Обратные клапаны высокого давления для защиты насосов ГРП и систем Flow Iron от обратного потока

Описание

Обзор продукта

Компания GPE производит обратные клапаны высокого давления для гидроразрыва пласта, цементирования, кислотной обработки, испытания скважин, циркуляции, закачки под давлением и систем абразивного обратного потока.

Клапан пропускает рабочую жидкость в заданном прямом направлении и автоматически закрывается при остановке или изменении направления потока. Это предотвращает возврат давления и жидкости к насосам ГРП, плунжерным насосам, гидравлическим частям насосов, нагнетательным манифольдам и другому оборудованию, расположенному выше по потоку.

GPE производит три основные конструкции:

• Прямоточный обратный клапан с откидной заслонкой In-Line Swing / Flapper
• Обратный клапан с верхним доступом Top-Entry Flapper
• Плунжерный обратный клапан Dart-Type с пружинным закрытием

Производственный диапазон включает номинальные размеры 2, 3 и 4 дюйма с рабочим давлением от 6 000 до 20 000 psi. Стандартные исполнения включают концы под БРС высокого давления, фланцевые соединения API, направление потока от внутреннего конца к наружному или от наружного к внутреннему, стандартное исполнение и исполнение для H₂S.

Кованый корпус из легированной стали, сменные внутренние запорные компоненты и прецизионно обработанные уплотнительные поверхности обеспечивают стабильную защиту от обратного потока при пульсациях давления, остановке насосов, переключении манифольда и эксплуатации линий Flow Iron высокого давления.

Обратные клапаны GPE устанавливаются совместно с пробковыми кранами высокого давления, шарнирными соединениями высокого давления, аварийными предохранительными клапанами и комплексными системами выкидных линий и манифольдов ГРП.

Нужен обратный клапан для насоса ГРП или системы Flow Iron?

Передайте GPE требуемый размер, рабочее давление, конструкцию клапана, направление потока, тип концевого соединения, условия эксплуатации и количество.

Наша инженерная команда подтвердит подходящую конфигурацию обратного клапана и подготовит заводское коммерческое предложение.

Запросить предложение на обратный клапан

Отправить чертёж обратного клапана

Краткое описание продукта

Обратные клапаны высокого давления GPE обеспечивают автоматическую защиту насосов ГРП, плунжерных насосов, нагнетательных линий, технологических манифольдов и временных систем Flow Iron от обратного потока.

Давление прямого потока открывает внутреннюю откидную заслонку или плунжер и пропускает жидкость через клапан. Когда прямой поток уменьшается, прекращается или меняет направление, запорный элемент возвращается на седло и блокирует передачу обратного давления к оборудованию, расположенному выше по потоку.

Прямоточные модели In-Line Swing имеют компактный проходной канал с низким гидравлическим сопротивлением. Модели Top-Entry позволяют обслуживать внутренние компоненты после изоляции линии без демонтажа всего корпуса из трубопровода. Модели Dart-Type используют подпружиненный осевой плунжер для быстрого и контролируемого закрытия.

Основные преимущества

• Автоматическая защита от обратного потока
• Предотвращение обратного движения жидкости и давления
• Защита насосов ГРП и гидравлических частей плунжерных насосов
• Изоляция неработающих параллельных насосных ответвлений
• Номинальные размеры от 2 до 4 дюймов
• Рабочее давление от 6 000 до 20 000 psi
• Метрические классы давления от 42 до 140 МПа
• Прямоточная конструкция Swing / Flapper
• Конструкция Top-Entry с откидной заслонкой
• Плунжерная конструкция Dart-Type с пружинным закрытием
• Кованый корпус из легированной стали
• Контролируемая закалка и отпуск
• Обработка проходных каналов и уплотнительных поверхностей на станках с ЧПУ
• Сменные заслонки, плунжеры, сёдла, пружины и уплотнения
• Компактная прямоточная конструкция
• Полнопроходной канал в моделях с откидной заслонкой
• Возможность обслуживания Top-Entry без демонтажа корпуса из линии
• Быстрое закрытие подпружиненного плунжера
• Направление потока от внутреннего конца к наружному
• Обратное направление от наружного конца к внутреннему
• Соединения под БРС высокого давления
• Фланцевые соединения API
• Стандартное исполнение
• Исполнение для H₂S и кислой среды
• Температурный класс PU от −29 °C до +121 °C
• Выбор материалов по NACE MR0175 / ISO 15156
• Ультразвуковой контроль поковок
• Магнитопорошковый контроль
• Контроль твёрдости
• Гидростатическое испытание корпуса
• Испытание герметичности при обратном давлении
• Функциональная проверка открытия и закрытия
• Полные комплекты внутренних деталей и ремонтные комплекты
• Производство взаимозаменяемых исполнений

