Буровые поршневые насосы

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

Институт нефти и газа

 

Кафедра «Машины и оборудование нефтяных и газовых промыслов»

 

Доклад

по дисциплине «Техника и технология бурения нефтяных и газовых скважин»

по теме « Буровые поршневые насосы».

 

 

        Руководитель     __________            к.т.н, доцент                 Хомутов М.П.

                                          подпись, дата           должность, ученая степень                инициалы, фамилия 

 

         Студент      НБ11-02            081103044         _________    Маракулин Д.А. 

                                      номер группы        номер зачетной книжки       подпись, дата      инициалы, фамилия

 

 

 

 

Красноярск 2014

 

Буровые поршневые насосы. Общие сведения.

Буровой поршневой насос является основным агрегатом современной буровой установки. Как показывает тенденция развития техники бурения, единичная мощность насосов постоянно увеличивается, непрерывно совершенствуется конструкция насосов и отдельных его элементов, повышаются требования к надежности насосов и к стойкости его узлов и деталей.

Буровые поршневые насосы являются одними из основных машин в технологическом процессе бурения скважин. Большая передаваемая мощность, большой вес и габариты выдвигают повышенные требования к качеству их проектирования, изготовления и эксплуатации.

В буровых поршневых насосах подача регулируется при помощи сменных цилиндров. С изменением диаметра цилиндровой втулки изменяется относительный объем вредного пространства, так как в буровых поршневых насосах вредное пространство находится вне цилиндров втулки. Цилиндровые втулки наименьшего диаметра применяются для создания максимального давления. С увеличением давления повышается сжимаемость жидкости.

В буровых поршневых насосах причиной износа клапана является не ударная посадка тарелки клапана со стуком, а наличие в промывочной жидкости твердых частиц, которые, попадая на опорную поверхность клапана, вызывают местное поверхностное выкрашивание. При этом нарушается герметичность, что и становится причиной разрушения резинового уплотнения.

Технические характеристики поршневых буровых насосов.

Буровой насос предназначен для  нагнетания промывочной жидкости (воды, глинистого раствора) в скважину при бурении скважин.

Буровой насос состоит из приводного гидравлического блока, установленного на сварной раме. Приводной блок состоит из трансмиссионного вала, коренного вала и шатунного механизма, которые установлены на станине.

Рис.1 НБ 50

Насосы НБ-32, НБ-50, НБ-80, НБ-125 – горизонтальные, двухцилиндровые, двухстороннего действия, приводные со встроенным зубчатым редуктором (рис.2).

 

Рис.2 НБ-50

Рис.3 Кинематическая схема трехцилиндрового бурового насоса одностороннего действия.

 Предназначены для  нагнетания промывочного раствора  в скважину при геологоразведочном  и структурно-поисковом бурении  на нефть и газ, выполнения  других промывочно- продавочных работ при ремонте скважин, нагнетания воды в пласт при интенсификации добычи нефти, перекачивания различных неагрессивных жидкостей и комплектации геологоразведочных и нефтепромысловых агрегатов.

Насосы буровые поршневые эксплуатируются в условиях умеренного климата при температуре окружающего воздуха от -45 С до +45 С.

Пневмокомпенсаторы.

Наличие пневматического компенсатора в нагнетательной системе насоса уменьшает неравномерность подачи жидкости на выходе насоса.

 Компенсаторы (воздушные колпаки) устанавливаются на нагнетательной линии вблизи насоса для выравнивания пульсации давления и подачи, возникающей при работе поршневого насоса с шатунно-кривошипным приводом. В настоящее время используют диафрагменные компенсаторы, так как воздушные колпаки с низким давлением воздуха при высоких давлениях раствора очень громоздки и не обеспечивают равномерности подачи.

Воздушный диафрагменный компенсатор (рис.4) представляет собой емкость, разделенную эластичной диафрагмой. Одна часть емкости заполнена газом под давлением, равным примерно половине рабочего, вторая сообщается с нагнетательной линией. Когда в линии нет давления, газ расширяется и заполняет весь объем компенсатора, а диафрагма закрывает отверстие, связывающее полость компенсатора с напорной линией. При увеличении давления раствора газ в компенсаторе сжимается, диафрагма отходит, и открывается отверстие, связывающее нагнетательную линию с полостью компенсатора, которая начинает заполняться буровым раствором. При пульсациях давления в напорной линии диафрагма перемещается и сжатый газ над диафрагмой то сжимается, то расширяется, поддерживая тем самым более равномерным давление в напорной линии. 

Рис.4 Пневмокомпенсатор

 Буровые насосы завоевали  большую популярность у потребителей  благодаря высокой надёжности, простоте  обслуживания и ремонтопригодности.

Насос буровой УНБ-600

Двухпоршневой насос двустороннего действия — дуплекс УНБ-600 (рис.5).

Рис.5 УНБ-600

Буровой насос двухпоршневой УНБ-600 предназначен для подачи промывочной жидкости на забой при бурении скважин глубиной до 5000 м. При роторном бурении промывочная жидкость подается через колонну бурильных труб на забой скважин для охлаждения и выноса разрушенной долотом горной породы, а также для передачи энергии потока турбобуру и связанному с ним долоту. В качестве промывочной жидкости применяется вода или глинистый раствор с содержанием нефти, щелочи, соды и других компонентов.

Насос буровой УНБ-600 по конструктивному исполнению горизонтальный, кривошипный, двустороннего действия.

 

Рис.6 Схема деталей

Рис.7 Механическая часть

Рис.8 Передаточный узел

В расчете основных характеристик принято: коэффициент подачи – 1, к.п.д. – 0,85.

