающем и нагнетательной линиями разгрузчика. Смесительная камера 5 аналогична смесительной камере пневмоподъемника цемента соответствующего типоразмера по производительности.

Осадительная камера 9 содержит 10 фильтров, выполненных в виде металлического каркаса, на который натянута рукавная фильтровальная ткань диаметром 140 мм. Устройство для очистки фильтров состоит из крана 8 и механизма продувки фильтров 7, содержащего два шаровых клапана. Фильтры продуваются сжатым воздухом, поступающим от компрессора 13 к смесительной камере. При кратковременном переключении крана 8 сжатый воздух поступает поочередно в полости механизма продувки, через которые направляется к очищаемой группе фильтров. В комплект электрооборудования разгрузчика входят электрошкаф 14, две клеммные коробки, переносный пульт управления, работающий на напряжении 40 вольт, и комплект электрокабелей. В электрошкафу расположена пускорегулирующая аппаратура управления работой разгрузчика.

Принцип действия разгрузчика С-960 заключается в следующем. Цемент подается дисками питателя 1 к всасывающему соплу 2. Под воздействием разрежения, создаваемого и поддерживаемого в системе воздуходувкой 12, он транспортируется по короткому соплу в корпус напорного шнека 3. Шнек подает цемент через обратный клапан в смесительную камеру 5. В нижнюю часть смесительной камеры через микропористую перегородку поступает от компрессора 13 сжатый воздух, который аэрирует цемент. В потоке сжатого воздуха аэрированный цемент перемещается по нагнетательному материалопроводу 6 к месту приема. Воздух, отсасываемый из системы, подается в осадительную камеру 9, где очищается в рукавных фильтрах и по воздухопроводу 10 поступает в воздуходувку 12 и в атмосферу. Управляет разгрузчиком оператор при помощи дистанционного пульта.

При такой системе осуществляется полная очистка фильтров при небольшом давлении сжатого воздуха без перерывов в работе заборно-нагнетателыюго устройства. Однако заборно-нагнетательное устройство – довольно сложная и громоздкая конструкция даже для обе* печения сравнительно небольшой (20 т/ч) производительности разгрузчика. Создание по подобной схеме пневморазгрузчиков цемента из железнодорожных вагонов производительностью 50 и 90 т/ч практически невозможно из-за больших габаритов и массы устройства. Таким образом прогрессивную идею сочетания и одном агрегате всасывающей и нагнетательной линий не удалось удачно воплотить в рассмотренной конструкции. Волгоград ким проектным отделом института Гидропроект им. С. Я. Жука разработано несколько модификаций пневморазгрузчика типа РИМ. Этот тип разгрузчика пылевидных материалов – устройство всасывающе-нагнетательного действия, не содержащее отдельного вакуум-насоса и рукавных фильтров — наиболее ненадежных в эксплуатации агрегатов.

Для создания разрежения и давления в разгрузчике (рис. 4.10, а) использован струйный аппарат типа, инжектора, создающий разрежение в осадительной и давление в смесительной камерах. Запыленный воздух отсасывается без каких-либо фильтрующих устройств из осадительной камеры через струйный аппарат, а затем вместе с транспортируемым материалом поступает в загружаемую емкость. В разгрузчике РПМ-2А через струйный аппарат проходит только запыленный воздух, а транспортируемый материал (до 99%) перегружается из осадительной камеры в смесительную шнеком. Такое разделение потоков запыленного воздуха и транспортируемого материала позволяет наиболее полно использовать характеристики струйного аппарата. Однако КПД этого разгрузчика значительно ниже, чем у разгрузчиков, использующих водокольцевые вакуум-насосы. Это объясняется тем, что струйным аппаратом практически невозможно создать большое разрежение в осадительной камере. Максимальная производительность разгрузчика получена при небольшой длине всасывающего трубопровода (2 м), и с увеличением длины производительность резко падает.

Рис. 4.10. Принципиальная схема работы пневморазгрузчиков цемента типа РПМ (а) и ППМ-100 (б)

Разгрузчик состоит из самоходного заборного устройства 1, в качестве которого используется заборное устройство серийных пневморазгрузчиков цемента; всасывающего материалопровода 2; осадительной камеры 4; механизма выгрузки 3; смесительной камеры 15 с обратным клапаном 16; струйного аппарата 12; нагнетательного трубопровода 11 и трубопровода запыленного воздуха 9. В осадительной камере имеются ограничительный клапан 6 и диафрагменный датчик 5, связанные системой рычагов. Всасывающий воздухопровод 7 осадительной камеры перекрывается обратным клапаном 8. Внутри осадительной камеры смонтирована цилиндрическая обечайка 10, ограничивающая часть объема камеры. Сжатый воздух по трубопроводу 13 поступает к струйному аппарату 12 и микропористой перегородке 14 смесительной камеры.