Основные технические характеристики

Параметр	Производственный диапазон GPE
Наименование продукта	Обратный клапан высокого давления
Альтернативное наименование	Невозвратный клапан
Категория продукта	Арматура высокого давления для Flow Iron и систем контроля давления
Функция клапана	Пропускает прямой поток и предотвращает обратный поток
Номинальные размеры	2, 3 и 4 дюйма
Рабочее давление	6 000–20 000 psi
Метрический класс давления	42–140 МПа
Серии давления	6K, 10K, 15K и 20K
Рабочая температура	От −29 °C до +121 °C
Температурный класс	PU
Условия эксплуатации	Стандартное исполнение или исполнение для H₂S
Доступные конструкции	In-Line Swing, Top-Entry Flapper и Dart-Type
Конструкция корпуса	Кованая и термообработанная легированная сталь
Запорный элемент In-Line	Шарнирная откидная заслонка или подпружиненный плунжер
Запорный элемент Top-Entry	Сменный узел откидной заслонки
Механизм Dart-Type	Осевой плунжер, направляющая, пружина и седло
Направление потока	От внутреннего конца к наружному или от наружного к внутреннему
Внутренний проход	Полнопроходной или осевой канал в зависимости от модели
Концевые соединения	БРС высокого давления и фланцы API
Основные области применения	ГРП, цементирование, кислотная обработка, испытания, циркуляция и обратный поток
Выбор материалов для H₂S	NACE MR0175 / ISO 15156
Исполнение API	Требования API Spec 6A для применимых фланцевых моделей Top-Entry
Контроль	УЗК, магнитопорошковый контроль, контроль твёрдости, размеров и функциональности
Испытания давлением	Гидростатические испытания корпуса, проверка прямого открытия и закрытия при обратном давлении
Комплект поставки	Клапан в сборе, комплект внутренних деталей, комплект уплотнений и детали для ремонтной переборки

Подтвердите подходящую конструкцию обратного клапана

Правильная конструкция клапана зависит от расхода, класса давления, допустимых потерь давления, содержания твёрдых частиц, способа технического обслуживания, направления потока и доступного монтажного пространства.

Передайте GPE модель насоса, максимальный расход, нормальное рабочее давление, размер клапана, тип соединения, направление потока и рабочую жидкость.

Мы определим, какая конструкция — In-Line Swing, Top-Entry Flapper или Dart-Type — обеспечит наиболее подходящую защиту.

Подобрать подходящую модель обратного клапана

Отправить технические параметры клапана

Стандартные классы давления

Рабочее давление	Метрический класс	Типичное положение в системе
6 000 psi	42 МПа	Цементирование, циркуляция и работы при среднем давлении
10 000 psi	70 МПа	Кислотная обработка, испытания и перекачивание под высоким давлением
15 000 psi	105 МПа	Гидроразрыв пласта и системы Flow Iron с соединениями Fig 1502
20 000 psi	140 МПа	Перекачивание при сверхвысоком давлении и специальные системы Flow Iron

Номинальное давление клапана в сборе определяется компонентом с наименьшим допустимым давлением, включая корпус, крышку, запорный элемент, концевое соединение, уплотнительную систему и эксплуатационное исполнение.

Стандартная матрица размеров и давления

Номинальный размер	6K	10K	15K	20K
2 дюйма	●	●	●	●
3 дюйма	●	●	●	●
4 дюйма	●	●	●	●

Утверждённый производственный чертёж определяет:

• Диаметр внутреннего проходного канала
• Диаметр седла
• Диапазон давления начала открытия
• Размер между торцами
• Общую высоту
• Геометрию запорного элемента
• Интерфейс БРС или фланца
• Минимальную толщину стенки
• Массу изделия
• Маркировку направления потока

Что представляет собой обратный клапан высокого давления?

Обратный клапан высокого давления — это автоматический невозвратный клапан, устанавливаемый в линиях закачки под давлением.

Клапан открывается, когда давление на входе создаёт поток в разрешённом направлении. Когда прямой поток прекращается или давление после клапана становится выше давления перед клапаном, запорный элемент возвращается на седло и блокирует обратный поток.

Клапан защищает оборудование, расположенное выше по потоку, от:

• Обратного давления
• Обратного движения рабочей жидкости
• Перетока между насосами
• Передачи давления через манифольд
• Обратной нагрузки на клапаны гидравлической части насоса
• Поступления давления в неработающее насосное ответвление
• Неконтролируемого возврата жидкости после остановки насоса

Стрелка на корпусе клапана указывает разрешённое направление прямого потока.

Принцип работы обратного клапана

Прямой поток

Давление прямого потока воздействует на откидную заслонку или плунжер.

Когда перепад давления между входом и выходом превышает усилие открытия, запорный элемент отходит от седла и пропускает жидкость через клапан.

Снижение расхода

При уменьшении прямого потока запорный элемент перемещается к седлу под действием силы тяжести, усилия пружины или обратного перепада давления.

Обратный поток

Когда давление на выходе превышает давление на входе, обратное давление плотно прижимает заслонку или плунжер к седлу.

Закрытый клапан блокирует возврат давления и жидкости к насосу или оборудованию, расположенному выше по потоку.

Выравнивание давления

Закрытый обратный клапан может удерживать давление между собой и другим закрытым запорным клапаном.

Перед осмотром, снятием верхней крышки или обслуживанием внутренних компонентов давление необходимо безопасно сбросить с обеих сторон клапана и подтвердить нулевое давление.

Прямоточный обратный клапан Swing / Flapper

В прямоточном клапане In-Line Swing используется шарнирная откидная заслонка, установленная внутри компактного двухсекционного корпуса, воспринимающего давление.

