Тарельчатый клапан К2А (01.00 000) — одна из важнейших частей любого бурового насоса, которая участвует в сложном и слаженном процессе нагнетания жидкости в магистраль. Хотя сам по себе клапан занимает в общем механизме совсем немного места, именно от него зависит сохранность всего узла.
Для чего нужен
Принцип работы любого поршневого или плунжерного насоса заключается в циклическом повторении одной и той же последовательности фаз:
- Впускной клапан открывает доступ в цилиндр для источника жидкости;
- Поршень отходит назад, втягивая жидкость внутрь цилиндра;
- Впускной клапан закрывается, открывается выпускной;
- Поршень движется вперед, выгоняя жидкость в магистраль через выпускной клапан.
За счет того, что эта последовательность повторяется очень быстро, непрерывно и сразу на нескольких цилиндрах, обеспечивается постоянный и равномерный поток. Это означает, что в системе не происходит никаких значимых рывков, толчков, исключен гидроудар, который может разрушить оборудование.
Но для того чтобы все работало без сбоев, каждый элемент в этом цикле должен отрабатывать свою часть точно, четко и полностью. И клапанов это касается в первую очередь, ведь на них приходится львиная доля создаваемого системой давления.
Как устроен
Несмотря на важную роль, сам по себе клапан устроен довольно просто и надежно:
- Основой всего выступает тарель: специальная деталь с опорными зубцами с одной стороны и слегка выгнутой круглой поверхностью с другой. На нее устанавливаются остальные детали.
- Уплотнение. Обеспечивает герметизацию соединений между деталями.
- Нажимная шайба. Прижимает уплотнение к тарели.
- Замковая шайба. Служит для окончательной фиксации деталей между собой.
Клапан работает за счет собственного веса и встроенной пружины, поэтому для него нет необходимости создавать какие-либо дополнительные приводы. Система функционирует благодаря хорошо просчитанным физическим взаимодействиям.
Это сказывается и на скорости срабатывания: поскольку нет никакого промежуточного модуля, который бы управлял движением частей, оно начинается моментально, как только изменяется соотношение сил в системе. А значит, нет никаких задержек.
Зачем нужно менять
Клапаны, хоть и делаются из довольно прочных материалов, испытывают огромные нагрузки, причем эти нагрузки — постоянные. Любой материал подвержен естественному износу, если он функционирует в движущейся системе. Особенно если эта работа предполагает трение, большие скорости и высокое давление. И именно эти дополнительные факторы как раз присутствуют в полной мере в работе буровых насосов.
Добавим, что на буровых работа ведется непрерывно, с длинными циклами, когда оборудование работает без остановки. Поэтому критический естественный износ наступает здесь намного раньше, чем во многих других сферах: просто за счет интенсивности производства.
Наиболее подвержены этому износу уплотнители и пружины: они легче всего истираются и теряют упругость.
При соблюдении графика плановых осмотров срок службы клапанов можно продлить, если вовремя выявлять износ и заменять изношенные части. Клапан разбирается, а запасные части для него есть в продаже.
Если же осмотры не проводятся, то повышается риск выхода клапана из строя. Это грозит падением производительности насоса, но кроме того — и серьезными авариями, последствия которых ликвидировать будет намного дороже, чем заменить один клапан. Высокое давление при поломках может разрушить цилиндр, повредить магистраль, привести к гидроудару в системе и вывести из строя другие узлы и агрегаты.