Газлифтті клапандар

Газлифт ұңғымаларын ұңғымаларын пайдаланудың қазіргі технологиясы –арнайы конструкциясы тереңдік клапандарды қолданумен тығыз байланысты, оның көмегімен құбыр және құбыраралық кеңістік арасындағы байланыс орнатылып және үзіледі және газдың газдың СКҚ-ға кіруі реттеледі. Қазіргі таңда әр түрлі кострукциялы тереңдік клапандардың көптеген саны бар.

Сурет 1. Серіппелі клапанның принципиалды сұлбасы.

Барлық клапандар өзінің тағайындалуы бойынша уш топқа бөлінеді.

1. Газлифтті ұңғыманы жіберу және оны игеруге арналған жіберу клапаны

2. Газлифт ұңғыманың үздіксіз және периодты жұмыс үшін жұмыс клапандары, газдың СКҚ-ға кіру тұсын сатылы өзгерту жолымен ұңғымадағы жағдайдың өзгеруі кезінде, олардың жұмыс режимін оптимизациялау. Периодты пайдалану кезінде, осы клапандар арқылы, клапан үстіндегі белгілі биіктігі бар сұйық бағанасы жиналған сәттерде газ СКҚ-ға ағады және осы клапандар, сұйық СКҚ-дан жер бетіне тасталған кезде, газдың кіруін жауып тоқтатады.

3. Құбыраралық кеңістіктегі сұйық деңгейін клапаннан біршама тереңдікке төмендікке төмен ұстап тұруға арналған ұштық клапандар, олар клапан арқылы газдың СКҚ-ға бірқалыпты өтуін қамтамасыз етеді және бүлкілдеуді алдын-алады. Ұштық клапандар құбыр бағанасының башмагы тұсында орнатылады.

Конструкциялық жасалу жағынан газлиф клапандары әр түрлі. Серпінді элемент ретінде серіппе (серіппелі клапан) немесе сильфонды камера, оған күн бұрын белгілі қысымға дейін азот айдалады (сильфонды клапан) қолданылады. Бұл клапанда серпінді элемент болып сығылған азот атқарады. Сильфон және серіппе қосылған аралас клапандар да болады, істеу принципі бойынша клапанның көбісі дифференциалды болып келеді, яғни СКҚ-ғы клапан деңгейінде және құбыраралық кеңістіктегі қысымдар айырмасына байланысты ашылып, жабылады. Олар жіберу және жұмыс клапандар ретінде қолданылады. Мұнай өндірістің отандық практикасында практикасында серіппелі клапандар шығарылып (А.П. Крылов және Т.В. Исаков) және Баку мұнай кешкенінде сыналды.

Серіппелі дифференциалды клапан (1-сур) СКҚ-дың сыртында орналады. Оның негізгі 1 және көмекші 2 штуцері болады. Газ саңылау 3 арқылы кіреді, саңылау санын өзгертуге болады. Штоктың 4 екі ұшында екі клапан бастары орналасқан, және керілуі гайкамен 6 реттелетін пружиналар штокты төменгі штуцерге 2 қысып ұстап тұрады. Осылай, клапан қалыпты ашық. Ол ашылған кезде, газ саңылау 3 және штуцер 1 арқылы СКҚ-ға өтіп, ондағы сұйықты газдандырады. Нәтижесінде СКҚ-ға қысым Р_т түседі, ал Р_к тұрақты қалады. Пружинаның керілуін F_n жеңіп, клапанды жабуға тырысатын күш болады. Егер f₂ –төменгі штуцердің қимасының ауданы, Р_т-клапан ішіндегі қысым (үйкеліс кезіндегіжоғалтуларды ескермейміз), ол Р_к –төменгі клапанға әсер ететін қысым болса, онда клапанның жабылу шарты былай жазылады

немесе (1)

мұндағы серіппе күшін F_n жеңетін және клапан,жабылатын қысымдар айырмасы. Жабылғаннан кейін, жоғары басы штуцерге 1-қысылады, оның ауаны f₁ f₂ біршама үлкен. Жабылу кезінде, штуцерден төмен клапандағы қысым Р_ктең болады. Ол жоғарғы штуцердің үлкен ауданына F₁ әсер етіп, клапан жабық күйде тұрабы мына жағдайда

(2)

болғандықтан (2)сәкес клапан қысымдардың аз айырмасы Р_к-Р_т кезінде де жабық тұрады. Айырманың Р_к-Р_т белгілі минимумға дейін азаюы кезінде, пружина (Р_к-Р_т) күшін жеңіп, клапан ашылады. Осы қысымдардың айырмасы ашатын айырма деп аталады. Осылай, клапанның ашылуы мына шарт кезінде орындалады

(3)

(1)және (2) салыстырып, ескере отырып, екенін көруге болады.

және шамаларын пружинаның керілуін реттейтін гайка 6 арқылы өзгертіп, және де штуцердің 2 қймасын өзгерту арқылы реттеуге болады. Клапанның газды өткізу қабілеті саңылаудың 3 саны мен өлшемімен реттеледі. Клапанның маңызды сипаттамасы болып, клапандағы қысымдар өзгерісінен оның өткізу қабілетінің тәуелділігі. (9-сур.). Клапанның жабылып және газды кесіп тастау сәтіне, құбыраралықтағы сұйық деңгейі келесі клапанды ашады, ол алдыңғы жабықтың орнына іске кіріседі.