Прямой поток поворачивает заслонку от седла и открывает проходной канал. Когда поток прекращается или меняет направление, обратное давление возвращает заслонку на седло и предотвращает обратный поток.

Преимущества конструкции In-Line Swing

• Компактный размер между торцами
• Большая площадь открытого проходного канала
• Низкие потери давления
• Минимальное ограничение нормального потока
• Простое движение запорного элемента
• Подходит для высоких расходов
• Сменная внутренняя заслонка и уплотнения
• Подходит для временных линий Flow Iron

Основные области применения

• Нагнетательные ответвления насосов ГРП
• Нагнетательные манифольды насосов
• Линии цементирования
• Линии кислотной обработки
• Линии испытания скважин
• Циркуляционные системы высокого давления
• Линии обратного потока

Конструкция In-Line Swing выбирается, когда основными требованиями являются низкое гидравлическое сопротивление и компактный монтаж.

Обратный клапан Top-Entry с верхним доступом

В клапане Top-Entry над проходным каналом установлена съёмная верхняя крышка.

После изоляции системы, полного сброса давления и подтверждения безопасности крышку можно снять и обслужить внутреннюю заслонку, седло и уплотнения без демонтажа всего корпуса клапана из линии.

Преимущества конструкции Top-Entry

• Обслуживание внутренних деталей без демонтажа корпуса из трубопровода
• Снижение объёма демонтажных работ
• Быстрая замена изнашиваемых компонентов
• Удобный доступ к заслонке и седлу
• Прочная конструкция для переносных технологических линий
• Подъёмная проушина для контролируемого снятия крышки
• Концы под БРС или фланцевые соединения
• Подходит для стандартного исполнения и среды H₂S

Основные области применения

• Переносные трубопроводы высокого давления
• Манифольдные системы насосов ГРП
• Цементировочные установки на салазках
• Установки испытания скважин
• Манифольды контроля давления
• Оборудование линий дросселирования и глушения
• Продолжительная эксплуатация в полевых условиях

Конструкция Top-Entry сокращает время обслуживания в случаях, когда корпус клапана встроен в манифольд или жёсткую трубопроводную линию.

Плунжерный обратный клапан Dart-Type

В клапане Dart-Type используется осевой плунжер, пружина, направляющая и седло.

Давление прямого потока отводит плунжер от седла и сжимает пружину. Когда прямой поток уменьшается или меняет направление, пружина возвращает плунжер на седло.

Преимущества конструкции Dart-Type

• Быстрое закрытие под действием пружины
• Контролируемое осевое перемещение
• Компактная конструкция корпуса
• Надёжное закрытие при низком расходе
• Стабильная работа в горизонтальных и вертикальных линиях
• Сменные плунжер, пружина и седло
• Контроль заданного направления потока

Особенности проходного канала Dart-Type

Плунжер и пружина находятся внутри основного проходного канала. Поэтому такая конструкция создаёт большее сопротивление прямому потоку по сравнению с полнопроходным клапаном с откидной заслонкой.

Клапан Dart-Type выбирается, когда быстрое закрытие и принудительная помощь пружины важнее минимальных потерь давления.

Сравнение клапана с откидной заслонкой и клапана Dart-Type

Конструкция Swing / Flapper	Конструкция Dart-Type
Шарнирная заслонка выходит из основного проходного канала	Осевой плунжер остаётся в центральном проходном канале
Большая площадь открытого прохода	Более контролируемое закрытие под действием пружины
Меньшие потери давления при нормальном потоке	Большее сопротивление нормальному потоку
Подходит для ГРП и цементирования при высокой подаче	Подходит для быстрого закрытия и заданного давления начала открытия
Закрытию помогают сила тяжести и обратное давление	Закрытию помогают пружина и обратное давление
Основные изнашиваемые детали — заслонка и седло	Основные изнашиваемые детали — плунжер, направляющая, пружина и седло

Сравнение клапанов Top-Entry и In-Line

Клапан Top-Entry	Клапан In-Line
Доступ к внутренним компонентам через съёмную верхнюю крышку	Доступ к внутренним компонентам через разъём корпуса
Корпус остаётся в линии во время обслуживания внутренних деталей	Клапан обычно демонтируется или секции корпуса разъединяются
Большие наружные габариты	Компактные наружные габариты
Подходит для интеграции в манифольды и установки на салазках	Подходит для компактных временных линий Flow Iron
Конструкция с откидной заслонкой	Конструкция с откидной заслонкой или плунжером
Концы под БРС и фланцы API	Преимущественно концы под БРС

Давление начала открытия

Давление начала открытия — это перепад давления в прямом направлении, необходимый для начала открытия клапана.

Требуемое давление начала открытия зависит от:

• Массы запорного элемента
• Усилия пружины
• Диаметра седла
• Геометрии заслонки или плунжера
• Монтажного положения
• Плотности рабочей жидкости
• Трения уплотнений
• Рабочей температуры

GPE обрабатывает и собирает каждую модель в соответствии с утверждённым диапазоном давления начала открытия.

Слишком высокое давление начала открытия увеличивает нагрузку на насос и потери давления. Слишком низкое давление может привести к нестабильному закрытию, вибрации или утечке обратного потока.

Герметизация при обратном давлении

Обратное давление воздействует на запорный элемент и прижимает его к седлу.

