Принцип работы поплавкового клапана типа Dart в нефтяном бурении
Обзор основных функций
Поплавковый клапан типа "дротик" служит важнейшим средством предотвращения внутреннего разрыва благодаря интеллектуальному механизму открытия-закрытия, выполняющему три ключевые функции:
-При нормальной циркуляции: Сохраняет открытое положение для неограниченного потока грязи
-При подключении: Предотвращает обратный поток шлама для защиты насадок долота
-Во время ударов/выбросов: Автоматически закрывается для создания барьера для бурильной колонны
Механизм поэтапной работы
1. Нормальная фаза бурения - клапан открыт
| Рабочее состояние | Положение клапана | Гидравлическое действие | Путь потока грязи |
| Работа насосов | Принудительное открытие | Давление грязи > преднатяг пружины | Нормальное кровообращение сверху вниз |
| Высокая скорость потока | Максимальное открытие | Гидравлическая сила сжимает пружину | Минимальное сопротивление потоку |
| Принцип работы: |
Буровые насосы создают гидравлическое давление, толкающее дротик вниз под действием силы пружины, создавая максимальную площадь потока при минимальном сопротивлении.
2. Операции по подключению - автоматическое предотвращение обратного потока
| Фаза эксплуатации | Действие клапана | Функция защиты | Результат |
| Остановка насоса | Закрытие с помощью пружины | Предотвращает статический обратный поток | Блокирует путь возврата |
| Во время подключения | Полностью герметичный | Предотвращает попадание черенков | Поддерживает чистоту струн |
Ключевая технология:
Пружинная конструкция с преднатягом: Обеспечивает мгновенную реакцию при остановке насосов
Коническая структура уплотнения: Создает жесткое уплотнение между металлом и металлом
3. Ситуации выбивания/вытекания - аварийное уплотнение
| Аномальное состояние | Спусковой механизм | Действие уплотнения | Результат безопасности |
| Возникновение ударов | Привод дифференциального давления | Автоматическое быстрое закрытие | Предотвращает приток жидкости |
| Аварийный взрыв | Двойное действие | Синергия пружины и перепада давления | Двойное защитное уплотнение |
Механизмы безопасности:
Датчик перепада давления: Автоматическое закрытие при повышении давления в затрубном пространстве
Быстрое реагирование: Завершает герметизацию в течение 0,5-2 секунд
Основные компоненты Функциональный анализ
Система компенсации пружин
Регулировка предварительной нагрузки: Изменяет чувствительность закрытия в зависимости от глубины скважины
Устойчивость к усталости: Высокий срок службы обеспечивает надежность
Температурная адаптация: Стабильная работа при температуре от -50°C до 175°C
Технические параметры и показатели эффективности
Выбор номинального давления
| Состояние скважины | Рекомендуемый рейтинг | Применяемая глубина | Специальные требования |
| Обычное бурение | 5,000psi | ≤5 000 метров | Стандартная конфигурация |
| Глубокие/ сверхглубокие скважины | 10,000psi | >5 000 метров | Улучшенный дизайн |
| Пласты высокого давления | 15,000psi | Зоны высокого давления | Специальная сертификация |
Показатели обеспечения эффективности
Выбор материала: Корпус из легированной стали 4140 с поверхностной закалкой
Испытание на герметичность: 100% заводское испытание давлением
Сертификация API: Соответствует стандарту API Spec 7-1
Отслеживание качества: Уникальные серийные номера для отслеживания всего жизненного цикла
Рекомендации по применению в полевых условиях
-Требования к установке
Подключение непосредственно над буровой колонной или в бурильной колонне
Обеспечьте чистоту и отсутствие мусора на пути потока.
Затяните до указанного момента
-Точки обслуживания
Регулярные проверки работоспособности пружин
Очистите конические уплотнительные поверхности
Записывайте часы работы и своевременно производите замену
