ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ СТЕНД

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам для испытаний на герметичность устанавливаемого на устье скважины нефтегазопромыслового и противовыбросового оборудования: превенторов, комплекса герметизирующего оборудования, катушек переходных и другого оборудования с фланцевыми соединениями.
Известен стенд для испытания насоса, содержащий замкнутый гидравлический контур, образованный питающим и напорным трубопроводами испытуемого насоса, между которыми установлен регулирующий дроссельный кран, и шунтирующий контур, включающий камеру переменного объема и подсоединенный к входу и выходу дроссельного крана. В шунтирующем контуре последовательно по ходу потока рабочей среды установлены приводной и струйный насосы, вход приводного насоса подсоединен к напорному трубопроводу испытуемого насоса, а выход - к активному соплу струйного, причем выход последнего сообщен с камерой переменного объема, а камера смешения струйного насоса соединена с выходом дроссельного крана, при этом в замкнутом гидравлическом контуре за испытуемым насосом установлен дополнительный дроссельный кран (RU 1369413 А1, опубл. 2005 г.).
Как следует из вышеприведенного описания известный стенд может быть использован только для конкретного вида испытуемого объекта, а именно для насоса, и не может быть применен для проведения испытаний на герметичность объектов иного назначения, в частности, например, нефтегазопромыслового и противовыбросового оборудования, поскольку конструктивные особенности известного стенда обусловлены
особенностями выполнения и принципа работы проверяемого на стенде объекта (насоса).
Ближайшим аналогом к заявляемой полезной модели является стенд для испытания изделий (картеров спецмашин) на герметичность, содержащий станину с нижней установочной плитой, стакан с уплотнительным кольцом, установленный на нижней плите, вертикальные стойки, установленные на этой плите, систему подачи испытательной среды с регистратором давления. Стенд снабжен крышкой, устанавливаемой на верхнем торце картера. При проведении испытаний картер устанавливают на уплотнительное кольцо стакана, после чего сверху на картер устанавливают крышку, выдвигают прижимные элементы и подают сжатый воздух в пневмогидроусилители, обеспечивая тем самым прижатие крышки к картеру. После закрепления картера между установочной плитой и крышкой подают испытательную среду в объем между картером и стаканом и повышают рабочее давление до испытательного, поддерживая его значение по регистратору давления (RU 2049318 С1, опубл. 1995 г.). Как указано выше, принцип работы известного стенда (а более конкретно, принцип приведения в действие крышки, обеспечивающий зажим картера между установочной плитой и крышкой) требует использования специальных прижимных элементов, установленных на вертикальных стойках. В результате усложняется конструкция стенда и возникает необходимость в использовании дополнительных энергетических затрат на приведение в действие средств, обеспечивающих перемещение прижимной крышки.
Заявляемая полезная модель направлена на решение задачи по созданию такой конструкции стенда, которая обеспечит возможность проведения испытаний на герметичность и прочность корпусных деталей нефтегазопромыслового и противовыбросового оборудования.
Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемой полезной модели, заключается в упрощении конструкции
стенда, в упрощении обслуживания стенда, в сокращении времени и энергетических затрат на подготовку стенда к испытаниям и на проведение самих испытаний, а также в значительном упрощении процесса проведения испытаний нефтегазопромыслового и противовыбросового оборудования в полевых условиях.
Для достижения указанного технического результата предлагается стенд для испытания объектов нефтегазопромыслового и противовыбросового оборудования на герметичность и прочность, содержащий основание, закрепленный на основании нижний фланец, служащий для установки на него и закрепления на нем одного из фланцев испытуемого объекта и имеющий канал для подачи жидкости в полости испытуемого объекта и канал для слива жидкости из полостей испытуемого объекта, и верхний фланец, служащий для установки его на скрепляемый с ним второй фланец испытуемого объекта, а также содержащий систему подачи жидкости в указанный объект, включающую насосную станцию и рукав высокого давления для подвода жидкости от насосной станции к нижнему фланцу стенда, при этом каждый из фланцев стенда имеет расположенные по одной окружности крепежные отверстия, предназначенные для размещения в них крепежных элементов при скреплении фланцев стенда и фланцев испытуемого объекта, причем расположение указанных отверстий соответствует расположению крепежных отверстий фланцев испытуемого объекта.
Преимущественно нижний фланец на своей поверхности, обращенной к верхнему фланцу имеет кольцевую канавку под прокладку.
Нижний фланец предпочтительно снабжен штуцером, ввернутым в канал для подачи жидкости, при этом рукав для подвода жидкости подсоединен к штуцеру.
Нижний фланец снабжен также штуцером, ввернутым в канал для слива жидкости, при этом к штуцеру через прокладку подсоединен сливной кран.