Система герметизации при обратном давлении включает:

• Уплотнительную поверхность заслонки или плунжера
• Сменное седло
• Уплотнения корпуса и верхней крышки
• Направляющие компоненты
• Пружинные компоненты в моделях Dart-Type
• Стопорные и фиксирующие компоненты

После успешного испытания корпуса и запорного узла допустимое обратное давление соответствует утверждённому рабочему давлению клапана.

Полнопроходной канал клапана с откидной заслонкой

В конструкциях Swing и Top-Entry заслонка при прямом потоке выходит из основного проходного канала.

Это обеспечивает:

• Большую площадь проходного сечения
• Снижение потерь давления
• Уменьшение локального увеличения скорости
• Более эффективную транспортировку проппанта
• Более эффективную транспортировку цементного раствора
• Снижение накопления твёрдых частиц
• Упрощённую промывку

Открытое положение заслонки контролируется для предотвращения ударного повреждения и нестабильного движения при высокой скорости потока.

Направление потока и ориентация концов

Стандартное исполнение Flow Iron предусматривает прямой поток от внутреннего конца к наружному.

GPE также производит исполнения с обратной ориентацией потока — от наружного конца к внутреннему.

Утверждённый чертёж и стрелка на корпусе определяют:

• Входное соединение
• Выходное соединение
• Направление прямого потока
• Ориентацию наружного и внутреннего концов
• Направление установки
• Ориентацию верхней крышки
• Пространство для обслуживания

Запрещается устанавливать клапан, ориентируясь только на внешний вид соединений.

Исполнение с БРС Fig 1502

Основное исполнение класса 15K оснащается концами под БРС Fig 1502.

Такая конфигурация обеспечивает:

• Быстрый монтаж в полевых условиях
• Компактное соединение Flow Iron
• Совместимость с линиями гидроразрыва пласта
• Возможность замены уплотнения БРС
• Чётко определённую ориентацию наружного и внутреннего концов
• Механическое соединение с установленным классом давления

Клапан совместно используется с шарнирными соединениями GPE и пробковыми кранами GPE в нагнетательных линиях насосов и манифольдных сборках.

При проверке соединения подтверждаются:

• Номер Fig
• Номинальный размер
• Наружное или внутреннее исполнение конца
• Геометрия резьбы и накидной гайки
• Профиль уплотнительного кольца
• Рабочее давление
• Стандартное исполнение или исполнение для H₂S
• Габаритная совместимость

Фланцевое исполнение Top-Entry по API

GPE производит фланцевые обратные клапаны Top-Entry для устьевого оборудования, фонтанной арматуры, манифольдов и оборудования контроля давления.

Требования API Spec 6A применяются к конфигурациям обратных клапанов, заказанным для соответствующей области применения устьевого оборудования и фонтанной арматуры.

Исполнение API определяет:

• Номинальное рабочее давление
• Номинальный диаметр прохода
• Размер и тип фланца
• Класс материала
• Температурный класс
• Уровень спецификации продукции PSL
• Требования к рабочим характеристикам
• Испытание запорного узла
• Маркировку и документацию

Обратные клапаны Flow Iron с концами под БРС для ГРП, цементирования, кислотной обработки и обратного потока производятся по чертежам GPE, установленному классу давления, условиям эксплуатации и закупочной спецификации.

Стандартное исполнение

Обратные клапаны стандартного исполнения предназначены для совместимых сред без H₂S, включая:

• Жидкость гидроразрыва пласта
• Цементный раствор
• Буровой раствор
• Рассол для заканчивания скважин
• Воду
• Совместимые жидкости на нефтяной основе
• Жидкости, получаемые при испытании скважин
• Жидкости обратного потока

Компоненты, воспринимающие давление, и ремонтные детали стандартного исполнения хранятся отдельно от компонентов для H₂S.

Исполнение для H₂S и кислой среды

В обратных клапанах GPE для H₂S используются:

• Материалы корпуса с контролируемой твёрдостью
• Аттестованные процедуры термообработки
• Уплотнения, совместимые с H₂S
• Материалы запорного элемента и седла для кислой среды
• Контроль твёрдости
• Полная прослеживаемость по номеру плавки
• Выбор материалов по NACE MR0175 / ISO 15156

Закупочная спецификация должна указывать:

• Парциальное давление H₂S
• Концентрацию CO₂
• Концентрацию хлоридов
• Значение pH рабочей среды
• Максимальную рабочую температуру
• Общее давление системы
• Концентрацию кислоты
• Химические добавки

Компоненты для H₂S имеют постоянную идентификацию и не смешиваются с ремонтными деталями стандартного исполнения.

Применение при гидроразрыве пласта

Обратные клапаны GPE защищают:

• Гидравлические части насосов ГРП
• Отдельные нагнетательные ответвления насосов
• Нагнетательные манифольды
• Распределительные коллекторы Frac Missile
• Zipper-манифольды
• Технологические линии высокого давления
• Участки испытаний давлением
• Резервные насосные ответвления

В многонасосной системе ГРП обратный клапан предотвращает возврат давления манифольда в остановленное или изолированное насосное ответвление.

В соответствии с утверждённой схемой манифольда и концепцией изоляции клапан устанавливается до или после пробкового крана высокого давления.