При подаче сжатого воздуха в струйный аппарат 12 создается разрежение в осадительной камере 4, соединенной трубопроводами 7 и 9 со струйным аппаратом. Под воздействием этого разрежения разгружаемым материал, забираемый из насыпи дисковым питателем заборного устройства, поступает по материалопроводу 2 к механизму выгрузки 3 осадительной камеры. Шнек механизма выгрузки перегружает материал в смесительную камеру 15, в которой он аэрируется и поступает в нагнетательный трубопровод 11. Запыленный транспортирующий воздух по трубопроводам 7 и 9 отсасывается струйным аппаратом и затем поступает в смесительную камеру 15. И случае забивания нагнетательного трубопровода 11 в смесительной камере 5 повышается давление воздуха, в связи с чем увеличивается усилие прижима обратного клапана 16 к торцу гильзы шнека. При этом исключаются прорывы сжатого воздуха из смесительной камеры в осадительную через шнек механизма выгрузки.

При значительном повышении давления в смесительной камере 5 возникает избыточное давление и в трубопроводе 9, под воздействием которого срабатывает обратный клапан 8 и перекрывает входное отверстие трубы 7. В данном случае разрежение в осадительной камере отсутствует, и процесс забора материала прекращается. Давление в смесительной камере 15 снижается, и струйный аппарат начинает работать в нормальном режиме, создавая разрежение во всасывающей линии.

При заклинивании шнека механизма выгрузки 3 посторонними предметами, попавшими в цемент, осадительная камера 4 может заполниться цементом выше нормы. Тогда заполняющий осадительную камеру цемент перекрывает полость, ограниченную цилиндрической обечайкой 10, и внутри обечайки возникает разрежение большее, чем в остальной части осадительной камеры. Под воздействием этого разрежения диафрагма датчика 5 прогибается и через систему рычагов открывает ограничительный клапан 6, сообщая внутреннюю полость цилиндрической обечайки 10 с атмосферой. При этом разрежение в осадительной камере падает, и процесс забора цемента прекращается. В нормальных условиях эксплуатации разгрузчик работает в режиме саморегулирования процесса транспортирования цемента.

Разгрузчик РПМ-2А может выгружать цемент из крытых железнодорожных вагонов и вагонов-цементовозов бункерного типа. В последнем случае под течками вагона устанавливают приемный бункер с аэрационным днищем и патрубком для отсоса аэрированного материала. Если установить такой бункер невозможно, под течками вагона размещают передвижной или раскрывающийся приемный короб. Всасывающий патрубок осадительной камеры разгрузчика соединяют резинотканевым рукавом длиной не более 2 м с патрубком выдачи приемного бункера или короба.

Систему электрооборудования данного разгрузчика выполняют так же, как и в серийных разгрузчиках цемента. Основные приемы работы, обслуживания и техники безопасности такие же, как и при эксплуатации серийных пневморазгрузчиков цемента.

Волгоградским производственно-конструкторским отделом московского отделения института «Атомэнергопроект» (бывшим проектным отделом института Гидроироект им. С. Я. Жука) разработана еще одна модификация пневморазгрузчика типа РПМ – модель ППМ-100. Он отличается от разгрузчика РПМ-2А отсутствием заборного устройства и оригинальной конструкцией смесительной камеры.

Пневморазгрузчик ППМ-100 (рис. 4.10, б) состоит из базовой рамы 1, на которой расположена приемная камера 2 с цилиндрическим патрубком 3 и шнеком 4, приводимым во вращение электродвигателем 10. К патрубку 3 прикреплена смесительная камера 5 с обратным клапаном 6, к которой подведен патрубок подачи сжатого воздуха через струйный аппарат 13 и патрубок 11 выдачи материала, к которому подсоединяется транспортный трубопровод.

К боковой стенке приемной камеры подведен патрубок 14 для вакуумного забора транспортируемого материала, а к верхнему фланцу – осадительная камера 12 со встроенным внутри ее циклоном – ограничителем 8 уровня материала с диафрагменным обратным клапаном переполнения 9.

Читать еще:  Как смешивать цемент при заливки пола

Внутренняя полость циклона-ограничителя соединена через обратный клапан 7 и струйный аппарат с внутренней полостью смесительной камеры. Нижняя часть смесительной камеры имеет форму тероида, что позволило весь объем подводимого сжатого воздуха использовать для подсоса материаловоздушной смеси, упростить конструкцию, улучшить условия эксплуатации и ремонта. При подаче сжатого воздуха в струйный аппарат во всасывающей части его. соединенной с общей внутренней полостью осадительной и приемной камер, создается разрежение, в приемную камеру засасывается материаловоздушная смесь, происходит ее разделение.