Верхний фланец имеет отверстие для вытеснения воздуха, закрытое пробкой
Для возможности транспортировки верхнего фланца, последний снабжен двумя рым-болтами.
Нижний и верхний фланцы по своей конфигурации и размерам идентичны подсоединяемым к ним фланцам испытуемого объекта.
Насосная станция содержит бак для жидкости и ручной насос со всасывающим шлангом, опущенным в бак через вырез в крышке бака. Всасывающий шланг снабжен фильтром
На камере высокого давления насоса установлены манометр, напорный штуцер, к которому присоединен рукав высокого давления, и сливной штуцер. На сливном штуцере через прокладку закреплен кран, к которому подсоединен сливной шланг, опущенный в бак
Бак для жидкости имеет ручку для переноса
Стенд снабжен ограждением, окружающим (закрывающим) зону испытаний, в которой находится основание с закрепленным на нем испытуемым объектом.
Ограждение выполнено сборно-разборным и состоит из четырех опор и установленных на опорах трех щитов, при этом два боковых щита подсоединены своими боковыми сторонами к боковым сторонам центрального щита с возможностью поворота относительно последнего. В щитах ограждения имеются смотровые окна, снабженные многослойными стеклами.
Наличие в заявляемом стенде нижнего фланца, закрепленного на основании и имеющего канал для подачи жидкости в полости испытуемого объекта и канал для слива жидкости из полостей испытуемого объекта, верхнего фланца, насосной станции для подачи жидкости к нижнему фланцу, а также выполнение фланцев стенда с крепежными отверстиями, расположение которых соответствует расположению крепежных отверстий фланцев испытуемого объекта,
позволяет с одной стороны обеспечить надежное закрепление испытуемого объекта на основании стенда, и с другой стороны - надежную герметизацию полостей объекта в процессе испытаний без использования специальных средств, требующих наличия силового устройства для обеспечения такой герметизации. Благодаря этому появляется возможность проводить испытания объектов нефтегазопромыслового и противовыбросового оборудования на прочность и герметичность в полевых условиях, используя при этом простой по конструкции и в обслуживании стенд, и сократить время и энергетические затраты на подготовку стенда и на проведение испытаний.
Полезная модель поясняется чертежами, где:
на фиг.1 изображен общий вид стенда;
на фиг.2 - основание стенда с закрепленным на нем испытуемым объектом, вид спереди с частичным разрезом;
на фиг.3 - основание стенда с закрепленным на нем испытуемым объектом, вид сбоку с частичным разрезом;
на фиг.4 - основание стенда с нижним фланцем;
на фиг.5 - верхний фланец;
на фиг.6 - насосная станция;
на фиг.7 - ограждение стенда.
Конструктивное выполнение стенда для испытания объектов нефтегазопромыслового и противовыбросового оборудования на герметичность и прочность и принцип его работы показаны на примере использования в качестве испытуемого объекта превентора. Стенд содержит основание 1, узел фиксации 2 превентора 3 на основании 1 и насосную станцию 4.
Узел фиксации 2 включает закрепленный на основании 1 нижний фланец 5. Стенд включает также верхний фланец 6.
Нижний фланец 5 предназначен для установки на него и закрепления на нем нижнего фланца 7 превентора 3. Фланец 5 имеет канал 8 для
подачи жидкости в полости превентора 3, состоящий из двух участков: радиального участка 9 и вертикального участка 10. В радиальный участок 9 канала 8 нижнего фланца 5 ввернут штуцер 11, к которому подсоединен рукав 12 высокого давления. Вертикальный участок 10 канала 8 с одной стороны сообщен с радиальным участком 9 и является его продолжением, а с другой стороны имеет выход на верхний торец фланца и в осевой канал 13 превентора.
Кроме того, нижний фланец 5 имеет канал 14 для слива жидкости, который, аналогично каналу 8, имеет сообщающиеся между собой радиальный и вертикальный участки. В радиальный участок канала 14 ввернут штуцер 15, к которому через прокладку 15а подсоединен сливной кран 16 с трубным угольником 17.
Для закрепления нижнего фланца 5 на основании 1 служат четыре болта 18. На своей поверхности нижний фланец 5 имеет кольцевую канавку 19 под прокладку.
Верхний фланец 6 предназначен для установки на скрепляемый с ним верхний фланец 20 превентора 3.
Нижний фланец 5 имеет крепежные отверстия 21, оси которых параллельны центральной оси фланца 5. Верхний фланец 6 стенда имеет крепежные отверстия 22, оси которых параллельны центральной оси фланца 6. Проекции крепежных отверстий 21 нижнего фланца 5 на горизонтальную плоскость лежат на одной окружности 23. Аналогично проекции крепежных отверстий 22 верхнего фланца 6 на горизонтальную плоскость также лежат на одной окружности.
