Valvola di sicurezza della pompa di fango: analisi dei guasti

I. Valvola di sicurezza della pompa di fango: dispositivo di sicurezza chiave nelle operazioni di perforazione

La valvola di sicurezza della pompa di fango (valvola limitatrice di pressione) è un dispositivo di protezione della sicurezza fondamentale nelle operazioni di perforazione. La sua funzione principale è prevenire danni al corpo della pompa e alle linee di alta-pressione causati da picchi di pressione anomali, evitando così incidenti. Le funzioni specifiche includono:

1. Protezione da sovrapressione (funzione principale)

Durante il funzionamento della pompa di fango, se si verificano eventi quali collasso del foro, tubo bloccato, blocco della linea, chiusura involontaria della valvola o improvvisi cambiamenti di carico, la pressione di scarico della pompa potrebbe aumentare bruscamente (superando la pressione di esercizio nominale). In questi casi, la valvola di sicurezza si apre automaticamente per scaricare la pressione (deviando il fango ad alta-pressione verso un pozzo di accumulo o un'area bassa-sicura). Ciò impedisce la rottura o l'esplosione del corpo della pompa, dei pistoni, delle camicie, delle linee ad alta-pressione o delle connessioni a causa della sovrapressione, evitando così spruzzi di fango, distruzione dell'apparecchiatura e potenziali lesioni personali.

2. Limitazione della pressione di esercizio massima

Preimpostando la pressione di apertura (impostazione) della valvola di sicurezza – in genere leggermente superiore alla pressione di esercizio nominale della pompa di fango (ad esempio, per una pressione nominale di 35 MPa, la valvola può essere impostata su 38–40 MPa) – la pressione massima del sistema è strettamente limitata. Ciò garantisce che l'apparecchiatura funzioni entro l'intervallo di pressione di progetto, prolungando la durata della pompa e del collettore.

3. Avviso di guasto e protezione di emergenza

L'apertura frequente della valvola di sicurezza indica anomalie del sistema (ad esempio, blocco della linea, condizioni difficili del fondo pozzo), che richiedono un arresto per l'ispezione. Se la valvola non si apre quando si verifica una sovrapressione, potrebbero verificarsi gravi incidenti come dilavamento/perdite o rottura dei tubi. Pertanto, la valvola di sicurezza funge da barriera di sicurezza definitiva.

Tipo comune:Valvola di sicurezza-azionata a molla (lo scarico si apre quando la pressione supera la forza della molla, il disco della valvola si solleva per scaricare il fango e si chiude automaticamente quando la pressione si normalizza). È necessaria una calibrazione regolare della pressione impostata per prevenire grippaggi o guasti dovuti alla corrosione.

In sintesi, la funzione principale della valvola di sicurezza della pompa di fango è quella di "alleviare la sovrappressione", salvaguardando le apparecchiature, il pozzo e il personale.

II. Situazioni in cui la valvola di sicurezza della pompa di fango provoca direttamente la caduta di pressione della pompa

Le seguenti condizioni relative alla valvola di sicurezza possono portare ad un calo diretto della pressione della pompa:

Normale scarico della sovrapressione (sollevamento):Quando la pressione di scarico della pompa del fango supera la pressione di apertura preimpostata (ad esempio, a causa di linee bloccate, tubo bloccato o chiusura involontaria della valvola), il disco della valvola si solleva e il fango ad alta-pressione viene deviato attraverso il bypass. La pressione all'interno della pompa diminuisce rapidamente, determinando una notevole caduta di pressione della pompa.

Guarnizione che perde (perdita interna):Usura, erosione, accumulo di calcare o detriti intrappolati tra la sede della valvola e il disco impediscono una chiusura ermetica. Durante la pressurizzazione della pompa, il fango fuoriesce continuamente attraverso la valvola – verso il lato di aspirazione o verso il bypass di scarico – rendendo impossibile il raggiungimento della pressione nominale. I sintomi includono il mancato raggiungimento della pressione prevista o una pressione persistentemente bassa.

Guasto della molla o regolazione errata:L'affaticamento della molla, l'ammorbidimento, la rottura o un dado di regolazione allentato/non regolato correttamente fanno sì che la pressione di apertura scenda al di sotto della pressione di esercizio della pompa. Finché la pompa è in funzione, la valvola di sicurezza si apre prematuramente, scaricando continuamente la pressione, in modo che la pressione della pompa non raggiunga mai il valore impostato.

Stelo della valvola bloccato in posizione aperta:Corrosione, depositi di sabbia/fango o problemi di montaggio impediscono allo stelo della valvola di ritornare nella sua sede. La valvola di sicurezza rimane completamente o parzialmente aperta, provocando uno scarico continuo di fango e un sostanziale calo della pressione della pompa, che potrebbe avvicinarsi allo zero.

Valvola di bypass sulla linea di scarico lasciata inavvertitamente aperta:Se la valvola di scarico sulla linea di uscita della valvola di sicurezza (che porta al pozzo di scarico o al pozzo di fango) non è chiusa ermeticamente o viene aperta per errore, agisce come un percorso di scarico continuo della pressione, impedendo l'accumulo di pressione nella pompa.

Quando si verifica una caduta anomala della pressione della pompa, la valvola di sicurezza dovrebbe essere la prima sospettata: controllare se si è sollevata e non è riuscita a riposizionarsi o se le superfici di tenuta sono erose o danneggiate. Solo dopo aver escluso problemi relativi alle valvole di sicurezza si dovrebbero indagare altre cause relative alla linea di superficie o al fondo pozzo.