Сильфонды клапандар екі типті болады:

Құбыраралық кеңістіктегі қысымнан _Рк жұмыс жасайды;

СКҚ-ғы қысымнан Р_т жұмыс жасайтын.

Р_к қысымымен басқарылатын, сильфонды клапан, Р_с қысымымен азотпен зарядталған сильфонды камерадан 1 тұрады. Сильфонның тиімді қимасының ауданы . Штокта 2 клапан 3 бар, оның седлосының қимасы . Газ штуцерлі саңылау 4 арқылы құбыраралық кеңістіктен СКҚ-ға клапан арқылы өтеді.

Клапан жабық кезде, мұндағы Р_к қысым сильфон ауданына әсер етеді, клапан ауданын алғанда.

2-сурет. Қысым өзгерісінен клапан арқылы газ шығынының тәуелділігі.

3-сурет. Құбыраралық кеңістіктегі қысыммен басқарылатын клапанның принципиалды сұлбасы.

СКҚ жағынан ауданына Р_к қысымы әсер етеді. Осы екі күш клапанды ашуға тырысады. Ашуға ауданына әсер ететін, сильфондағы газ қысымы Р_с бөгет болады. Клапанның ашылуы жүреді,егер

(1)

Мына қысм кезінде клапан ашылады

(2)

немесе

(3)

Оң алымын және бөлімін бөліп және / =R белгілеп аламыз

(4)

Бұл клапан ашылатын кездегі, құбыраралық кеңістіктегі қысым. Р_с –сильфонның зарадталу қысымына қатысты (4) есептеп мынаны табамыз

(5)

Құбыраралық кеңістікте қысымды беру кезінде, клапанды (Р_к)_от ашу үшін, жер бетінде зарядтау кезінде сильфонды камерада жасау қажетті қысым.

Клапан ашылғаннан кейін, клапан ішіндегі қысым сильфонның барлық ауданына әсер етеді, сол үшін келесі күштер теңдігі дұрыс

Клапанның жабылуы алдында, сильфон астында жабу қысымы (Р_к)_зак болу қажет

яғни, осыдан

Онда ашылу және жабылу өзгерісінің айырмасы келесіге тең

(5)-ке Р_с мәнін қойғаннан соң, (4) сәйкес табамыз

немесе (6)

(6)көрініп тұрған, клапанның жалпы сипаты анықтайтын жалпы сипатын анықтайтынмаңызды шама.

Әдетте, седлосының диаметрі 3-тен 12мм дейін, ал R 0,008-ден 0,5 дейін аталықта болады. Бірақ нақты R шамасы, газдың клапандағы үйкеліс күшінің ескерілмеуінен, (6) формуламен есептегеннен кіші. Яғни, R тиімді мәні нақтыдан кіші. Кішілігі 6-7% құрайды. Осылай, құбыраралық кеңістіктегі қысымды өзгерте отырып, жұмыс клапанын басқаруға болады, яғни оны ашу немесе жабу.

Құбырдағы қысым өзгерісіне сезімтал клапанның принципиалды сұлбасы 4-сур. көрсетілген. Онда,сильфонға әрқашан құбырда орнаған Р_т қысымы әсер етеді. СКҚ ішіне сұйық жиналған кезде, және сәйкес қысымның артуы, сильфонның қарсыласуын жеңіп, клапан ашылады, газ құбыраралық кеңістіктен СКҚ-ға кіреді. Ашылудан кейін,Р_т қысымы сильфонның барлық ауданына әсер етеді. Құбырдағы қысым белгілі шамаға төмендеген кезде, клапан жабылады, себебі сильфон жағынан әсер ететін күш, клапан камерасы жағынан әсер ететін күшке қарағанда үлкен болады. Аралас клапандардың сильфонға қосымша цильиндр серіппелері бар, ол жүктеменің бір бөлігін өзіне қабылдайды. Бұл сильфонды оған әсер ететін тік және кері жүріс кезінде қысымдар өзгерісіне сезімталдығын арттырады.

4-сурет. Құбырдағы қысыммен басқарылатын клапанның басқарылатын сұлбасы.

 

 

Негізгі.: 1. [308-313], 3. [545-551], 1. [313-319], 3. [551-558]

Бақылау сұрақтары:

1. Башмакты деңгейге түсіру тереңдігі қалай анықталады?
2. Лифттің қандай конструкциясы үшін, көтергіш жұмысын сақиналы жүйеден орталық жүйеге ауыстырған тиімдірек?
3. Жіберу саңылауларының тереңдігі қалай анықталады?
4. Клапандар өздерінің тағайындалуы бойынша қандай топқа бөлінеді?
5. Клапандар конструкциялық жасалуы бойынша қандай топқа бөлінеді?
6. Клапандар жұмыс сипатына қарай қандай топқа бөлінеді?
7. Клапандар қысымның әсер етуі бойынша қандай топқа бөлінеді?