Материал из осадителмюй камеры подается шнеком через обратный клапан в смесительную камеру, откуда сжатым воздухом, поступающим из нагнетательной части струйного аппарата, транспортируется по трубопроводу в силосные банки склада. Отделившийся в осадительной камере запыленный воздух засасывается во всасывающую часть струйного аппарата. Затем вместе с подаваемым сжатым воздухом он попадает через нагнетательную часть в смесительную камеру и используется для транспортирования материала по нагнетательному трубопроводу. Если уровень материала поднимается до нижней части циклона-ограничителя, между ним и осадительной камерой создается перепад давления. Под его действием диафрагмой открывается клапан-ограничитель, соединяющий внутреннюю полость циклона с атмосферой. Происходит «срыв» вакуума и ограничение поступления материала в осадительную камеру. Воздух, подсасываемый из атмосферы через ограничительный клапан, направляется струйным аппаратом в смесительную камеру, где также используется для транспортирования материала по нагнетательному трубопроводу. Временное ограничение поступления материала в осадительную камеру может происходить при резком увеличении давления в смесительной камере (например, при забивке транспортного трубопровода) из-за снижения вакуума в струйном аппарате.

В этом случае для предотвращения прорыва сжатого воздуха в осадительную и приемную камеры соответствующие обратные клапаны закрываются до восстановления рабочего давления в смесительной камере.

Благодаря ограничению переполнения осадительной камеры автоматически обеспечивается синхронность работы всасывающей и нагнетательной частей пневмоперегрузчика без каких-либо указателей уровня. По данным испытаний, проводившихся на универсальном стенде ЦНИПа ВНИИстройдормаша, работа пневмоперегрузчика ППМ-100. соответствующая всем параметрам паспортной характеристики, должна осуществляться в интервале начального давления подводимого сжатого воздуха в пределах 0,5–0.65 МПа.

Клапан обратный для канализации

Любая система канализации может засориться, если в нее попадут тряпки, пакеты или другой мусор, который уменьшит проход. Особенно часто подобная неприятность случается в многоквартирных домах. В большинстве из них трубопроводы старые, а уклон не всегда рассчитан правильно. Помещения на нижних этажах оказываются затопленными сточными водами.

В частных домах системы отвода стоков чаще всего выходят из строя из-за просадки фундамента или во время весеннего паводка. Чтобы предотвратить неприятности, лучше всего установить в систему обратный клапан.

Принцип действия обратного клапана

Засоры в системе канализации чаще всего образуются по причине:

  • несоблюдения правил эксплуатации;
  • большого срока службы трубопровода (уменьшения просвета);
  • не правильного монтажа (слишком большого или слишком маленького уклона канализационной трубы);
  • использование отрезков трубопровода с поворотами на 90 о .

Самое важное условие нормального функционирования системы канализации — оптимальная скорость потока сточных вод. Если уклон трубопровода слишком маленький, твердые частицы оседают на дно и преграждают путь потоку жидкости. Но и слишком быстрый поток приводит к образованию засоров. Жидкость утекает слишком быстро, твердые частицы за ней не успевают. Канализацию, конечно, можно прочистить, но засоры будут возникать постоянно, если не устранена причина их возникновения.

Существует и другой вариант решения этой проблемы — установка обратного клапана. Эта фурнитура функционирует как ниппель — в одну сторону жидкость пропускает, в другую — нет. Установить один клапан на многоквартирный дом, который выше 5-и этажей, невозможно, поэтому их ставят или на отдельную квартиру, или на каждый прибор. В небольшом частном доме достаточно одного клапана на наружном трубопроводе. Если система засорилась или переполнилась во время паводка, то при отсутствии подобной арматуры будут затоплены все помещения, которые расположены ниже уровня ближайшего колодца.

Разновидности обратных клапанов

Каркас этой фурнитуры может быть изготовлен из:

  • углеродистой или нержавеющей стали;
  • чугуна;
  • латуни;
  • бронзы;
  • пластика (ПВХ или полипропилена).

Обратный клапан имеет различный диаметр. Например, в квартире чаще всего требуется элемент с диаметром 50 мм, а на общем стояке — с диаметром 110 мм.

Существует несколько разновидностей обратных и запорных элементов, но принцип действия у них один и тот же. Эта фурнитура состоит из двух патрубков: входного и выходного, причем второй имеет большее сечение. У входного патрубка расположена мембрана, в полости — ниппель или шарик. Если система засорилась, и сточные воды начали обратное движение, шарик закрывает мембрану, предотвращая попадание нечистот в квартиру или отдельный сантехнический прибор. Большинство моделей этой арматуры оснащено съемной крышкой, предназначенной для обслуживания и очистки.

