Ылардың нығыздауыштары – пакерлер

Пакерлер оқ пан бойындағ ы аумақ тарды тікелей ажырату жә не тізбектің бұ зылғ ан аймақ тарын герметизациялау ү шін қ олданылады. Олар ұ ң ғ ыма ішінде профилактикалық тексерусіз жә не жө ндеу жұ мыстарынсыз бірнеше сағ ат (мысалы, қ абатты сұ йық пен жару кезінде), бірнеше ай (мысалы, жылутасығ ыштарды енгізген кезде), немесе бірнеше жыл (мысалы, ә ртү рлі ө ндіру технологиялары ү шін) жұ мыс істеуге арналғ ан. Ұ ң ғ ымалық нығ ыздауыштар – пакерлер пайдалану кезінде шегенделген бө лікте ұ сталынып, ал бұ рғ ылау жұ мыстары кезінде оның шегенделмеген бө лігіне орналастырылады.

Пакерлердің қ абылдайтын қ ысымдары 7 МПа -дан 70 МПА -ғ а дейінгі аралық та болады. Ортаның температурасы оны пайдалану кезең інде 40-100⁰С аралығ ында, ал қ абатқ а жылулық ә сер ету кезінде 300...400⁰С -қ а дейін жетеді. Қ алыпты жағ дайда пакердің жұ мыс істейтін ортасы мұ най мен газдың орын алу себебінен коррозияғ а ұ шырайды, сондық тан пакердің элементтерін мұ қ ият таң дау қ ажет. Сонымен қ атар, тұ з, гидрат, смолалардың шө гуі жә не ө німдердегі механикалық қ оспалардың орын алуы пакердің жұ мысын одан ә рі қ иындатады.

Пакердің жә не оның элементтерінің функционалды қ ызметі мынадай: ұ ң ғ ыма оқ панын бө лу жә не герметизациялау; қ ысымның ө згеру себебінен пайда болатын осьтік жү ктемелерді қ абылдау. Бұ л функцияларды орындау ү шін пакердің конструкциясы оның элементтерін ұ ң ғ ымағ а тү сіру, орнату жә не демонтаждау кезінде басқ ару жұ мыстарын жү ргізуге мү мкіндік беруі қ ажет; кейбір технологиялық операцияларды (мысалы, ажыратқ ыш пакерде сұ йық тың ө ту мү мкіндігін жою) орындау. Осының бә рін ескеріп оның структуралық сұ лбасын келесі элементтерден қ ұ растырады: нығ ыздаушы элементтер, пакердің тірегі, пакерді басқ ару жү йесі, технологиялық қ ондырғ ылар.

Қ олдану шартына байланысты элементтердің конструкциялық орындалуы ө згеруі мү мкін. Пакердің негізгі элементтерін қ арастырайық. Оның тү рлі элементтері 1.13-суретінде кө рсетілген.

Нығ ыздаушы элементтер. Бұ л элементтердің ә ртү рлі орындалуы 1.12 а жә не б суреттерінде кө рсетілген. Пакердің конструкциясында бір немесе бірнеше нығ ыздаушы элементтер болуы мү мкін.

1.12-сурет. Конструкциялары ә ртү рлі пакерлердің сұ лбасы:

а – осьтік жү ктемелер ә сер еткенде тығ ыздаушы элементті ашатын жә не шегендеуші тізбектегі шлипсті тірегі бар пакер; б - ө здігінен нығ ыздалатын пакер; 1 - тө лкедегі жарық шақ; 2 – штифт; 3 – тө лке; 4 - пружина; 5 – пакер тогы; 6, 7 – нығ ыздаушы элементтер; 8 – конус; 9 – шлипсті ұ стағ ыш

Конструкциялық орындалуына байланысты пакерлер келесі тү рлерге бө лінеді:

1. Осьтік жү ктеменің ә сер етуінен деформацияланатын элементтер. (1.13, а -сурет). Мұ ндай нығ ыздауыштар ү шін материал ретінде резина, графитпен қ анық қ ан асбест мата (1.13, б -сурет) жә не жоғ ары температуралар ү шін – қ орғ асын қ олданады. Осьтік жү ктемелерді қ ұ быр тізбегінің салмағ ы немесе поршень арқ ылы пайда болатын қ ысым айырмасы тудыруы мү мкін.

