Самостоятельная установка шаровых кранов. Выбор и монтаж. Шаровой кран, сфера применения

Шаровые краны предназначены для герметизации полости труб при газонефтеводопроявлениях и открытых фонтанов. При вскрытии коллекторов в скважинах с возможным ГНВП на устье необходимо иметь два шаровых крана. Один шаровой кран устанавливается между рабочей трубой и её предохранительным переводником, второй является запасным.

При вскрытии газовых пластов с аномально высоким давлением, сероводородсодержащих горизонтов на буровой должно быть три крана. Один шаровой кран устанавливается между рабочей трубой и вертлюгом, второй – между трубой и предохранительным переводником, третий – запасной.

Все шаровые краны должны находится в открытом состоянии, окрашены в красный цвет и иметь присоединительные размеры, соответствующие колонне труб, спущенных в скважину.

Промышленностью выпускаются шаровые краны с шифрами КШ; КШН; КШВ; КШВН; КШЦ и др.

Конструкция крана шарового цапфового КШЦ – 178 представлена на рис. 26. Кран шаровой состоит из корпуса 2, внутри которого размещены два стакана: верхний 4 и нижний 8. В стаканах устанавливаются две тарельчатые пружины 7 и два седла 1. Между двух сёдел зажимается непосредственно сам шар 3. Шар имеет сквозное цилиндрическое отверстие и две проточки – "полочки" образующие цапфы, которые входят в отверстия, выполненные на стыке двух стаканов. Одна из цапф имеет паз, который входит в кулачковое зацепление с муфтой 6 (узел управления шаром). Другая цапфа входит в контакт с сегментом, установленным в отверстии стакана и ограничивающим поворот шара только до 90 0 . Для поворота шара на "открытие" или "закрытие" заводом поставляется специальный ключ 16 для управления шаром. Вставив ключ в квадратное (или шестигранное) отверстие 14, чтобы закрыть шаровой кран необходимо повернуть ключ на 90 0 по часовой стрелке. Для открытия проходного канала крана ключ поворачивается "влево" против часовой стрелки на 90 0 . Усилие на ключе, при поворачивании шара, регулируется прижимной гайкой 5 и должно составлять 15 – 20 кгс·м. Ключ управления шаром должен находится на видном, легкодоступном месте. Каждый член бригады должен знать местонахождение специального ключа для шарового крана.

Каждый шаровой кран должен иметь технический паспорт завода – изготовителя, Акт опрессовки на рабочее давление, которое проводится не реже одного раза в 6 месяцев и Акт о проведении дефектоскопии не реже одного раза в 12 месяцев.

Обслуживание шарового крана состоит в том, чтобы не реже одного раза в неделю проверять легкость "открытия – закрытия" шарового запорного узла с усилием на ключе 15 – 20 кгс·м, а также вести учёт времени нахождения шарового крана в компоновке колонны при бурении и промывки. При наработке часов шарового крана близкого к моторесурсу (согласно технического паспорта) шаровой кран передают службе главного механика, получая взамен новый шаровой кран. Шаровые краны, бывшие в работе при ликвидации ГНВП, также сдают на ревизию.

Чтобы открыть шаровой кран, находящийся под давлением, рекомендуется после монтажа нагнетательной линии с насосным агрегатом ступенчато поднимать давление над шаром, каждый раз на 25 кгс / см 2 и проворачивать шаровой запорный механизм специальным ключом на "открытие".

Чтобы упростить процедуру по открытию шарового крана находящегося под давлением, Волгоградский завод буровой техники выпустил опытную партию шаровых кранов с системы выравнивания давлений над и под шаровым запорным механизмом. Система выравнивания давлений была выполнена в виде миниатюрного перепускного клапана, установленного в корпусе шарового крана, который каналами в корпусе сообщал полость под шаром с полостью над шаром. Поворотом ключа перепускной клапан "открывался", полости сообщались, давление выравнивалось, и шаровой запорный механизм легко открывался с усилием 15 – 20 кгс·м. Однако, в промысловых условиях, система выравнивания давления не функционировала, так как перепускные каналы диаметрами 3 мм (ограничение толщиной стенок корпуса шарового крана), очень быстро "забивались" буровым раствором.

