Расчетно-теоретическое и экспериментальное исследования режимов течения рабочей среды во внутренних байпасах задвижек

В технологических линиях нефтегазодобывающей промышленности растет спрос на запорно-регулирующую арматуру, обеспечивающую требуемую пропускную характеристику при перепаде давления 25 МПа и более. По сравнению с клапанами задвижки имеют меньший коэффициент сопротивления в открытом положении. Шиберные запорно-регулирующие устройства находят широкое применение в качестве запорно-регулирующей арматуры. К наиболее важным задачам, возникающим при проектировании таких устройств, относится определение гидравлических и кавитационных характеристик, удельного давления рабочей среды в затворе. Использование внутреннего байпаса в регулирующей арматуре позволяет повысить точность регулирования при больших перепадах давления, а его применение в задвижках — уменьшить силы на перемещение регулирующих и запирающих элементов, удельное давление рабочей среды в затворе при открытии/закрытии и расположить место схлопывания кавитационных пузырьков в потоке. Предложены методика расчета гидравлических характеристик байпаса и метод определения его пропускной характеристики на основе расчетно-теоретического исследования с применением современного комплекса инженерного анализа.

Литература

[1] Мориц М. Импортозамещающая сводка: расширение производственных возможностей. Вестник арматуростроителя, 2022, № 6, с. 62–64.

[2] Друзина И. Экспертное мнение о рынке трубопроводной арматуры. Вестник арматуростроителя, 2022, № 6, с. 56–57.

[3] Афанасьева О.В., Бакулина А.А., Коркунов С.Б. Перспективы развития российского арматуростроения в современных экономических условиях. Газовая промышленность, 2020, № 6, с. 70–73.

[4] Чиняев И.Р., Шанаурин А.Л., Фоминых А.В. Управление потоками жидкостей и газов. Часть 1. Шиберные запорно-регулирующие устройства. Курган, Изд-во КГУ, 2022. 248 с.

[5] Сухов С.А. Повышение эффективности процесса регулирования потоков жидкости на основе совершенствования конструкции шиберных задвижек. Арматуростроение, 2014, № 1, с. 36–39.

[6] Власюк П.Э., Чернышев А.В., Чиняев И.Р. и др. Расчет пропускной способности шиберной задвижки для технологических линий нефтегазодобывающей промышленности. Трубопроводная арматура и оборудование, 2022, № 2, с. 37–39.

[7] Малов Д.А., Чернышев А.В. Увеличение пропускной способности и диапазона регулирования проходного клапана. Трубопроводная арматура и оборудование, 2023, № 1, с. 25–27.

[8] Быкова Т.А., Данилкин Е.А., Шеремет М.А. Моделирование работы односедельного регулирующего клапана в пакете Ansys. Тр. 6-й росс. нац. конф. по теплообмену. Москва, МЭИ, 2014, с. 44–47.

[9] Игнатьева Т.Ю., Горобченко С.Л., Ковалев Д.А. Модель поведения регулирующего клапана. Трубопроводная арматура и оборудование, 2023, № 1, с. 12–17.

[10] Fominykh A., Chinyaev I., Telminov A. et al. Development of a method for determining the specific pressures on the sealing fields of slide valves. AIP Conf. Proc., 2021, 2022, vol. 2503, no. 1, art. 050062, doi: https://doi.org/10.1063/5.0099962

[11] Заславский Г.А., Рязанов В.А., Сухов С.А. и др. Запорно-регулирующее устройство. Патент РФ 2586958. Заявл. 21.11.2014, опубл. 10.06.2016.

[12] Чиняев И.Р., Фоминых А.В., Пошивалов Е.А. и др. Определение пропускной характеристики задвижки шиберной запорно-регулирующей. Экспозиция нефть газ, 2015, № 2, c. 38–42.

[13] Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. Москва, Машиностроение, 1992. 671 с.

[14] Wu H., Li J.Y., Gao Z.X. Flow Characteristics and stress analysis of a parallel gate valve. Processes, 2019, vol. 7, no. 11, art. 803, doi: https://doi.org/10.3390/pr7110803

[15] Liu P., Liu Y., Huang Z. et al. Design optimization for subsea gate valve based on combined analyses of fluid characteristics and sensitivity. J. Pet. Sci. Eng., 2019, vol. 182, art. 106277, doi: https://doi.org/10.1016/j.petrol.2019.106277

[16] ГОСТ 34437–2018. Арматура трубопроводная. Методика экспериментального определения гидравлических и кавитационных характеристик. Москва, Стандартинформ, 2018. 41 с.