Применение при цементировании

Обратный клапан предотвращает возврат цементного раствора и продавочной жидкости к цементировочному насосу после его остановки.

Он устанавливается в следующих системах:

• Нагнетательные линии цементировочных агрегатов
• Цементировочные манифольды
• Ответвления насосов высокого давления
• Питающие линии цементировочных головок
• Циркуляционные линии
• Линии испытаний давлением

После цементирования клапан необходимо промыть до затвердевания раствора вокруг заслонки, плунжера, пружины или седла.

Применение при кислотной обработке

Материалы корпуса, уплотнения и внутренние компоненты клапана для кислотной обработки подбираются с учётом:

• Типа кислоты
• Концентрации кислоты
• Ингибитора коррозии
• Рабочей температуры
• Воздействия H₂S
• Воздействия CO₂
• Концентрации хлоридов

После кислотной обработки клапан необходимо немедленно промыть и нейтрализовать.

Испытание скважин и обратный поток

Рабочая среда при испытании скважин и обратном потоке может содержать:

• Пластовый песок
• Остаточный проппант
• Отложения
• Остатки материалов заканчивания
• Воду
• Жидкие углеводороды
• Газ
• Коррозионно-активные загрязнения

Для клапанов, работающих в системах обратного потока, по установленному графику проверяются:

• Откидная заслонка или плунжер
• Седло
• Пружина
• Направляющая
• Внутренний проходной канал
• Уплотнение верхней крышки
• Концевые соединения
• Толщина стенки корпуса

Защита параллельных насосов

Обратные клапаны устанавливаются на параллельных насосных ответвлениях, чтобы работающий насос не передавал давление и жидкость в остановленный насос.

Такая защита обеспечивает:

• Независимый запуск насосов
• Независимую остановку насосов
• Изоляцию неисправного насосного ответвления
• Стабильное давление в манифольде
• Снижение обратной нагрузки на клапаны гидравлической части
• Более безопасное планирование технического обслуживания
• Контролируемую работу нескольких насосов

Обратный клапан не является единственным изолирующим барьером. Для ремонтной изоляции используется отдельный пробковый кран или другая утверждённая запорная арматура.

Функции обратного и пробкового клапанов

Обратный клапан закрывается автоматически при изменении направления потока.

Пробковый кран открывается и закрывается вручную или дистанционно и обеспечивает принудительную изоляцию линии.

Эти изделия выполняют разные функции:

• Обратный клапан: автоматическое предотвращение обратного потока
• Пробковый кран: контролируемая изоляция линии
• Аварийный предохранительный клапан: защита от превышения давления

Полное насосное ответвление высокого давления обычно включает все три изделия. GPE поставляет соответствующие пробковые краны и аварийные предохранительные клапаны для комплексных систем контроля давления.

Безопасность при наличии запертого давления

Закрытый обратный клапан может удерживать давление между собой и расположенным после него пробковым краном или закрытым клапаном манифольда.

Перед техническим обслуживанием необходимо:

1. Остановить источник давления.
2. Изолировать всё насосное ответвление.
3. Открыть утверждённую точку сброса давления.
4. Сбросить давление с обеих сторон обратного клапана.
5. Подтвердить нулевое давление с обеих сторон.
6. Перед снятием крышки или разъединением корпуса убедиться в отсутствии запертого давления.

Запрещается использовать ослабление БРС, фланца или верхней крышки в качестве способа сброса давления.

Конструкция из кованой легированной стали

GPE производит корпуса, воспринимающие давление, из высокопрочных поковок легированной стали.

Кованая конструкция обеспечивает:

• Стабильные механические свойства
• Высокую прочность под давлением
• Устойчивость к пульсациям давления
• Устойчивость к механическим ударам
• Высокую усталостную прочность
• Контролируемую реакцию материала на термообработку
• Стабильную толщину стенки
• Надёжную опору седла и верхней крышки

Внутренние запорные компоненты изготавливаются из легированной стали, нержавеющей стали или специальных коррозионностойких материалов в соответствии с утверждённой конструкцией.

Производственный процесс

1. Проверка материала поковки из легированной стали
2. Присвоение номера плавки и обеспечение прослеживаемости
3. Ультразвуковой контроль поковки
4. Черновая механическая обработка корпуса
5. Контролируемая закалка и отпуск
6. Испытание механических свойств
7. Контроль твёрдости
8. Обработка внутреннего проходного канала
9. Обработка посадочного места седла
10. Обработка шарнира, направляющей или канала перемещения плунжера
11. Обработка интерфейса верхней крышки
12. Обработка концов под БРС или фланцев
13. Изготовление заслонки, плунжера, пружины и седла
14. Обработка канавок под уплотнения
15. Магнитопорошковый контроль критических зон
16. Контроль размеров и толщины стенки
17. Сборка запорных компонентов
18. Сборка верхней крышки или корпуса
19. Функциональная проверка открытия и закрытия
20. Гидростатическое испытание корпуса
21. Функциональное испытание прямого потока
22. Испытание закрытия при обратном давлении
23. Контроль внешней герметичности
24. Нанесение постоянной маркировки
25. Проверка документации
26. Экспортная упаковка

Контроль качества

Система контроля качества GPE включает:

