Буровой насос: область применения, особенности устройства

Буровые насосы – это часть бурового оборудования, предназначением которого часто является участие в процессе добычи нефти. Их главной задачей в этом процессе является обеспечить подачу специализированной жидкости, которая способствует правильному бурению скважин.

Причем, жидкость, которую качает буровой насос, поступает в нужное место непрерывно.

Назначение и область применения буровых насосов

Область применения буровых насосов на самом деле широка. Их можно эксплуатировать для алмазного бурения, в бесштанговых скважинах, при бурении газовых и нефтяных скважин и так далее.

Наиболее часто буровые насосные системы применяются для бурения нефтескважин. Задача устройства состоит в обеспечении циркуляции буровых растворов в скважинах, при этом, чтобы промывать пробуренные отверстия, насос создает высокое давление, из которого получается необходимый для обеспечения эффективного смывания напор.

Жидкость, которой накачивается скважина посредством буровых устройств, помогает создать следующие условия:

  • поддерживать количество содержания в скважине шлама в допустимых пределах;
  • обеспечивать нормальное охлаждение долота при бурильных работах;
  • производить частичную очистку скважину путем удаления из неё разбуриваемой породы. Удаление происходит вместе с рабочей жидкостью во время её откачивания.

Буровые насосы - это мощные габаритные агрегаты
Буровые насосы – это мощные габаритные агрегаты

Качественный буровой насосный аппарат должен одинаково эффективно справляться как с промывкой скважины, или забоя, так и с их очисткой от породы. При этом агрегат своей непрерывной работой позволяет избежать оседания шлама.

Устройство и принцип работы

Все виды буровых насосов имеют один и тот же принцип работы, который заключается в передаче вращательного движения от двигателя через трансмиссию к коренному валу, снабженному механизмом с кривыми шипами и шатунами. Данный механизм посредством возвратно-поступательных движений поршня, штока и крейцкопфа совершает вращательное движение вала.

Двигающийся в цилиндре поршень посредством клапанов создает давление, которое обеспечивает всасывание жидкости. При движении жидкости влево всасывающий клапан закрывается, однако после этого, когда давление в трубопроводе повышается, клапан всасывания вновь открывается и рабочая жидкость выбегает. Данный процесс повторяется беспрерывно, пока работает насос.

Более правильным считается применение 3-целиндровых аппаратов, которые работают в одностороннем режиме. Такие устройства владеют большими показателями мощности, чем двусторонние установки с двумя цилиндрами. 3-целендровые устройства, имея повышенную мощность, обеспечивают более равномерную и стабильную подачу раствора, использующегося при бурении.

Устройство буровых насосов и их конструкция довольно просты для понимания. Так, механическая часть агрегата, собрана на общей раме, и взаимодействует с частью гидравлической. В механическую часть входят такие элементы, как распределительный блок, приводной шкив, трансмиссионный вал, ползунной механизм с кривыми шипами и редуктор, которые устанавливаются в корпус, содержащий узлы системы смазки. Особенностью конструкции, кроме прочего, считаются биметаллические втулки для буровых насосов, которые также входят в механическую часть.

Принципиальное устройство бурового насоса
Принципиальное устройство бурового насоса

Гидравлическая часть состоит из:

  • предохранительного клапана;
  • группы поршней с цилиндрами;
  • блока, охлаждающего цилиндры и поршни;
  • гидравлического блока;
  • выходных клапанов, расположенных попарно;
  • пневматического компенсатора.

Примечательно, что такие виды оборудования просты как в установке, так и в ремонте, так как все детали легко поддаются замене, а сам аппарат сможет быстро разобрать даже ребенок. Особенно полезен данный факт при замене деталей, которые подвержены быстрому изнашиванию.

Основные характеристики

Наиболее оптимальным будет рассмотреть основные характеристики данного вида оборудования на примере бурового насоса НБ. Буровой насос НБ, а точнее, вся линейка этой продукции является одной из наиболее популярных в своей нише на территории РФ и стран СНГ.

Интересный факт: В России при бурении нефтедобывающих скважин наиболее часто применяются аппараты УНБТ 950. Устройства УНБТ 950 на протяжении более, чем 30 лет демонстрируют высокий уровень производительности и качества изделий. Интересно то, что в 2016 году конструкторы и инженеры, изготавливающие агрегаты УНБТ 950, закончили 10-летнюю работу над устранением всех выявленных за 30 лет серийного производства недостатков насосов УНБТ 950 и УНБТ 1180. Результатом 10-летних трудов стали УНБТ F 1000 буровые насосы – вместо модели 950, а также F 1300 буровые насосы – вместо модификации 1180.

Характеристики буровых насосов НБ 32:

  • полезная мощность может достигать 25 кВт;
  • диаметр втулок варьируется в районе 80-110 мм;
  • идеальная подача может находиться в пределах 4,9-9,9 кубометров жидкости в час;
  • ход поршня может достигать длины в 16 см;
  • наибольшее выходное давление равняется 2,6-4,0 МПа.

Также, известными в своих кругах являются такие экземпляры, как буровой насос У8, насосы буровые 8Т 650, насосы буровые НБТ 600, которые в среднем имеют следующие параметры:

Буровые насосы устанавливают в боксах
Буровые насосы устанавливают в боксах

  • все эти изделия имеют по три поршневых группы;
  • номинально за одну минуту поршень может совершить 145-160 ходов;
  • мощность силовых агрегатов в районе 235-475 кВт;
  • ход поршня длиной 160-250 мм;
  • макс. идеальное давление – 26,74-45,65 л/с;
  • на выходе макс. давление составляет 25 МПа;
  • входной вал вращается с частотой 457-1454 оборота в минуту.

Особенности выбора, монтаж и расчет бурового насоса

Выбирая буровое насосное оборудование, рекомендуется придерживаться нескольких, так называемых, правил. Во-первых, берите во внимание расчетные характеристики, во-вторых, подробно узнайте о параметрах перекачиваемой жидкости, в частности, её густоту, уровень вязкости и наличие твердых частиц. Третьим, но не менее важной особенностью при выборе устройства являются технологические и конструктивные требования к аппарату.

Расчет бурового насоса – определение параметров устройств: потребляемой мощности привода, напора и объема подачи.

Напор отмечается буквой H и рассчитывается по формуле: H = (d1-d2)/(f*g)+V+p, где p – потери напора, f – плотность жидкости, d1 – жидкостное давление в напорной емкости, d2 – давление жидкости в приемной емкости, V – высота всасывания жидкости, g – ускорение сводного падения по отношению к заданной плотности.

Расход любого бурового поршневого электронасоса высчитывается по формуле: Q = S*D*k*kv, где kv – это КПД (коэффициент полезного действия), S – площадь поперечного поршневого сечения, k – количество оборотов вала в минуту, D – длина поршневого хода.

Монтаж бурового насоса рекомендуется предоставлять в руки профессиональных бурильщиков, так как установка подобного оборудования в буровые скважины несколько отличается от монтажа обычных насосов в колодцы. Сложностей при установке буровых агрегатов часто возникает неизмеримо много, а предугадать их невозможно, поэтому к данному процессу должны подходить люди с опытом, которые планомерно и последовательно выполнят сборку агрегата, опустят насос в скважину, закрепят и запустят.

Буровой оппозитный насос Zysko НБ (видео)

Оцените статью
Портал о насосах
Добавить комментарий