Hoe gaat het om breukslangslangpulsatie en trillingen hoger drukkers?

In breukactiviteiten, breukslangen breken Moet bestand zijn tegen hogedrukpulsatie (drukschommelingen) en mechanische trillingen, waardoor extreme eisen worden gesteld aan hun structurele ontwerp en materiaaleigenschappen. Hieronder staan ​​de kernmechanismen waardoor breukslangen deze uitdagingen aanpakken:

1. Versterkingslaagontwerp: absorberende drukschommelingen en trillingsergie
   Hoogsterke staaldraadvlechtlaag
   De staaldraadvlechtlaag dient als de primaire drukdragende structuur van de slang, met behulp van meerlagige kruisbraids (bijv., 4 of 6 lagen) om een ​​"mesh skelet" te vormen dat gelijkmatig hoge druk over de slangwand verdeelt, waardoor gelokaliseerde spanningsconcentraties worden geminimaliseerd.
   Analogie: vergelijkbaar met de versterkingsstaven in gewapend beton, fungeert de staaldraadvlecht als de wapeningsstaaf, terwijl de rubberlaag fungeert als het beton, collectief weerstand tegen druk.
   Aramide vezelversterkingslaag (optioneel)
   Aramide vezels (bijv. Kevlar) bieden hoge sterkte en lage elastische modulus, in staat om hoogfrequente trillingsergie te absorberen en schade aan slangvermoeidheid te verminderen.
   Voordeel: lichter dan staaldraad, geschikt voor toepassingen die gevoelig zijn voor gewicht.

2. Koppelingsontwerp: het verminderen van spanningsconcentratie en lekrisico's
Integrale koppeling
De koppeling wordt in het slanglichaam gevormd door vulkanisatie, waardoor de bout losmakende problemen geassocieerd met traditionele flenzende verbindingen elimineert.
Principe: de integrale structuur draagt ​​de druk direct over naar de staaldraadvlechtlaag, waardoor de spanningsconcentratie bij de koppeling wordt geminimaliseerd.
Trillingsvermogenkoppeling
Neemt elastische bufferpads (bijv. Rubber of polyurethaan) op in de koppeling om trillingsergie te absorberen en metaalvermoeidheid te voorkomen.
Toepassing: vaak gebruikt in verbindingen met trillingsintensieve pompapparatuur.

3. Selectie van rubbermateriaal: het balanceren van flexibiliteit en slijtvastheid
Binnenvoering
Gebruikt gehydrogeneerd nitrilrubber (HNBR) of thermoplastisch polyurethaan (TPU) en biedt een hoge elastische modulus en slijtvastheid om slijtage te weerstaan ​​door zand beladen breukvloeistoffen.
Casestudy: TPU binnenvoering verminderen de slijtages met 50% in vergelijking met traditioneel NBR -rubber onder zanddeeltjeswrijving.
Buitenklep
Maakt gebruik van chloropreenrubber (CR) of nitrilrubber (NBR), die weerweerstand en anti-verouderingseigenschappen biedt om te voorkomen dat barsten van UV-blootstelling en ozon.

4. Dynamische testen en validatie: zorgen voor een lange levensduur
Drukpulsatietests
Simuleert real-world drukschommelingen (bijv. 0-15.000 psi-cycli) om de vermoeidheidsleven van de slang te beoordelen.
Standaard: API 7K -specificaties vereisen slangen om ten minste 100.000 drukcyclusstests door te geven.
Trillingstests
Monteert de slang op een trillingstabel en past verticale/horizontale trillingen toe om de afdichtingsprestaties van koppelingen en slanglichamen te evalueren.
Metrisch: trillingsfrequentiebereik typisch 5-50 Hz, versnelling van niet meer dan 10 g.

5. Real-World Voorbeeld: Toepassing van breukslang in een schaliegasput
Bedrijfsomstandigheden: breukvloeistofdebiet van 200 bbl/min, druk van 10.000 psi en zandgehalte van 10%.
Oplossing:
Neemt een 6-laags staaldraad Braid Aramid Fiber Composite-versterkingslaag aan.
Gebruikt TPU binnenvoering en de buitenste dekking.
Koppeling heeft een integraal ontwerp met een rubberen bufferpad.
Uitkomst: de slang werkte continu gedurende 100 uur zonder lekkage, met koppelingsverplaatsing onder trillingstests met minder dan 0,5 mm.