1.13-сурет. Нығ ыздаушы элементтердің ү лгісі

2. Ішінде артық қ ысым пайда болғ ан кезде ашылатын элементтер (1.13, в -сурет). Мұ ндай нығ ыздаушы элементтер ү шін материал ретінде негізінен резина қ олданады.

3. Ө здігінен тығ ыздалатын элементтер (1.13, г -сурет). Мұ ндай нығ ыздауыштар ү шін де қ олданатын негізгі материал – резина.

Нығ ыздаушы элементтердің алғ ашқ ы екі тү рі СКҚ -ң жеткілікті салмағ ы кезінде шегендеуші қ ұ бырларғ а мұ қ ият жабысады. Бұ л жағ дайда қ ұ бырлар тізбегінің тө менгі жағ ының бө лігі тігінен бү гіледі.

Соң ғ ы екі тү рінің артық шылығ ы ретінде олардың ашылуы ү шін СКҚ тізбегінің салмағ ының шегендеуші қ ұ бырлар тізбегіне ә сер етуінің қ ажеті жоқ. Мұ ндай нығ ыздаушы элементтердің жұ мыс істеуі ү шін СКҚ -ң ішінде немесе шегендеуші қ ұ быр ішінде артық қ ысым жасау керек. Қ ұ быр бойымен сұ йық ты жібергенде нығ ыздаушы элементте қ ысымның ө згеруі есебінен пакер ашылады. Кейбір пакерлерде нығ ыздаушы элементтер сол кү йінде қ алып қ алады. Мұ ндай пакердің конструкциясы басқ алармен салыстырғ анда кү рделілеу болып келеді.

Ө здігінен нығ ыздалатын элемент – манжета (1.13, г -сурет) шегендеуші қ ұ бырлар бойымен оларғ а тартыла жабысып тө мен тү сіріледі. Сол себептен резина мұ ндай жағ дайғ а тө зімді болуы қ ажет жә не манжетаны бірнеше рет қ олдануғ а болмайды. Барлық басқ а нығ ыздаушы элементтерде шегендеуші қ ұ быр мен элементтің тірегінің арасында саң ылау болады. Пакердің нығ ыздауыштары мен шегендеуші қ ұ бырлардың арасындағ ы саң ылаудың диаметралды мө лшері 10...20мм. Қ ысымның ө згеруі салдарынан нығ ыздаушы элемент шегендеуші қ ұ бырғ а жабысады. Бірақ пакерді кө теру кезінде осы себептен ол тығ ырық қ а тіреледі. Соғ ан байланысты арадағ ы саң ылауды шағ ын етіп жасайды, ал бірінші нығ ыздауыштың астында қ алыпты жағ дайда екінші элемент (6) орналасқ ан. Ол сұ йық пен толтырылғ ан саң ылауды жауып тұ рады (1.12-сурет).

Кө рсетілген жағ дай бірінші нығ ыздаушы материалдың саң ылауғ а ағ ып келуінен сақ тайды. Кейбір жағ дайда, бірінші нығ ыздауыштың тірегі қ исық орналасқ ан шайбалардың қ атарынан жасалады. Оғ ан нығ ыздаушы элемент ә сер еткенде, шайбалар тігінен тұ руғ а тырысады да, саң ылауды жауып тастайды.

Ө здігінен нығ ыздалатын элемент ұ ң ғ ымағ а тартумен тү сіріледі жә не оның материалы кортпен кү шейтілген резинадан жасалғ ан.

Пакерлердің нығ ыздаушы элементтері келесі жағ дайлар ү шін қ олданылады:

1. Мұ най жә не газды ө ндіру кезінде, егер:

а) ұ ң ғ ымада екі немесе одан да кө п бір-бірінен ажыратылғ ан каналдарды жасау қ ажеттілігі туғ анда (мысалы, бір уақ ытта бірнеше қ абаттан мұ най ө ндірген кезде СКҚ -ның іші мен оның сыртындағ ы сақ иналы аймақ ты нығ ыздау);

ә) ұ ң ғ ыманы қ ұ бырсыз ө ндіру кезінде (тө менгі жағ ында тығ ын орнатылғ ан шегендеуші қ ұ быр арқ ылы ө німді кө теру);