На протяжении длительного времени в трубопроводах запорная арматура представлялась в виде задвижек и вентилей. Их использование требовало постоянного контроля состояния, а также регулярного техобслуживания. Классификацию запорных механизмов необходимо было дополнить новым устройством, которое бы перекрывало поток, и при этом было бы надежным и долговечным. Устройством, которое отвечает этим запросам, стал шаровой кран.

Шаровые краны - это современный вид трубопроводной запорной арматуры. Запирающий элемент в, в этом устройстве, представлен в форме шара, который осуществляет перекрытие и пропуск потока в трубопроводе. Конструкция устройства состоит из неподвижного корпуса и шара - вращающегося затвора. На сегодняшний день шаровые краны используются при оборудовании магистральных трубопроводов, которые транспортируют нефть и природный газ. Свое применение они нашли в коммунальном хозяйстве в системах газоснабжения, отопления, водоснабжения и канализации.

Основные преимущества шаровых кранов:

1. Невысокая стоимость.
2. Низкое гидравлическое сопротивление.
3. Высокая герметичность.
4. Легкость в эксплуатации.
5. Ремонтопригодность.

Шаровые краны классифицируются по большому количеству признаков. Основные из них:

Форма:
. круглые;
. прямоугольные;
. овальные;
. трапециевидные.

Ход:
. полнопроходные;
. стандартно проходные;
. полупроходные.

Тип рабочей среды:
. Шаровые краны для газа;
. Шаровые краны для воды и пара.

Тип присоединения:
. фланцевые;
. штуцерные;
. муфтовые;
. приварные;
. комбинированные.

Не смотря на такое количество признаков, самое главное различие шаровых кранов определяется по присоединению к трубопроводу. На сегодняшний день чаще всего применяют следующие виды:

1. Фланцевые. Данный тип является универсальным. Он используется во многих габаритных сферах производства, в газовой, химической и нефтяной отраслях, а также в жилищно-коммунальном хозяйстве. Особое внимание заслуживает тот факт, что фланцевые шаровые краны даже при долгосрочной работе и максимальной подаче рабочей среды функционируют стабильно и надежно с высокой степенью герметичности.

2. Муфтовые. В основном этот вид применяется в водопроводных и отопительных системах коммунального хозяйства. Помимо этого его можно применять в системах, которые предназначены для транспортировки газа и самосвязывающихся жидкостей. Необходимо знать, что шаровые краны разделяются по плотности пропускаемой через них рабочей среды.

3. Приварные. Данный вид устанавливается на трубопровод, по которому транспортируются среды с разной степенью агрессивности (от щелочей и кислот и до воды). Приварная запорная арматура используется для управления потоком рабочей среды. Как правило, она устанавливается в труднодоступных местах трубопровода, где нет возможности заменить его. Управление этим видом крана осуществляется либо механически, поворачивая рычаг крана на 90 градусов, либо с помощью редуктора. Этот кран используется в строительстве, химической, нефтяной, пищевой и других производственных отраслях, а также в жилищно-коммунальном хозяйстве.

Шаровые краны сегодня имеют широкое применение. Без их установки не обходится ни одна трубопроводная система. Для сантехнического применения можно приобрести шаровые краны, изготовленные из: различных марок стали (с содержанием молибдена, обычной углеродистой или нержавеющей), латуни, меди, полиэтилена ПНД, полипропилена PPRC и металлопласта PE-RT или PEX.

Уютное жилище должно быть сухим и безопасным. И те, кто когда-то испытал все прелести трубопроводных сюрпризов с испорченным впоследствии ремонтом, как своим, так и своих соседей снизу, или неблагоприятным воздействием газа при его утечке, теперь точно знают, что качество трубопроводных сетей превыше пресловутой экономии. Говоря о качестве трубопроводных сетей, стоит напомнить, что внимание следует уделить не только трубам, но и соединительной и трубопроводной арматуре.

Остановимся более подробно на запорной арматуре. Сегодня она используется практически везде, во всех трубопроводных сетях, предназначенных для транспортировки или распределения жидких и газообразных сред. Запорная арматура позволяет закрыть, открыть или перенаправить поток рабочей среды. В течение многих лет запорная арматура претерпела множество преобразований от незамысловатых вентилей до шаровых кранов, которые сегодня занимают лидирующую позицию на рынке трубопроводной запорной арматуры.

