клапаны буровых установок

Вот уже лет десять работаю с обвязкой бурового оборудования, и до сих пор сталкиваюсь с тем, что многие инженеры воспринимают клапаны как расходники — мол, заклинило, заменил и забыл. А ведь именно в этих узлах кроются причины 30% незапланированных простоев. Особенно это касается установок с гидравлическим приводом, где любой перепускной клапан работает на износ.

Конструктивные особенности, которые не бросаются в глаза

Возьмем, к примеру, предохранительные клапаны буровых установок серии СБД — у них уплотнительная группа изначально рассчитана на вибрационные нагрузки, но только при условии использования оригинальных манжет. Как-то на объекте в Ямале пытались сэкономить, поставили китайские аналоги — через двое суток шток начал подтекать. Разобрали — оказалось, материал не держит резкие перепады температур.

Еще нюанс: многие забывают, что пружинные клапаны требуют калибровки под конкретную плотность бурового раствора. Видел случаи, когда при переходе с водной эмульсии на полимерную систему клапаны начинали срабатывать с опозданием на 2-3 атмосферы. Причем в паспорте оборудования этот момент часто упускают.

Кстати, о температурном режиме — зимой в Заполярье сталкивались с замерзанием конденсата в золотниковых узлах. Пришлось модифицировать обогрев трубопроводов, вынося датчики непосредственно на корпуса клапанов буровых установок. Мелочь, а без нее работа встает.

Практические кейсы из северных месторождений

На Ванкоре в 2019 году пришлось перебирать всю гидравлику буровой Уралмаш 5000 — заказчик жаловался на рывки при подъеме колонны. Оказалось, проблема в редукционных клапанах распределительной системы — производитель поставил версии для умеренного климата, а арктические морозы изменили жесткость возвратных пружин.

Тут вспоминается, что компания АО Байшитэ Аренда Оборудования (Шанхай) как-раз предлагала адаптированные решения для сложных условий, но тогда мы пошли другим путем — заказали кастомные пружины у отечественного производителя. Впрочем, их сайт https://www.baist-er.ru стоит иметь в закладках — там есть интересные наработки по защите гидравлических систем.

Кстати, о аренде — сейчас многие буровые подрядчики предпочитают брать оборудование в лизинг, и здесь важно проверять историю обслуживания каждого узла. Как-то раз получили установку, где в клапанах буровых установок были смешаны масла разных групп — пришлось полностью промывать систему.

Типовые ошибки монтажа и эксплуатации

Самая распространенная беда — установка запорной арматуры без учета направления потока. Особенно критично для обратных клапанов шарикового типа — если поставить их 'задом наперед', система будет работать с перегрузкой 15-20%.

Еще момент: при замене уплотнений часто перетягивают фланцевые соединения — это приводит к деформации седла клапана. Проверял на стенде — лишние 10 Н·м момента затяжки снижают ресурс уплотнительной пары на 30%.

Заметил, что в последнее время участились случаи коррозии штоков в морских условиях. Стандартные хромовые покрытия не выдерживают соленые туманы — приходится либо переходить на нержавейку, либо использовать специальные чехлы. Кстати, на том же https://www.baist-er.ru видел интересные решения по антикоррозийной защите для оборудования в агрессивных средах.

Взаимосвязь с другими системами буровой

Мало кто учитывает, что работа клапанов буровых установок напрямую влияет на точность системы измерения параметров скважины. При дребезге запорной арматуры в гидравлике возникают скачки давления, которые искажают показания датчиков.

Особенно чувствительны к этому современные системы управления — видел, как из-за изношенного клапана циркуляционной системы 'глючил' весь телеметрический комплекс. Пришлось ставить дополнительные демпферы пульсаций.

Интересный момент: при интеграции нового бурового оборудования от АО Байшитэ Аренда Оборудования (Шанхай) обратил внимание, что они сразу закладывают резервные линии обвязки — это разумно, позволяет проводить ремонт без остановки основных процессов.

Перспективные разработки и личные наблюдения

В последние годы появились клапаны с электронным управлением, но на практике они пока уступают механическим по надежности. Испытывали одну такую систему — при -40°C электроника начинала давать сбои.

Зато прогресс в материалах радует — керамические пары трения в золотниковых узлах показывают ресурс в 2-3 раза выше стальных. Правда, требуют более тонкой фильтрации рабочей жидкости.

Если говорить о трендах, то все больше производителей переходят на модульную конструкцию клапанов буровых установок — это действительно удобно при ремонте. Не нужно менять весь узел, достаточно заменить изношенный картридж.

Кстати, наблюдаю, что такие компании как АО Байшитэ Аренда Оборудования (Шанхай) постепенно расширяют линейку арендуемого оборудования — сейчас уже можно получить не просто установку, а комплекс с предустановленными системами мониторинга состояния гидравлики. Для вахтовой работы это бывает оптимальным решением.