б) мұ най немесе газ ө здігінен шық қ ан кезде жоғ ары лақ тырудан сақ тандыру ү шін қ олданады (айырғ ыш клапаны бар пакер);

2. Ұ ң ғ ыларды зерттеу жә не тә жірибе жү ргізу кезінде қ олданылатын нығ ыздағ ыштар:

а) бір ұ ң ғ ымамен ашылғ ан бірнеше қ абатты бө ліп зерттеу;

ә) шегендеуші қ ұ бырдың немесе цементті сақ инамен герметизацияланғ ан қ абаттарды саң ылаусыздық қ а тексеру.

3. Қ абатқ а немесе ұ ң ғ ыма маң ының аймағ ына ә сер еткенде:

а) қ абатты сұ йық пен жару;

ә) қ абаттың қ ысымын ұ стап тұ ру жұ мыстары;

б) ұ ң ғ ымағ а жылутасығ ыштарды беру.

Нығ ыздаушы элементтер ретінде синтетикалық резина қ олданады. Оның маркалары тығ ыздаушы элементтің аз деформацияланатын тү рі ү шін келесідей: Ғ 4326, 4327, 3825; ал ү лкен деформацияланатыны ү шін 4004, 3826-С маркалы тү рлері қ олданылады.

1.6-кесте

Қ абырғ а ретінде мақ та-мата, полимерлі немесе металдан жасалғ ан жіптер қ олданады.

Резиналы қ абыршақ тық бө лшектерде резина қ абыршақ ты саң ылауларды толтырып, оны жабатын берік қ оспаны қ ұ райды. Резина мен қ абыршақ ә ртү рлі беріктікке ие болатыны белгілі. Резина ү шін серпімділік модулі 1...5 МПа аралығ ында болса, қ абыршақ ү шін – (1...2)*10³ МПа, ал металл қ абыршақ та – 1*10⁵ МПа. Сондық тан қ абыршақ жіптері ұ зарғ ан сайын деформация қ иындай тү седі.

Қ абыршақ ты қ ұ растыру ү шін жиі қ олданатын техникалық матаны – бельтинг деп атайды. Оның қ алың дығ ы 1, 9...2 мм, салмағ ы 1м² ү шін 8, 2-9, 5 Н, толтыру дә режесі 92, 6-96, 6%, матаның ә рбір тірегінің ауданы 0, 185м². Жыртылу беріктігі 360-800 МПа.

Қ абыршақ жібінің рұ қ сат етілген жыртылу беріктігі ретінде 0, 3-0, 6 кН алынғ ан.

Пакердің негізгі элементтерінің қ атарына тіректі жатқ ызуғ а болады. Тірек СКҚ -дың салмағ ын жә не осьтік жү ктемелерді қ абылдау ү шін қ олданылады. Бұ л кү штер шамасы ондағ ан жә не жү здеген килоньютон болатын ә ртү рлі бағ ыттағ ы кү штерді қ абылдайды.

Пакердің тірегі келесі элементтерге тіреледі:

· Жасырын шеген тізбегі арқ ылы ұ ң ғ ыма тү біне;

· Шегендеуші тізбек диаметрінің ауысу аумағ ына;

· Шегендеуші тізбектің шлипсті ұ стағ ышына;

· Шегендеуші тізбектің муфталы біріктіру аумағ ының қ апталына.

СКҚ немесе бұ рғ ылау қ ұ бырларынан қ ұ ралатын жасырын шеген тізбегін тығ ыз тү п кезінде жә не пакер мен тү птің арасындағ ы арақ ашық тық шектеулі болғ анда қ олданады (20...30, жә не ө те сирек кездесетін - 100м-ге дейін).

Жоғ арыда пакердің шегендеуші қ ұ бырда берілген терең дікте біріктірудің механикалық тү рі қ арастырылғ ан, бірақ оның кемшіліктері бар – ол СКҚ -ларды бұ ру қ ажеттілігі. Сол себептен шлипстерді фиксациялау жә не босатудың басқ а жолдары қ арастырылады – ол гидромехникалық ә діс деп аталады. Сонымен қ атар, басқ а да конструкциялар қ олданады.