бурові насоси

Бурові насоси, застосовувані при бурінні нафтових і газових свердловин, призначені для закачування розчину для промивання через колону бурильних труб і виносу вибуренной породи на поверхню. Енергія потоку розчину використовується для приводу різних механізмів на забої свердловини - турбобура, вібробури або забійного механізму подачі. Розчин для промивання щільністю 1,2-1,3fкг / л і більше, що створює протитиск на забій, зміцнює стінки свердловини, охолоджуючий долото, повинен мати склад, строго певний залежно від умов буріння. Він повинен добре утримувати зерна вибуренной породи (кількість дрібних абразивних частинок досягає 5-10% по масі), - 'утяжелитель (гематит, барит та ін.), Містити необхідні реагенти (вапно, каустичну соду, дубильні кислоти і т. І,) в результаті робота сильно ускладнюється, звичайний поршневий насос не зможе надійно і довго працювати в подібних умовах.

У зв'язку з цим стає зрозумілою нагальна необхідність створення особливого різновиду поршневого насоса, розрахованого на тривалу, безперервну роботу при високому тиску нагнітання на в'язкопластичні абра- зівсодержащей рідини - промивальному розчині.

Як видно збільшилася потужність найбільш великих гідромашин, що свідчить про високий технічний рівень, сучасного; нафтобурового насособудування. У порівнянні з першим радянським нефтебуровом насосом потужність і тиск нагнітання найбільшого вітчизняного агрегату різко зросли (потужність, приблизно в 10 разів).

Основні параметри поршневих бурових насосів визначені ГОСТ-6031-бб (6.2.). Введення державного стандарту дозволило чітко спеціалізувати насосостроітельние заводи з виробництва певних типорозмірів поршневих машин, що відповідають вимогам буріння але своїми параметрами. ГОСТ поширений на насоси з найбільшим тиском нагнітання 32 МН / м2.

Умовне позначення складається з початкових літер слів «насос буровий», величини максимальної подачі, найбільшого тиску нагнітання і гідравлічної потужності. -

Насос НБ45-400-950 гідравлічної потужністю 950 кВт (приводний потужністю 1160 кВт), номінальним числом подвійних ходів поршня 65 в хвилину, розрахований на тиск нагнітання 40 МН / м2, виходить за своїми параметрами за межі стандарту.

поздовжній розріз сучасного бурового насоса ^ Насос складається з приводний і гідравлічної частин. У приводний частини перетворюється обертальний рух ведучого шківа в зворотно-поступальний рух поршнів. У гідравлічної частини механічна енергія від поршнів передається до рідини, перетворюючись в гидродинамическую енергію промивної рідини. До складу приводний частини входять станина, де є корінний вал із зубчастим колесом, вузол трансмісійного вала, шатун, повзун і проміжний шток. Опорними підшипниками приводного і колінчастого валів служать підшипники кочення. Гідравлічна частина насоса, де встановлюються змінні деталі, має клапанні коробки, з'єднані зі станиною. З цілі збільшення терміну служби, захисту деталей корпусу частина деталей гідравлічної частини зроблена змінної - циліндрові втулки 1, поршні 2У штоки 3, клапани 4 і їх ущільнення, які працюють в середовищі промивного розчину і підлягають найбільшому зносу. Термін служби циліндричної втулки не перевищує 300 ч. Пссле зносу вона підлягає заміні. Корпус гідравлічного циліндра - великогабаритна деталь з терміном служби не менше п'яти років, що піддається інтенсивному зносу. У ньому кріпиться циліндрова втулка. Різниця в термінах служби корпусу гідравлічної коробки і циліндричної втулки робить доцільною конструкцію гідравлічної частини, що складається з постійних корпусних неізнашіваемих пристроїв і змінної нетривких, схильних до інтенсивного зносу.

Для кожного типу насоса існує комплект циліндрових втулокг відрізняються внутрішніми діаметрами, що дозволяє здійснювати ступінчасте регулювання продуктивності. Вони виготовляються з цементованих сталей.

Поршень циліндричної втулки рухається в середовищі промивної рідини при тиску 10-30 МН / м3. Швидкість його змінюється від 0 до 2 м / с. Термін служби не перевищує 100 ч. Найбільшого поширення набули самоуплотняющіеся гумові поршні манжетних типу. Їх можна легко міняти. Поршень являє собою сталевий сердечник з прівулкавізірованнимі гумовими манжетами. Внаслідок того, що діаметр губ поршня збільшений порівняно з діаметром отвору втулки, створюється початкове обтиснення - основа правильного дії самоуплотняющейся манжети. При нагнітанні манжета, що витісняє рідина циліндра, притискається до поверхні циліндричної втулки тиском рідини і силами тертя, що перешкоджає проникненню рідини е зазор між поршнем і циліндричної втулкою. Друга манжета сполучається з втулкою дією сил пружності гуми. Мастило поршня здійснюється рідиною, що перекачується. Поршень кріпиться на штоку, приєднується до повзуна, який передає потужність від приводний частини до гідравлічної.

Клапани бурових насосів в основному застосовуються тарілчасті, т. Е. З однієї вихідний щілиною. При перекачуванні сильно обтяжених рідин термін їх служби сильно скорочений і навіть доходить до 30 год. Основні вимоги, що пред'являються до клапанів: надійна робота, безударная посадка на сідло, забезпечення мінімальних гідравлічних втрат, якісне ущільнення.

Існує багато модифікацій клапанів бурових насосів: з верхнім і нижнім напрямними штоками, верхнім направляючим штоком і нижньої напрямної хрестовиною. Зустрічаються клапани з чотирма і трьома нижніми направляючими пір'ям. Різні способи кріплення на тарілці гумового ущільнювального диска. Конструкції клапанів допускають можливість швидкої зміни і ремонту. На нагнітальної лінії насоса передбачаються запобіжний клапан і холостий викиді з засувкою.

З метою більш рівномірної подачі рідини і усунення поштовхів в нагнітальної лінії в безпосередній близькості від насоса на додаток до ви- гдушному ковпака встановлюють компенсатори. Привід насосів може бути дизельний і від електромотора. Насоси розраховані на тривалий термін роботи (15-20 років). Тому важливо в конструкції передбачити можливість відновлення зруйнованих деталей, ремонту і модернізації вузлів.

Нині вирішуються завдання промислового виробництва певного числа типорозмірів сучасних поршневих бурових насосів, що відповідають вимогам технології експлуатаційного і глибокого розвідувального буріння свердловин. Важливо правильно їх вибрати стосовно до бурових установок різних типорозмірів і призначення, зменшити вплив несприятливих факторів, забезпечити надійними пристроями, що компенсують нерівномірність всмоктування і нагнітання, розробити оптимальні режими експлуатації для кожного типорозміру поршневих бурових насосів.