معیارهای انتخاب برای کنترل نشت در دریچه های کنترل حفاری

درک نشت در شیرهای کنترل

نشت در دریچه های کنترل حفاری به جریان ناخواسته مایع هیدرولیک از طریق اجزای دریچه اشاره دارد زمانی که دریچه به طور کامل بسته می شود.این پدیده تاثیر قابل توجهی بر بهره وری سیستم دارد.، ایمنی عملیاتی و طول عمر قطعات. دو نوع اصلی نشت وجود دارد: نشت داخلی بین صندلی های شیر و قطعات متحرک و نشت خارجی از طریق مهر و موم یا اتصال.

علل نشت داخلی

نشت داخلی اغلب ناشی از فرسایش صندلی دریچه، تنظیم نادرست دریچه به صندلی یا آسیب ناشی از آلودگی است.ذرات خیس کننده در مایع هیدرولیکی می توانند صندلی های شیر را با گذشت زمان فرسایش دهند، ایجاد شکاف هایی که اجازه عبور مایع را حتی در صورت بسته شدن می دهد. به طور مشابه، فاصله بیش از حد بین اسپول های شیر و سوراخ ها به دلیل تحمل های تولید یا گسترش حرارتی می تواند به نشت کمک کند.

منابع خروجی خارجی

نشت خارجی به طور معمول در مهر و موم های پویا مانند مهر و موم های میله پیستون یا مهر و موم های استاتیک مانند مهر و موم های فلنج رخ می دهد. عوامل مانند نصب نامناسب مهر و موم،عدم تطابق مواد با مایعات هیدرولیکیهمچنین لرزش ها و بار های شوکی که در عملیات حفاری رایج است، می توانند اتصالات را نرم کنند و منجر به نشت خارجی شوند.

معیارهای انتخاب کلیدی برای کنترل نشت

سازگاری و دوام مواد

دریچه های کنترل ساخته شده از مواد سازگار با مایعات هیدرولیکی و محیط عملیاتی را انتخاب کنید. به عنوان مثال دریچه های فولاد ضد زنگ در مایعات مبتنی بر آب مقاوم هستند.در حالی که پوشش های تخصصی مقاومت لباس در کاربردهای خیس کننده را افزایش می دهند. فشار درجه بندی دریچه را در نظر بگیرید تا اطمینان حاصل شود که بیش از حداکثر فشار سیستم است، جلوگیری از فشار مهر یا شکست قطعات.

کاربرد عملی: در حفاری های معدن که از مواد خیس کننده استفاده می کنند، دریچه هایی با صندلی های فولادی سخت شده و اسپول های پوشش داده شده با کاربید ولتفرمن در مقایسه با قطعات فولادی کربن استاندارد، دوام بهتری را نشان می دهند.کاهش نشت داخلی و خارجی در طول زمان.

طراحی و تکنولوژی مهر

برای دریچه هایی که دارای طرح های پیشرفته مهر و موم هستند و بر اساس نیازهای خاص کنترل نشت هستند، انتخاب کنید.مواد با اصطکاک کم مانند پلی اورتان یا ترکیب PTFE را در نظر بگیرید که یکپارچگی مهر و موم را تحت حرکات با سرعت بالا حفظ می کنند.مهر و موم های ایستاتیک از طرح های حلقه ای با بخش های متناوب بهینه شده برای بهبود مقاومت فشرده سازی استفاده می کنند.

مطالعه موردی: یک شرکت ساختمانی مهر و موم های معمولی میله های پیستون را در سیلندر های بوم حفاری خود با مهر و موم های پاک کننده دوگانه با لبه های یکپارچه شده جایگزین کرد.این اصلاح کاهش نشت خارجی توسط 70٪ با جلوگیری از نفوذ آلاینده و حفظ فشار تماس مهر ثابت.

آزمایش و گواهینامه نشت

اولویت دادن به دریچه هایی که از آزمایش های خروجی دقیق مطابق با استانداردهای صنعت مانند ISO 15848 یا ANSI / FCI 70-2، آزمایش می کنند. این آزمایشات میزان خروجی مجاز را در شرایط کنترل شده تعیین می کنند.تضمین عملکرد قطعاتبه دنبال دریچه هایی باشید که دارای طبقه بندی نشت مستند (به عنوان مثال، کلاس IV یا V) هستند که نشان می دهد مطابق با الزامات سختگیرانه است.

بینش صنعت: استاندارد ISO 15848 کلاس های نشت را بر اساس نرخ های حباب قابل اندازه گیری در دقیقه در هنگام آزمایش با هوا یا نیتروژن تعریف می کند.۳ حباب در دقیقه با فشار مشخص، که آن را برای کاربردهایی که حداقل نشت خارجی را می خواهند مناسب می کند.

استراتژی های پیشرفته برای کاهش نشت

مکانیسم های جبران فشار

شامل دریچه های با فشار جبران شده که سرعت جریان را به طور خودکار تنظیم می کنند تا تفاوت فشار متناوب را در صندلی های دریچه حفظ کنند.این ویژگی نشت داخلی را به حداقل می رساند با جلوگیری از افزایش فشار بیش از حد که می تواند مایع را از طریق شکاف های کوچک مجبور کندطرح های جبران فشار به ویژه در سیستم های چند محرک که در آن کار همزمان بار های نوسان را ایجاد می کند، موثر هستند.

مثال فنی: یک دریچه کنترل جریان با تعویض فشار که در مدار سوئیچ یک حفاری استفاده می شود، با وجود فشار های مختلف بار، جریان ثابت 25 L/min را حفظ می کند.این تضمین می کند که جریان دقیق بدون تولید فشار بیش از حد که می تواند نشت داخلی را افزایش دهد.

پروتکل های نگهداری فعال

برنامه های تعمیر و نگهداری منظم را برای بررسی و تعویض مهر و موم های فرسوده، تمیز کردن قطعات آلوده دریچه و بررسی تراز مناسب دریچه اجرا کنید.استفاده از ابزارهای تشخیصی مانند فشار سنج و اندازه گیری جریان برای تشخیص علائم اولیه نشت، اجازه می دهد تا مداخلات به موقع قبل از مشکلات کوچک به شکست های گران قیمت تبدیل شود.

بهترین روش: یک اپراتور ناوگان اجاره ای با اتخاذ یک رویکرد نگهداری پیش بینی شده، زمان توقف مربوط به نشت شیر کنترل را 40٪ کاهش داد.این شامل بازرسی های ماهانه با استفاده از آشکارسازان نشت فوق صوتی برای شناسایی انتشارات سر و صدا با فرکانس بالا که نشان دهنده فرار مایع است، پس از آن جایگزینی هدفمند مهر و موم یا بازسازی دریچه.

بهینه سازی طراحی سیستم