• Проверку сертификатов исходного материала
• Проверку химического состава
• Прослеживаемость по номеру плавки
• Регистрацию параметров термообработки
• Контроль предела текучести
• Контроль прочности при растяжении
• Контроль относительного удлинения
• Испытание на ударную вязкость для низкотемпературных заказов
• Контроль твёрдости корпуса
• Контроль твёрдости исполнения для H₂S
• Ультразвуковой контроль поковок
• Магнитопорошковый контроль
• Контроль внутреннего проходного канала
• Контроль толщины стенки корпуса
• Контроль размеров посадочного места седла
• Контроль шарнира заслонки
• Контроль плунжера и направляющей
• Контроль пружины
• Контроль интерфейса верхней крышки
• Контроль концов под БРС
• Контроль фланцев
• Контроль канавок под уплотнения
• Контроль сборочных зазоров
• Контроль перемещения запорного элемента
• Гидростатическое испытание корпуса
• Испытание закрытия при обратном давлении
• Окончательный визуальный контроль

Испытания давлением и функциональные испытания

Каждый обратный клапан GPE проходит:

1. Гидростатическое испытание корпуса, воспринимающего давление
2. Контроль внешней герметичности корпуса и верхней крышки
3. Испытание открытия в прямом направлении
4. Проверку перемещения запорного элемента
5. Испытание герметичности при обратном давлении
6. Испытание с выдержкой под давлением
7. Проверку направления потока
8. Внутренний контроль после испытаний
9. Окончательную проверку маркировки

Утверждённый план контроля и испытаний определяет:

• Испытательную среду
• Испытательное давление
• Скорость повышения давления
• Время стабилизации
• Время выдержки
• Направление испытания прямого и обратного потока
• Критерии приёмки
• Способ регистрации результатов
• Точки присутствия заказчика или независимого инспектора

Маркировка продукта

На каждом клапане постоянно указываются:

• Обозначение GPE
• Наименование продукта
• Конструкция клапана
• Номинальный размер
• Рабочее давление
• Стрелка направления потока
• Обозначение входа и выхода
• Тип концевого соединения
• Стандартное исполнение или исполнение для H₂S
• Температурный класс
• Серийный номер клапана
• Номер плавки корпуса
• Дата изготовления
• Применимый производственный стандарт

Документация на продукцию

Комплект документации по заказу включает:

• Сертификат соответствия
• Технический паспорт продукта
• Общий сборочный чертёж
• Чертёж соединений
• Сертификат материала
• Протокол термообработки
• Отчёт о механических свойствах
• Отчёт о контроле твёрдости
• Отчёт об ультразвуковом контроле
• Отчёт о магнитопорошковом контроле
• Отчёт о контроле размеров
• Отчёт об измерении толщины стенки
• Отчёт о гидростатическом испытании корпуса
• Отчёт об испытании закрытия при обратном давлении
• Отчёт о функциональных испытаниях
• Перечень серийных номеров для прослеживаемости
• Инструкцию по установке
• Руководство по эксплуатации и техническому обслуживанию
• Инструкцию по ремонтной переборке
• Перечень запасных частей
• Упаковочный лист

Требования к установке

Перед установкой необходимо:

• Подтвердить модель клапана и класс давления
• Проверить стрелку направления потока
• Подтвердить ориентацию наружного и внутреннего соединений
• Проверить уплотнительные поверхности БРС или фланцев
• Установить правильное уплотнительное кольцо
• Проверить соосность линии
• Обеспечить опору клапана и соседних компонентов Flow Iron
• Обеспечить пространство для обслуживания верхней крышки
• Подтвердить наличие точек сброса давления
• Проверить совместимость стандартного или H₂S-стойкого исполнения

Клапан устанавливается таким образом, чтобы стрелка на корпусе совпадала с требуемым направлением прямого потока.

Регулярное техническое обслуживание

Регулярное обслуживание включает:

• Очистку всего клапана после эксплуатации
• Проверку маркировки направления потока
• Проверку внешней герметичности
• Проверку соединений БРС или фланцев
• Проверку движения запорного элемента после сброса давления
• Проверку заслонки, плунжера и седла
• Проверку состояния пружины
• Проверку шарнира и направляющих компонентов
• Проверку уплотнений верхней крышки
• Измерение внутреннего износа
• Измерение толщины стенки корпуса
• Замену изношенных внутренних компонентов
• Испытание давлением после ремонтной переборки

Модели Top-Entry обслуживаются через верхнюю крышку только после сброса давления с обеих сторон клапана и подтверждения нулевого давления.