Обратный клапан может быть муфтовый или фланцевый. Первый вид предназначен для монтажа в вертикальный отрезок трубопровода. Фланцевая арматура может быть установлена как в вертикальную, так и в горизонтальную трубу. Кроме того, муфтовые конструкции производятся с небольшим диаметром и предназначены для установки на отдельные сантехнические приборы в жилых помещениях, например, при установке счетчиков воды в квартире. Фланцевые модели обладают диаметром 40?100 мм и монтируются в подвалах многоэтажек или в наружный трубопровод частного дома.

Применение обратного клапана

Сегодня рынок предлагает множество разновидностей этой фурнитуры. Это и самые обычные устройства, которые устанавливают на сантехнических приборах, и элементы для труб с контруклоном. Последние чаще всего требуются при установке унитазов. Кроме того, затвором может служить золотник, шар или запорная тарелка.

Если затвор выполнен в виде золотника, то такой элемент можно установить только на горизонтальный участок трубопровода, так как золотник поднимается перпендикулярно по отношению к оси системы. Если такая фурнитура монтируется в вертикальный отрезок, то золотник должен быть оснащен пружиной.

Чаще всего применяются шаровые обратные клапаны, в которых возвратный поток перекрывает шар. Эту разновидность арматуры используют в основном в помещениях для каждого отдельного сантехнического прибора. Поэтому производятся шаровые элементы с диаметром 32, 40, 50 и 110 мм. Шаровые обратные клапаны считаются самыми лучшими из-за высокой ремонтопригодности.

Приемные обратные клапаны монтируются в напорные системы на всасывающий трубопровод, расположенный вертикально. Они оснащены сеткой, препятствующей попаданию в насос мелких предметов и твердых частиц. Диаметр такой арматуры может достигать 200 мм.

Рядом со стояком в квартире монтируют клапаны в виде трубы с запорной тарелкой. Когда стоки движутся из квартиры к стояку, они поднимают тарелку. Если канализацией не пользуются, тарелка находится в закрытом положении. При заторе сточные воды начинают движение в обратном направлении— от стояка к сантехническому прибору. Но в квартиру они не попадают — тарелка не открывается. Можно установить в систему так же клапан с принудительным перекрытием обратного потока. Для этого на арматуре имеется ручка.

Запорные элементы из ПВХ называются подъемными, могут быть как с пружиной, так и без пружины. Их можно установить и в вертикальные, и в горизонтальные участки трубопровода. При монтаже следует правильно расположить этот элемент. Направление движения сточных вод указана на корпусе стрелкой.

Правила установки

В многоэтажном доме существуют два варианта монтажа обратной арматуры:

  1. Клапан с большим сечением устанавливается на стояк в подвале (если дом не выше 5-и этажей) или для каждой квартиры первого и второго этажа (на входе трубопровода в стояк).
  2. Кроме того, можно установить эту арматуру для каждого сантехнического прибора или отдельно для ванной и кухни.

В частном доме специалисты советуют устанавливать обратный клапан между септиком и домом. Расстояние и угол уклона трубопровода в этом случае большого значения не имеет.

Особенно важно присутствие в автономной системе канализации обратной арматуры, если септик установлен в частном доме в месте с высоким уровнем грунтовых вод. Для монтажа этого элемента необходим смотровой колодец, который сооружается одновременно с наружным трубопроводом. Если клапан можно достать рукой (глубина залегания системы небольшая), то колодец может быть неглубоким и с небольшим диаметром. Если трубы прокладываются глубоко, сечение колодца должно быть таким, чтобы в него мог спуститься человек.

Кроме того, в доме, так же как в квартире, можно установить такой элемент на каждый сантехнический прибор.

При монтаже следует учитывать, что:

  • стрелочка на клапане должна быть направлена по направлению движения сточных вод (к септику или коллектору);
  • перед монтажом желательно провести испытание арматуры на герметичность (если герметичность нарушена, во время эксплуатации будет возникать шум);
  • в действующую систему канализации эта арматура просто врезается (диаметр клапана должен соответствовать диаметру системы, в противном случае используются специальные переходники);
  • клапан следует установить в систему так, чтобы он был доступен для обслуживания.
Читать еще:  Определение нормальной густоты цементного раствора

Лучше всего, если эта арматура монтируется в систему канализации во время ее установки или замены. При покупке стоит учитывать, что самая дешевая модель далеко не всегда самая лучшая. Потери при затоплении могут оказаться гораздо выше, чем стоимость качественной арматуры. Сегодня можно купить даже фурнитуру с электродвигателем, который работает от бытовой электросети или батарейки. Запирающие элементы в этих устройствах открываются полностью, что предотвращает образование скоплений грязи на бортиках. Если канализация засорилась и труба заполнилась на 70% от своего объема, заслонка автоматически закрывается и подается звуковой и световой сигнал.