Расположение крепежных отверстий 21 в нижнем фланце 5 соответствует расположению крепежных отверстий в нижнем фланце 7 превентора 3, а расположение крепежных отверстий 22 в верхнем фланце 6 соответствует расположению крепежных отверстий в верхнем фланце 20 превентора 3.
Нижний фланец 5 и верхний фланец 6 по своей конфигурации и размерам (в том числе и по диаметру) идентичны конфигурации и размерам подсоединяемых к ним соответствующих фланцев 7, 20 превентора 3.
Для скрепления нижнего фланца 7 превентора 3 с нижним фланцем 5 стенда использованы шпильки 24 и гайки 25, а для скрепления верхнего фланца 6 стенда с верхним фланцем 20 превентора 3 использованы шпильки 26 и гайки 27.
Дополнительно верхний фланец 6 имеет отверстие 28 для вытеснения воздуха, закрытое пробкой 29, снабжен двумя рым-болтами 30 для транспортировки.
В состав стенда входит также система подачи жидкости в испытуемый объект (превентор 3), которая включает насосную станцию 4 и рукав 12 высокого давления для подвода жидкости от насосной станции к нижнему фланцу 5.
Насосная станция 4 содержит бак 32 для жидкости и ручной насос 33 со всасывающим шлангом 34, опущенным в бак 32. Бак 32 снабжен крышкой 35 и имеет ручку 36 для переноса. Крышка 35 бака 32 имеет вырез 37 для прохода всасывающего шланга 34. Всасывающий шланг 34 снабжен фильтром. Ручной насос 33 снабжен рукояткой 38.
На камере высокого давления насоса 33 установлены манометр 39, напорный штуцер 40, к которому присоединен рукав 12 высокого давления, и сливной штуцер. На сливном штуцере через прокладку закреплен кран 41, к которому подсоединен сливной шланг 42, опущенный в бак 32.
Стенд снабжен ограждением 43, окружающим (закрывающим) зону испытаний. Ограждение 43 выполнено сборно-разборным и состоит из четырех опор 44 и установленных на опорах трех щитов. Два боковых щита 45 ограждения шарнирно подсоединены своими боковыми сторонами к боковым сторонам центрального щита 46. В щитах
ограждения имеются смотровые окна 47, которые снабжены многослойными стеклами.
Стенд обеспечивает испытания нефтегазопромыслового и противовыбросового оборудования с фланцевыми соединениями на герметичность и прочность компрессионным гидростатическим способом.
Перед проведением испытаний осуществляют подготовку стенда к работе. Основание 1 с нижним фланцем 5 устанавливают на пол у стены 48 и при необходимости закрепляют анкерными болтами. Собирают ограждение 43 и устанавливают его таким образом, чтобы закрыть основание 1 с объектом испытаний (превентором 3). Насосную станцию 4 устанавливают так, чтобы с рабочего места обеспечивалось наблюдение за испытаниями. Проверяют и очищают бак 32 насосной станции. Устанавливают насос 33 на бак 32 и закрепляют болтами, гайками и стопорными шайбами. Устанавливают кран на сливной штуцер насоса 33. Присоединяют к крану сливной шланг 42 через угольник, закрывают кран и опускают в бак всасывающий и сливной шланги. Заливают в бак рабочую жидкость и закрывают бак крышкой. Собирают, устанавливают и фиксируют рукоятку 38 на насосе 33. Присоединяют рукав 12 высокого давления к выходному штуцеру насоса и к штуцеру нижнего фланца 5. К сливному каналу нижнего фланца 5 подсоединяют штуцер 15, на который через прокладку навернут сливной кран 16.
Устанавливают превентор 3, который в данном конкретном случае является объектом испытаний, нижним фланцем 7 на нижний фланец 5 через прокладку фланцевого соединения. Фланцы 7 и 5 скрепляют между собой шпильками 24 и гайками 25. На верхний фланец 20 превентора 3 устанавливают верхний фланец 6. Фланцы 20 и 6 скрепляют между собой шпильками 26 и гайками 27. Закрывают оба сливных крана стенда (на насосе и на нижнем фланце. Заполняют полость превентора водой до уровня, необходимого при проводимых испытаниях. Например, при
испытаниях трубных плашек превентора следует залить воду до плашек. Герметизируют объект испытаний, обеспечивая удаление воздуха из полости. Например, закрывают трубные плашки превентора на запорной компоновке. Качая рукоятку вверх и вниз, обеспечивают подачу рабочей жидкости в полости объекта испытания. Создают насосом необходимое давление в полости испытуемого объекта и поддерживают его в процессе испытаний. Наблюдают объект испытаний в смотровые окна ограждения. О герметичности и прочности судят путем визуального наблюдения за наружной поверхностью объекта. По окончании испытания для сброса давления и для полного слива жидкости из полостей объекта (превентора) открывают сливные краны.