Ремонтные комплекты и запасные части

GPE поставляет:

• Узлы откидных заслонок
• Заслонки с резиновым покрытием
• Плунжеры в сборе
• Направляющие плунжеров
• Пружины
• Сменные сёдла
• Шарнирные пальцы
• Штоки и направляющие компоненты
• Уплотнения верхней крышки
• Уплотнения корпуса
• Опорные кольца
• Уплотнения БРС
• Верхние крышки в сборе
• Стопорные компоненты
• Полные комплекты внутренних деталей
• Полные комплекты уплотнений
• Полные комплекты для ремонтной переборки клапана

Каждый комплект идентифицируется по следующим параметрам:

• Модель клапана
• Конструкция клапана
• Номинальный размер
• Класс давления
• Направление потока
• Стандартное исполнение или исполнение для H₂S
• Диапазон серийных номеров

Распространённые неисправности

Утечка обратного потока

Основные причины:

• Изношенное седло
• Повреждённая заслонка или плунжер
• Твёрдые частицы на уплотнительной поверхности
• Повреждение пружины
• Повреждение шарнира или направляющей
• Неправильное совмещение запорного элемента
• Эрозионный износ
• Коррозия

Корректирующие действия:

• Изолировать клапан и сбросить давление с обеих сторон
• Проверить запорный элемент и седло
• Удалить застрявшие твёрдые частицы
• Заменить повреждённые компоненты
• Проверить правильность совмещения запорного элемента
• Провести испытание герметичности при обратном давлении

Клапан не открывается

Основные причины:

• Неправильное направление установки
• Слишком высокое давление начала открытия
• Заклинивание шарнира
• Коррозия направляющей плунжера
• Неправильно подобранная пружина
• Накопление цемента или твёрдых частиц
• Недостаточный перепад давления для открытия

Корректирующие действия:

• Проверить направление установки
• Изолировать клапан и полностью сбросить давление
• Очистить внутренний проходной канал
• Проверить шарнир, плунжер, направляющую и пружину
• Заменить повреждённые компоненты
• Проверить давление начала открытия

Чрезмерные потери давления

Основные причины:

• Использование конструкции Dart-Type при чрезмерно высоком расходе
• Недостаточный размер клапана
• Неполное открытие заслонки
• Накопление твёрдых частиц внутри клапана
• Повреждение запорного элемента
• Неправильный диаметр проходного канала
• Чрезмерная скорость рабочей жидкости

Корректирующие действия:

• Пересмотреть конструкцию и размер клапана
• Проверить открытое положение запорного элемента
• Очистить внутренние компоненты
• Заменить повреждённые детали
• Проверить системные требования к расходу и потерям давления

Ударное повреждение заслонки

Основные причины:

• Чрезмерная скорость потока
• Слишком быстрый запуск насоса
• Неконтролируемые пульсации давления
• Износ компонентов шарнира
• Неправильный ограничитель хода
• Газовый или двухфазный поток

Корректирующие действия:

• Пересмотреть процедуру запуска насоса
• Проверить шарнир и ограничитель хода
• Заменить повреждённые компоненты заслонки
• Проверить рабочую среду и правильность выбора клапана
• Провести функциональные испытания и испытания давлением

Запертое давление

Основные причины:

• Обратный клапан закрылся под действием обратного давления
• Расположенный после него пробковый кран закрыт
• Отсутствует точка сброса давления
• Неправильная последовательность изоляции

Корректирующие действия:

• Остановить источник давления
• Использовать утверждённую систему сброса давления
• Сбросить давление с обеих сторон
• Подтвердить нулевое давление
• Пересмотреть процедуру изоляции перед техническим обслуживанием

Почему компании по закачке под давлением выбирают GPE

GPE предлагает:

• Обратные клапаны высокого давления размером 2–4 дюйма
• Классы давления до 20 000 psi
• Конструкции In-Line, Top-Entry и Dart-Type
• Клапаны с откидной заслонкой и низким гидравлическим сопротивлением
• Обслуживание моделей Top-Entry без демонтажа корпуса из линии
• Стандартное исполнение и исполнение для H₂S
• Взаимозаменяемые габаритные размеры
• Полные комплекты внутренних деталей и ремонтные комплекты
• Протоколы испытаний давлением и функциональных испытаний
• Долгосрочную поставку запасных частей

Почему производители оборудования выбирают GPE

GPE предлагает:

• Интеграцию клапанов с насосами и манифольдами
• Общие сборочные чертежи и чертежи соединений
• Ориентацию потока от внутреннего конца к наружному или наоборот
• Соединения под БРС и фланцы API
• Инженерный подбор направления потока
• Планирование пространства для обслуживания
• Интеграцию в установки на салазках и манифольды
• Испытания в присутствии заказчика
• Документацию на материалы и результаты контроля

Как выбрать подходящий обратный клапан

1. Определите защищаемое оборудование, расположенное выше по потоку.
2. Подтвердите номинальный размер линии.
3. Подтвердите номинальное рабочее давление.
4. Выберите конструкцию In-Line Swing, Top-Entry Flapper или Dart-Type.
5. Укажите максимальный расход.
6. Определите допустимые потери давления.
7. Укажите требуемое давление начала открытия.
8. Выберите направление потока от внутреннего конца к наружному или наоборот.
9. Определите соединения под БРС или фланцы API.
10. Выберите стандартное исполнение или исполнение для H₂S.
11. Укажите диапазон рабочей температуры.
12. Укажите рабочую жидкость и содержание твёрдых частиц.
13. Подтвердите монтажное положение.
14. Определите требования к доступу для технического обслуживания.
15. Укажите требования к контролю и документации.
16. Определите необходимое количество запасных внутренних деталей и ремонтных комплектов.

Часто задаваемые вопросы

Какие размеры обратных клапанов производит GPE?

GPE производит обратные клапаны высокого давления номинальными размерами 2, 3 и 4 дюйма.

Какие классы рабочего давления доступны?