После установки обратного клапана можно не волноваться, что при засорении системы канализации нечистоты затопят квартиру до приезда аварийной службы. Кроме того, этот элемент избавляет от неприятного запаха, проникающего в помещения из системы отведения стоков. Но клапан дает стопроцентную гарантию только в том случае, когда засоры образуются из-за неправильной эксплуатации системы. Если во время монтажа трубопровода для отвода стоков допущены ошибки, то его нужно заменить или отремонтировать (если возможно). Иначе может получиться так, что квартиру нечистотами затопят соседи сверху.

Обратный клапан для цемента

Изобретение относится к устройствам, применяемым для крепления обсадных колонн нефтяных и газовых скважин, предназначенным для автоматического заполнения обсадных колонн скважинной жидкостью и уменьшения гидродинамического давления на стенки скважины, снижения веса обсадной колонны на крюке, а также предотвращения обратного движения бурового или цементного растворов из межтрубного пространства в осевой канал труб обсадной колонны.

Известен обратный клапан (см. авторское свидетельство СССР №1218078, М.кл. Е21В 34/10, опубликован 15.03.1986 г. Бюллетень №10) [1], состоящий из корпуса с размещенным в нем седлом под шаровой клапан, дросселя в виде жесткого диска с перекрываемыми диском периферийными отверстиями, подпружиненной втулки, установленной в центральном канале диска, которая выполнена с центральным осевым каналом и окнами в верхней части. Окна частично перекрыты телом диска в исходном положении.

Работа обратного клапана

Обратный клапан включают в состав обсадной колонны без шарового клапана внутри и спускают в скважину с заполнением колонны жидкостью через отверстия в теле шайбы и подпружиненной втулки, с соединением межтрубного пространства с осевым каналом труб обсадной колонны.

При увеличении перепада давления происходит перемещение подвижной втулки вверх с уменьшением сечения окон до нуля и прекращения связи межтрубного и внутритрубного пространства.

Снижение перепада давления втулки усилием сжатой пружины возвращается в исходное положение.

Движение втулки происходит при колебаниях давления, которое выравнивается после сброса давления.

Перед цементированием внутрь колонны сбрасывают шар, который потоком жидкости транспортируется на свое рабочее место с перекрытием потока.

При обратном движении потока шар входит в контакт с эластичной поверхностью седла с предотвращением обратного движения раствора из межтрубного, заколонного пространства внутрь колонны труб.

К недостаткам конструкции следует отнести:

— необходимость проведения подготовительной операции в виде сброса шара с поверхности и доведением его к устройству и пропуску через эластичное седло.

Это требует остановки работы бригады и насосных агрегатов с соответствующими нерациональными затратами рабочего времени.

— после закачки цементного раствора в межтрубное пространство скважины и сброса давления существуют условия, когда гидростатическое давление в межтрубном пространстве намного превосходит гидростатическое давление столба буферной жидкости в осевом канале труб обсадной колонны. В этом случае шар продавливается через эластичное седло в осевой канал труб обсадной колонны, что приводит к перетоку цементного раствора внутрь с ухудшением качества цементирования и необходимостью затрат рабочего времени на удаление цементной пробки из осевого канала труб обсадной колонны.

Известен обратный клапан для обсадных колонн (см. патент РФ №2115798, Мкл. Е21В 34/10, опубликованный 20.07.1998 г.) [2], состоящий из корпуса, снабженного эластичным седлом под шаровой затвор, ограничителя его осевого перемещения с периферийными отверстиями, перекрываемыми кольцевой перегородкой, и центральным клапаном для установки подпружиненного дросселя, пружина которого установлена между его буртом и кольцевой перегородкой. Ограничитель снабжен ловителем шарового затвора, выполненным в виде патрубка с канавкой внутри для размещения уплотнительного кольца. Принято, что по высоте патрубок больше, чем диаметр шарового затвора, а расстояние от седла до верхнего торца патрубка меньше диаметра шарового затвора.

Обсадная колонна снабжается клапаном и спускается в скважину с заполнением осевого канала буровым раствором, поскольку в исходном транспортном положении шар не устанавливается,

После промывки скважины сбрасывают шар с доставкой его потоком жидкости к клапану, с проскакиванием через эластичное седло, с входом в ловитель и размещением в крайнем нижнем положении.

Промывочная жидкость, а затем и тампонажный раствор обтекает верхний торец патрубка с направлением в периферийные отверстия, без абразивного воздействия на шар.

По окончании цементирования обратным потоком тампонажного раствора сначала закрываются периферийные отверстия кольцевой перегородкой, а затем происходит перемещение шара из ловителя с посадкой на седло.

