Шаровые краны. Назначение, устройство и требования к ним

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 90⁰. 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 90⁰ по часовой стрелке. Для открытия проходного канала крана ключ поворачивается "влево" против часовой стрелки на 90⁰. 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/_см² 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.