Буровой насос УНБ-600 по основным параметрам соответствует ГОСТ 6031.

Шифр насоса следует читать так: УНБ-600 — Уралмашевский насос буровой мощностью 600 кВт.

Этот насос характеризуются оптимальными параметрами кривошипно-шатунного механизма. Надежным исполнением гидравлической и механической частей, оборудован компенсаторами на входе и выходе, системой смазки трущихся частей, консольно-поворотными кранами для облегчения работ по замене сменных деталей и узлов гидравлической части, а также автоматическими предохранительными клапанами.

 

 

 

Буровые насосы и насосные установки F-1300 и F-1600

Рис.9 Насос буровой F-1600

Предназначены для перекачивания высоко-абразивных жидких технологических нефтепромысловых сред с твёрдыми частицами при цементировании, капитальном ремонте, промывочно - продавочных работах, при бурении скважин; для нагнетания воды в пласт при интенсификации добычи нефти; для перекачивания высоковязких жидкостей, включая нефть.

 

Рис.10 Насос буровой F 1300

Тех. характеристики:

• Трех поршневой, простого (одностороннего) действия.
• мощность на валу 969 кВт (1300 л.с.).
• тип зубчатой передачи-шевронная
• Смазка принудительная и разбрызгиванием.
• Диаметр всасывающего патрубка 304, 8мм (12"),
• Диаметр нагнетательного патрубка 127мм (5"), давление 35 МПа (5000 psi).
• Масса 24 572 кг. (54 170 lb).
• Соответствует стандарту API

 

Агрегат насосный АДБНТ-1600

Рис.11 Агрегат насосный АДБНТ-1600

Агрегат насосный с частотно-регулируемым электроприводом предназначен для глубокого регулирования подачи насоса с целью обеспечения требуемой скорости проходки, а также при восстановлении циркуляции бурового раствора.

Технологические преимущества применения частотно-регулируемого электропривода на  насосном агрегате:

  •  автоматическое  управление производительностью  бурового насоса с выбором  оптимального значения расхода  промывочной жидкости, свойств породы  и конструкции скважины;

  •  автоматическое  изменение частоты ходов насоса;

  •  работа в оптимальных  режимах для каждого интервала  бурения при различных типах  забойных электродвигателей, что  обеспечивает сокращение времени  механического бурения;

Состав поставки:

• специализированный преобразователь частоты с микропроцессорной системой управления, регулирования, защиты и диагностики;

• электродвигатель;

• буровой насос;

•рама;

•клиноременная передача с ограждением;

•устройство для натяжения ремней;

          Насосный агрегат может комплектоваться силовым шкафом и пультом управления. Необходимость их поставки указывается в заказе.

Бурвой насос  Bentec T-1600-AC

Рис.12 Бурвой насос  Bentec T-1600-AC

В дизайне буровых насосов Bentec воплотился многолетний опыт по обслуживанию и ремонту всех видов буровых насосов. Использование редукторного привода от электродвигателя, установленного непосредственно на самом насосе, является уникальным решением для оборудования подобного рода.

Буровые насосы Bentec компактны и имеют относительно небольшой вес. Приводной двигатель переменного тока 1200 кВт установлен над механической частью насоса. Изготавливаются два вида гидравлической части насоса, рассчитанные на 5000 PSI (350 бар) или 7500 PSI (514 бар). Удачная конструкция насоса обеспечивают быструю смену поршней и втулок, а также простоту его технического обслуживания и ремонта. Кран, установленный на насосе, позволяет с легкостью перемещать детали гидравлической части насоса.

Отличительной особенностью  насоса бурового T-1600-AC является наличие двухступенчатого цилиндрического вертикального редуктора. Это позволило отказаться от использования цепных или клиноременных передач. Вращающий момент с выходного вала редуктора передается непосредственно на кривошипный вал насоса. Кривошипный вал представляет собой сбалансированную ковано-сварную конструкцию, что обеспечивает длительный ресурс эксплуатации и низкий уровень вибрации и шума. Именно поэтому, буровой насос Bentec особенно хорош при бурении скважин в природоохранных зонах или в густонаселенных районах.

Машина снабжена системами охлаждения цилиндропоршневых групп и смазки передач. По требованию заказчика могут быть установлены подпорный насос и система шумозащиты.

После обвязки оборудования и его подключения к электросетям остается только заполнить емкости буровым раствором, проверить все электрические и растворные линии высокого и низкого давления – и насос готов к работе.

 Установка  насосная

Рис.13 Установка насосная

Установка насосная с баком предназначена для нагнетания рабочих жидкостей при цементировании скважин в процессе бурения и капитального ремонта, а так же при проведении других промывочно-продавочных работ на нефтяных и газовых скважинах.

Установка насосная оборудована устройством для подогрева гидравлической части насосов для обеспечения работы установок при низких температурах и системой контроля температуры масла в картере насоса НЦ-320 и контроля давления с выводом информации на приборную панель. В состав установки входят монтажная база, насос высокого давления, манифольд, водоподающий блок и блок приготовления тампонажных растворов.

Различают следующие типы установок: санный  (стационарный) и на шасси автомобиля.

Санный (стационарный) вариант установки насосной (АНЦ-320С) выполняется в виде двух модулей – основного и водоподающего. Каждый модуль смонтирован на отдельной раме и установлен на металлические сани. В качестве привода насоса высокого давления используется силовая установка с двигателем ЯМЗ. Модули установки могут транспортироваться на внешней подвеске вертолёта.