К недостаткам конструкции следует отнести:

— необходимость остановки технологического процесса для сброса шара в скважину с его доставкой в устройство;

Известна конструкция дроссельного обратного клапана (см. А.А. Гайворонский, А.А. Цыбин. Крепление скважин и разобщение пластов. – М.: Недра, 1981 г., стр. 55-59) [3], принятой за прототип.

Клапан состоит из корпуса и упорного кольца, на котором установлена диафрагма, закрепленная с помощью гайки. Для предохранения диафрагмы от повреждений во время прохождения через нее шара, установлен пакет разрезных шайб. На нижнем конце корпуса размещен ограничитель с мембраной и дросселем.

Клапан устанавливается в составе первой снизу трубы обсадной колонны. Шар сбрасывают в скважину при заключительной промывке, перед цементированием.

Шар проходит через диафрагму и садится на ограничитель, не препятствуя при этом промывке скважины, через периферийные отверстия в ограничителе.

После этих операций клапан может выполнять функцию обратного. В период спуска обсадной колонны в скважину, клапан без шара свободно перепускает буровой раствор из скважины в колонну через дроссель ограничителя. По окончании цементирования, за счет разности гидростатических давлений в кольцевом пространстве за обсадной колонной и в осевом канале бурильной колонны труб, шар поджимается к диафрагме и разобщает затрубное и внутритрубное пространство.

К недостаткам конструкции устройства следует отнести:

— после прекращения процесса подачи цементного раствора в межтрубное пространство шаровой клапан отрывается от посадочного места в ограничителе и входит в контакт с резиновой диафрагмой, что приводит к изоляции полости скважины от внутритрубного пространства. Но при некотором избыточном давлении шаровой клапан может быть продавлен через диафрагму в осевой канал обсадной колонны.

В этом случае цементный раствор может быть продавлен в осевой канал труб с затверждением в нем при одновременном снижении уровня цементного раствора в затрубном пространстве и неудовлетворительным цементированием.

Технологический результат, который может быть получен при реализации предлагаемого изобретения, заключается в следующем:

— возможность свободного пропуска через устройство жидкости, глушение при спуске обсадной колонны в скважину;

— возможность подачи через устройство промывочной жидкости, без взаимодействия с потоком шара внутри гильзы;

— применение для изготовления клапана эластичного материала повышает его абразивоустойчивость с обеспечением герметичного контакта с седлом;

— исключение необходимости подачи с поверхности шарового клапана, для перекрытия гидравлической связи полости скважины с осевым каналом труб обсадной колонны, после цементирования скважины;

— наличие продольных ребер внутри стакана обеспечивает центровку клапана в его осевом канале с пропуском промывочной жидкости или цементного раствора через устройство;

— возможность исключения пропуска цементного раствора через осевой канал гильзы в осевой канал труб обсадной колонны из скважины в период ожидания затверждения цементного камня.

Технический результат достигается тем, что обратный клапан состоит из корпуса с седлом и шаровым затвором, патрубка с ограничительным выступом и стопорным кольцом, подпружиненной кольцевой перегородки.

В осевом канале корпуса размещен стакан с продольными ребрами на внутренней поверхности. Шаровой затвор выполнен в виде полусферы из эластичного материала с сердечником внутри, снабженным патрубком, пропущенным через ограничитель и кольцевую перегородку. Внутри патрубка выполнен ограничительный выступ и внутренняя канавка со стопорным кольцом, с гильзой в осевом канале, пропущенной через сердечник и шаровой затвор.

В осевом канале гильзы выполнено седло с шаром с перепускными отверстиями, гидравлически соединяющими ее осевой канал с осевым каналом под седлом в корпусе, в исходном положении.

Конструкция обратного клапана поясняется чертежами, где:

— на фигуре 1 — конструкция устройства в разрезе в исходном положении деталей;

— на фигуре 2 — конструкция устройства в момент заполнения осевого канала труб обсадной колонны;

— на фигуре 3 — взаимное положение деталей устройства в момент подачи скважинной жидкости через устройство в межтрубное пространство скважины.

Устройство состоит из корпуса 1, в осевом канале 2 которого размещен стакан 3 с верхним седлом 4 и ограничитель 5 с циркуляционными отверстиями 6 по периферии, перекрытыми снизу телом кольцевой перегородки 7. На внутренней поверхности стакана 3 по периферии выполнены продольные ребра 8, контактирующие с поверхностью клапана 9, с сердечником 10 внутри, с которым связан патрубок 11, пропущенный сквозь нижнее седло 5 и кольцевую перегородку 7. На нижнем конце патрубка 11 установлена регулировочная гайка 12 и пружина 13.

