
Клапанный узел — ключевой компонент одностороннего регулирования гидравлической части бурового насоса нефтепромыслового назначения. Он состоит из тарелки клапана, седла клапана, уплотнительных колец, направляющих элементов и других деталей и устанавливается в полости пятиходовой клапанной коробки.
Клапанный узел — ключевой компонент одностороннего регулирования гидравлической части бурового насоса нефтепромыслового назначения. Он состоит из тарелки клапана, седла клапана, уплотнительных колец, направляющих элементов и других деталей и устанавливается в полости пятиходовой клапанной коробки. В процессе бурения клапанный узел автоматически открывается и закрывается под давлением бурового раствора, обеспечивая односторонний всасывание и нагнетание бурового раствора; совместно с возвратно-поступательным движением поршня он обеспечивает циркуляцию бурового раствора, точно переключает направление потока, поддерживает стабильное давление в насосе и предотвращает обратный поток раствора высокого давления. Это ключевой элемент, обеспечивающий создание высокого давления и непрерывную подачу бурового раствора насосом; он напрямую определяет подачу насоса и стабильность давления.
Условия эксплуатации клапанного узла очень тяжёлые: он длительно работает внутри клапанной полости высокого давления и многократно воспринимает удары бурового раствора и знакопеременные нагрузки высокого давления. Среда содержит большое количество обломков породы, твёрдых частиц кварцевого песка и других абразивных включений, поэтому уплотнительные поверхности тарелки и седла клапана постоянно подвергаются эрозионному износу. На нефтепромысловых площадках работа в основном ведётся круглосуточно и непрерывно, без остановки оборудования; высокочастотные ударные нагрузки при открытии и закрытии, коррозионное воздействие среды и вибрация оборудования действуют совместно. К твёрдости уплотнительных поверхностей, износостойкости, ударной стойкости и надёжности уплотнения предъявляются очень высокие требования. При размыве уплотнительной поверхности и отказе уплотнения возникают обратный поток, падение давления насоса и недостаточная подача, что напрямую влияет на процесс бурения.
Технология производства и сборки точная и строгая. Для седла и тарелки клапана используются кованые заготовки из высокоизносостойкого сплава; ковка измельчает зерно и устраняет внутренние дефекты рыхлости. После черновой обработки выполняется улучшающая термическая обработка с поверхностным упрочнением, что повышает вязкость основы и износостойкость рабочих поверхностей. На оборудовании с ЧПУ выполняется чистовая обработка уплотнительных конических поверхностей и направляющих сопрягаемых поверхностей; строго контролируются допуски формы и расположения уплотнительных поверхностей. Уплотнительные поверхности подвергаются точной доводке, что обеспечивает равномерную и герметичную линию контакта. После отдельного контроля и приёмки все детали очищаются, подбираются и собираются в комплект согласно требованиям техпроцесса; контролируются монтажные зазоры, что обеспечивает лёгкое открытие и закрытие без заедания.
Контроль качества охватывает всю цепочку — от обработки деталей до сборки узла. При входном контроле сырья проводятся анализ материала и ультразвуковая дефектоскопия. В процессе обработки отдельных деталей пооперационно проверяются размеры и точность уплотнительных поверхностей. После сборки узла выборочно проверяется прилегание уплотнений и проводится гидравлическое испытание под давлением с выдержкой для подтверждения односторонней герметичности; готовая продукция проходит магнитопорошковую дефектоскопию для выявления трещин. На основе системы качества ISO 9001 ведётся прослеживаемая документация на продукцию. Изделие подходит для буровых насосов серии F и способно длительно выдерживать промысловые условия бурения с высоким давлением, интенсивной абразивной эрозией и высокочастотными ударами, сокращая простои из-за частой замены деталей.