Сфера применения шаровых кранов.

Сфера применения шаровых кранов достаточно широка. Они успешно используются в системах отопления, водоснабжения и газоснабжения, как на бытовом, так и на более масштабном производственном уровне. Широко применяемой стала установка шаровых кранов возле основания стояков (пожарной, хозяйственной, питьевой и иных систем), а также на каждом ответвлении от основного трубопровода. Шаровые краны идеально подходят для использования в трубопроводных системах транспортировки нефти, масел, агрессивных сред, а также промышленных и стоковых вод, пищевых растворов.

Большинство же обычных людей знакомо с шаровыми кранами по воле случая. можно наверняка встретить практически в каждом доме, в котором есть современная бытовая техника: стиральные машины, посудомоечные машины и т.д.; а также установлены счетчики (вода, газ). В данном случае шаровой кран устанавливается на подводках к технике и приборам. В большинстве случаев в жилых помещениях установка шарового крана на водопроводные трубы производится вместе с установкой фильтра тонкой очистки. Благодаря этому вода, используемая для приготовления пищи и других бытовых потребностей, становится намного чище.

Принцип работы шаровых кранов .

Шаровые краны предназначены для полного перекрытия потока рабочей среды и не используются для его регулировки. Если вы хотите, чтобы шаровой кран прослужил вам много лет, необходимо использовать его строго по назначению, в соответствии с правилами, изложенными в инструкции.

Принцип работы шарового крана основывается на перекрытии потока рабочей среды запирающим элементом. Запирающим элементом шарового крана является шар с проходным цилиндрическим отверстием. При повороте запирающего элемента вокруг своей оси - перпендикулярной, относительно неподвижного корпуса шарового крана - происходит открытие или перекрытие доступа потоку рабочей среды. Что касается формы отверстия, то она может быть не только круглой, но и трапециевидной, прямоугольной или овальной. Размер отверстия запирающего элемента также бывает различным в зависимости от сферы применения шаровых кранов и параметров трубопроводной сети.

В зависимости от габаритов и назначения запорной арматуры запирающий элемент шарового крана может быть герметизирован двумя основными способами:

Плавающий шар (для небольших шаровых кранов)
. шар на опорах (для шаровых кранов с большим диаметром)

В некоторых случаях также используются шаровые краны с дополнительными уплотнительными кольцами. Открытие и закрытие шарового крана производится путем поворота рукоятки на 90°.

Модификации шаровых кранов .

Сегодня рынок трубопроводной арматуры насыщен шаровыми кранами различных модификаций, предназначенных для использования во всевозможных отраслях промышленности и в быту. Каждый из них отвечает различным требованиям, рассчитан для работы с определенными рабочими средами при определенном давлении и температурном режиме. Поэтому, при их выборе необходимо четко представлять, какой именно шаровой кран вам необходим.

Классификация шаровых кранов по способу крепления.

Способ крепления шарового крана к трубе различен. Каждый из них приемлем при определенных условиях.

Краны шаровые муфтовые наиболее часто используются для оборудования водопроводных, газопроводных и отопительных систем жилых и общественных зданий. Они удобны, практичны и малогабаритны. Краны шаровые муфтовые легко устанавливать и демонтировать без применения специального оборудования. Кран шаровой муфтовый целесообразно использовать для монтирования в трубы, диаметральное сечение которых не превышает 40-45 мм. Для более габаритных труб лучше использовать краны шаровые фланцевые.

Кран шаровой фланцевый .

Кран шаровой фланцевый используется для монтажа в трубы диаметром более 45-50 мм. Использование при монтаже уплотнительных прокладок обеспечивает высокую герметичность и прочность соединения шарового крана и трубы. Краны шаровые фланцевые обладают высокой степенью прочности и рассчитаны на большие нагрузки.

Краны шаровые фланцевые бывают:

Неразборные - литой корпус;
. разборные - корпус, состоящий из 2-х частей, которые легко разбираются для замены поврежденных деталей (прокладок или запирающего элемента) в случае поломки.