Читать еще:  Клей цементный для искусственного камня

Внутри осевого канала 2 корпуса 1 размещена пружина 14, опирающаяся на нижнее седло 5 и поджимающая клапан 9 к верхнему седлу 4.

Внутри полого штока 11 размещен центральный клапан, состоящий из гильзы 15, связанной срезным элементом 16 с патрубком 11. В осевом канале 17 гильзы 15 выполнено посадочное седло 18 и установлен шар 19. Сверху осевой канал гильзы 15 перекрыт донышком 20 и связан перепускными отверстиями 21 с полостью осевого канала труб обсадной колонны. На нижнем конце гильзы 15, на его внешней стороне выполнена кольцевая канавка 22. В теле патрубка 11 выполнена внутренняя канавка 23, снабженная стопорным кольцом 24 и ниже расположенным ограничительным выступом 25.

Принцип работы устройства

Устройство включается в состав обсадной колонны на нижнем конце первой трубы и размещается у кровли продуктивного пласта.

При спуске обсадной колонны с устройством в скважину, заполненную жидкостью глушения, последняя через осевой канал полого штока 11 и осевой канал 17 патрубка 15 поступает в осевой канал седла 18 с подъемом шара 19 вверх до контакта с донышком 20.

Поток жидкости глушения через перепускные отверстия 21 поступает в осевой канал труб обсадной колонны в течение всего времени спуска.

Осуществляют подготовку скважины для цементирования и ведут подачу промывочной жидкости в осевой канал труб обсадной колонны.

При этом за счет посадки шара 19 на седло 18 прямой поток жидкости не проходит в осевой канал полого штока 11. Под действием перепада давления клапан 9 отжимается от верхнего седла 4 и перемещается внутри продольных ребер 8 с сжатием пружины 14. Через циркуляционные отверстия 6 в теле нижнего седла 5 жидкость воздействует на тело кольцевой перегородки 7 с ее перемещением вниз вдоль полого штока 11 и сжатием пружины 13. Тем самым пропускают жидкость в скважину с проведением промывки межтрубного пространства.

Осуществляют сброс давления в осевом канале труб обсадной колонны, клапан 9 садится на седло 4 с прекращением гидравлической связи канала обсадной колонны с полостью скважины. При расчетном перепаде давления, воспринимаемом шаром 19 и сечением гильзы 15, происходит разрушение срезного элемента 16, гильза 15 перемещается в осевом канале полого штока 11 до упора в ограничительный выступ 25. При этом разрезное пружинное кольцо 24 входит внутрь кольцевой канавки 22 на гильзе 15 с фиксацией этого положения. Перепускные отверстия 21 в теле гильзы 15 располагаются внутри сердечника 10, что исключает переток цементного раствора из полости скважины в осевой канал труб обсадной колонны. Такую же функцию выполняет кольцевая перегородка 7, поджимаемая к нижнему седлу 5. После ожидания затверждения цементного раствора осуществляют разбуривание устройства с проведением работ по разбуриванию продуктивного пласта и освоению скважины.

Обратный клапан для обсадных колонн, состоящий из корпуса, седла под шаровой затвор, гильзы с уплотнительным кольцом и шаром в осевом канале, ограничителя с отверстиями, подпружиненной ограничительной перегородки, отличающийся тем, что в осевом канале корпуса размещен стакан с продольными ребрами на внутренней поверхности, шаровой затвор выполнен в виде полусферы из эластичного материала, охватывающей сердечник, снабженный патрубком, пропущенным через ограничитель и кольцевую перегородку, в осевом канале выполнен ограничительный выступ и внутренняя канавка с размещенным в ней стопорным кольцом и гильзой, пропущенной через сердечник и шаровой затвор, причем в осевом канале гильзы выполнено седло с шаром, а гильза связана срезным элементом с патрубком и снабжена перепускными отверстиями, гидравлически соединяющими ее канал с осевым каналом в корпусе над седлом в исходном положении.



обратный клапан

Использование: нефтегазодобывающая промышленность, а именно крепление обсадных колонн в скважинах. Сущность изобретения: в корпусе клапана выполнены радиальные отверстия, которые перекрыты подвижной втулкой. Втулка удерживается срезным элементом в крайнем нижнем положении. Запорный орган клапана установлен концентрично подвижной втулке и подпружинен относительно нее. На наружной поверхности втулки выполнены кольцевые проточки, образующие с корпусом замкнутые полости, верхняя из которых заполнена фильтрующим материалом и перекрывает радиальные отверстия корпуса после срабатывания клапана. После окончания цементирования втулка под действием перепада давления поднимается вверх до упора. Напротив радиальных отверстий корпуса располагается фильтрующий материал и происходит отфильтровывание воды затворения из цементного раствора, расположенного вблизи радиальных отверстий. Это способствует образованию в интервале установки клапана высококачественного цементного камня. 1 ил.