GPE производит исполнения с рабочим давлением 6 000, 10 000, 15 000 и 20 000 psi.

Какие типы обратных клапанов доступны?

GPE производит:

• Прямоточные обратные клапаны In-Line Swing / Flapper
• Обратные клапаны Top-Entry с откидной заслонкой
• Плунжерные обратные клапаны Dart-Type

Какова основная функция обратного клапана?

Клапан пропускает прямой поток и автоматически блокирует возврат давления и рабочей жидкости к насосу или оборудованию, расположенному выше по потоку.

Какая конструкция создаёт наименьшее гидравлическое сопротивление?

Конструкция Swing / Flapper обеспечивает наибольшую площадь открытого прохода и меньшее сопротивление нормальному потоку.

Почему следует выбрать клапан Top-Entry?

Конструкция Top-Entry позволяет обслуживать внутреннюю заслонку, седло и уплотнения через верхнюю крышку, пока корпус клапана остаётся установленным в трубопроводе.

Почему следует выбрать клапан Dart-Type?

Конструкция Dart-Type обеспечивает быстрое осевое закрытие под действием пружины и контролируемое давление начала открытия.

Создаёт ли клапан Dart-Type большее падение давления?

Да. Плунжер и пружина находятся внутри проходного канала и создают большее сопротивление нормальному потоку, чем полнопроходная конструкция с откидной заслонкой.

Какое направление потока является стандартным?

Стандартной конфигурацией является поток от внутреннего конца к наружному. GPE также производит исполнения с потоком от наружного конца к внутреннему.

Какое соединение используется в системах ГРП класса 15K?

Соединения под БРС Fig 1502 используются в системах Flow Iron для гидроразрыва пласта с рабочим давлением 15 000 psi.

Доступны ли обратные клапаны с фланцами API?

Да. GPE производит фланцевые клапаны Top-Entry для устьевого оборудования, фонтанной арматуры, манифольдов и оборудования контроля давления.

Применяется ли API Spec 6A ко всем обратным клапанам GPE?

Требования API Spec 6A применяются к соответствующим конфигурациям обратных клапанов, заказанным для устьевого оборудования и фонтанной арматуры.

Клапаны Flow Iron с концами под БРС производятся в соответствии с чертежами GPE, классом давления, условиями эксплуатации и закупочной спецификацией.

Можно ли использовать обратный клапан как изолирующий клапан при ремонте?

Нет. Обратный клапан обеспечивает автоматическую защиту от обратного потока. Для ремонтной изоляции используется отдельный пробковый кран или другая утверждённая запорная арматура.

Может ли давление оставаться запертым за обратным клапаном?

Да. Обратное давление может оставаться между закрытым обратным клапаном и другим закрытым клапаном. Перед обслуживанием давление необходимо сбросить с обеих сторон и подтвердить нулевое давление.

Может ли GPE производить клапаны для среды H₂S?

Да. GPE производит исполнения для H₂S с материалами контролируемой твёрдости, аттестованной термообработкой и выбором материалов по NACE MR0175 / ISO 15156.

Может ли клапан работать с жидкостью ГРП, содержащей проппант?

Да. GPE производит кованые клапаны высокого давления для работы в системах ГРП.

Интервалы проверки заслонки, седла, шарнира, плунжера и направляющей определяются расходом, концентрацией проппанта и историей насосных операций.

Может ли GPE производить взаимозаменяемые обратные клапаны?

Да. GPE производит взаимозаменяемые клапаны на основании утверждённых чертежей, номеров деталей, размеров и физических образцов.

Доступны ли ремонтные комплекты?

Да. GPE поставляет заслонки, плунжеры, сёдла, пружины, шарнирные детали, уплотнения и полные ремонтные комплекты.

Какие испытания проводятся перед отгрузкой?

Каждый клапан проходит гидростатическое испытание корпуса, проверку открытия в прямом направлении, испытание закрытия при обратном давлении и окончательную функциональную проверку.

Запросить предложение на обратный клапан высокого давления

GPE производит обратные клапаны высокого давления и взаимозаменяемые компоненты для насосов ГРП, плунжерных насосов, цементировочных агрегатов, манифольдов контроля давления и систем Flow Iron.

Производственный диапазон включает:

• Номинальные размеры от 2 до 4 дюймов
• Классы давления от 6 000 до 20 000 psi
• Прямоточную конструкцию Swing / Flapper
• Конструкцию Top-Entry с откидной заслонкой
• Плунжерную конструкцию Dart-Type с пружинным закрытием
• Направление потока от внутреннего конца к наружному или наоборот
• Соединения под БРС и фланцы API
• Стандартное исполнение и исполнение для H₂S
• Взаимозаменяемые габаритные и присоединительные размеры
• Полную документацию на материалы и испытания давлением
• Комплекты внутренних деталей, уплотнений и детали для ремонтной переборки

Обратный клапан может поставляться в составе комплексной системы контроля давления GPE вместе с пробковыми кранами, шарнирными соединениями и аварийными предохранительными клапанами.

Для подготовки точного технического предложения отправьте размер, рабочее давление, конструкцию клапана, максимальный расход, допустимые потери давления, направление потока, тип соединения, рабочую среду, температурный диапазон и количество.

Запросить техническое коммерческое предложение

Email: info@gpepump.com