Краны шаровые фланцевые идеально подходят для трубопроводов, рабочей средой которых является нефть или газ.

Кран шаровой штуцерный.

Кран шаровой штуцерный также широко используется в химической, пищевой и других сферах промышленности. Возможность многократного демонтажа делает такие шаровые краны удобными в эксплуатации.

Приварной шаровой кран .

Приварной шаровой кран, в отличие от штуцерного, муфтового или фланцевого, которые желательно устанавливать в местах, где должна быть предусмотрена возможность быстрого демонтажа и починки крана, предпочтителен в местах закрытых, где демонтаж не предусматривается. Приварной шаровой кран устанавливается при помощи сварки, поэтому выполняется исключительно специалистами. Наиболее часто приварной шаровой кран используется в строительстве.

Комбинированный шаровой кран .

Некоторые производители выпускают специализированный вид шаровых кранов - комбинированный. В комбинированных шаровых кранах сочетается сразу несколько способов крепления с трубами.

Классификация по числу патрубков:

Угловые шаровые краны
. проходные шаровые краны
. трехходовые шаровые краны
. многоходовые шаровые краны

Трехходовые шаровые краны используются для перенаправления и смешения рабочих сред.

Шаровые краны практичны и при этом очень компактны, что играет значимую эстетическую роль. Они удобны в использовании, легкий поворот рычага на 90° позволяет моментально перекрыть доступ рабочей среды, что особенно важно при внезапных небольших «авариях», таких как протечка водопроводной трубы или утечка газа.

Шаровые краны износоустойчивы и изготовлены из материалов, стойких к коррозии. Они прекрасно переносят воздействие агрессивных сред. Шаровые краны легко поддаются ремонту и имеют низкую стоимость, по сравнению с другой арматурой данного назначения. Все эти преимущества делают шаровые краны лидерами рынка запорной арматуры.

Долгое время в качестве запорной арматуры в трубопроводах использовалисьвентили изадвижки. При их эксплуатации необходим был постоянный контроль состояния и техобслуживания. Однако проводить такой контроль было нелегко и затратно: традиционная трубопроводная арматура являлась крупногабаритной и тяжелой. Регулярно возникающие с ней проблемы настойчиво требовали создать легкую, удобную, надежную альтернативу. Таким устройством оказался шаровый кран: фланцевый, с резьбовым присоединением к трубе, под приварку и т. д.. Что такоешаровый кран? Это устройство, имеющее запирающий элемент в виде шара, который перекрывает поток в трубопроводе или пропускает его. Сегодня шаровые краны используют при обустройстве магистральных трубопроводов, транспортирующих природный газ, нефть, а также в коммунальном хозяйстве (это касается как газоснабжения и отопления, так и систем водоснабжения-канализации).

Какие достоинства у шаровых кранов?

Шаровый кран, в отличие от своих предшественников, имеет массу плюсов. Основные из них - невысокая стоимость, меньшее гидравлическое сопротивление, высокая герметичность, небольшие размеры. Кран легок в установке, надежный и долговечный в эксплуатации, легко открывается и закрывается благодаря инновационным уплотнениям. Он компактен, а контролировать положение затвора в нем можно визуально. Кроме того, шаровый кран (фланцевый, муфтовый или любой другой) можно быстро и просто отремонтировать без демонтажа благодаря разборному корпусу.

Виды шаровых кранов

Состоит шаровый кран из неподвижного корпуса и вращающегося затвора (шара). По типу присоединения устройство может быть фланцевым, штуцерным, муфтовым, комбинированным и приварным. Эту арматуру также делят на полнопроходную и стандартно проходную. По форме она бывает круглой, прямоугольной, трапецеидальной и овальной. Кроме того, шаровые краны отличаются по типу рабочей среды (газовый кран, кран для воды и т. д.) и исполнению корпуса (стальные, латунные). Что касается герметизации запора, то тут шаровые краны делятся на две категории: с шаром на опорах и плавающим. Одним из наиболее часто используемых видов арматуры сегодня является шаровый кран фланцевый. Его применяют при строении кораблей, в нефтяной, пищевой и многих других отраслях промышленности. Рабочей средой в трубах при использовании фланцевого шарового крана могут быть газо- и нефтепродукты, различные жидкости.