Формула изобретения

Обратный клапан, включающий корпус, размещенную в корпусе подвижную втулку с седлом, установленную с возможностью ограниченного осевого перемещения, подпружиненный запорный орган со штоком и срезной элемент, отличающийся тем, что в корпусе выполнены радиальные отверстия, которые перекрыты подвижной втулкой, удерживаемой срезным элементом в крайнем нижнем положении, запорный орган установлен концентрично и подпружинен относительно подвижной втулки, на наружной поверхности которой выполнены кольцевые проточки, образующие с корпусом замкнутые полости, причем верхняя полость заполнена фильтрующим материалом и перекрывает радиальные отверстия корпуса при срабатывании обратного клапана.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно, к цементированию обсадных колонн.

Известен обратный клапан, включающий корпус с боковыми промывочными отверстиями, дросельный узел в виде диска с окнами и подпружиненной пластины, шаровой и тарельчатый запорные органы /1/.

Недостаток известного устройства в сложности его конструкции.

Наиболее близким техническим решением, взятым за прототип, является клапан для обсадной колонны, включающий корпус, втулку с седлом, размещенную во внутренней полости корпуса и установленную с возможностью ограниченного осевого перемещения, подпружиненный запорный орган со штоком, срезной элемент и башмак /2/.

Недостаток известного устройства в сложности его приведения в действие.

Задачей изобретения является повышение надежности работы при одновременном упрощении конструкции клапана.

Поставленная задача решается тем, что в корпусе известного обратного клапана выполнены радиальные отверстия, которые перекрыты подвижной втулкой, удерживаемой срезным штифтом в крайнем нижнем положении, запорный орган установлен концентрично и подпружинен относительно подвижной втулки, на наружной поверхности которой выполнены кольцевые проточки, образующие с корпусом замкнутые полости, причем верхняя полость заполнена фильтрующим материалом и перекрывает радиальные отверстия корпуса при срабатывании клапана. В соответствии с перечисленными отличительными признаками предлагаемый обратный клапан соответствует критерию «новизна».

Предлагаемое изобретение не следует из существующего уровня техники, поэтому оно соответствует критерию «изобретательский уровень».

Предлагаемая конструкция клапана может многократно использоваться при цементировании обсадных колонн, таким образом, клапан соответствует критерию «промышленная применимость».

Изобретение иллюстрируется чертежом
Обратный клапан состоит из корпуса 1 с радиальными отверстиями. Внутри корпуса 1 срезным штифтом 2 закреплена подвижная втулка 3 таким образом, что уплотнительные кольца 4 в верхней части втулки изолируют радиальные отверстия корпуса 1. Концентрично втулке 3 в специальном устройстве 5 закреплен шток 6 запорного элемента 7, который пружиной 8 подпружинен относительно втулки. В нижней части втулки 3 установлен кольцевой уплотнительный элемент 9, а на ее наружной поверхности выполнены кольцевые проточки, верхняя из которых заполнена фильтрующим материалом 10.

Клапан работает следующим образом. Клапан соединяют с обсадными трубами и спускают колонну в скважину. При спуске происходит постоянное заполнение обсадных труб, причем исключаются переливы промывочной жидкости на устье, так как при спуске каждой очередной трубы потоком жидкости запорный элемент 7 поднимается до уплотнения 9 и перекрывает сечение колонны. В процессе остановок для свинчивания труб пружина 8 открывает клапан и в обсадную колонну поступает жидкость из скважины. После спуска обсадную колонну цементируют. По окончании процесса цементированиядавление внутри колонны сбрасывают, за счет разности в плотностях цементного раствора за колонной и продавочной жидкости в колонне возникает перепад давления, запорный элемент 7 /см. фиг.1/ клапана перекрывает сечение колонны, происходит срез штифта 2 и подвижная втулка 3 поднимается до упора в уступ корпуса 1. При этом напротив радиальных отверстий корпуса оказывается верхняя кольцевая проточка на втулке 3, заполненная фильтрующим материалом 10. Из цементного раствора, расположенного в интервале установки клапана, происходит отфильтровывание воды затворения в кольцевую полость, образованную нижней проточкой на втулке 3 и корпусом 1 клапана. За счет потери части воды затворения цементный раствор в интервале радиальных отверстий густеет, теряет подвижность, уплотняется и из него формируется высокопрочны цементный камень.

Предложенный обратный клапан срабатывает в любых условиях, что особенно важно для горизонтальных скважин. Работоспособность клапана обеспечивается тем, что запорный элемент установлен концентрично подвижной втулке.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector