Устройство и принцип работы буровых насосов

Техническая библиотека

Буровые насосы применяются на бурильных установках для обеспечения циркуляции буровых растворов при бурении скважин.

Под обеспечением циркуляции понимается совокупность следующих процессов:

нагнетание бурового раствора в скважину

поддержание выбуренной породы во взвешенном состоянии

очистка ствола шахты и забоя от шлама

охлаждение долота в процессе бурения

Как в самом общем виде представить работу бурового насоса?

1 стадия — через трансмиссию двигателя к валу передается вращательное движение

2 стадия — побочные механизмы (шатуны, крейцкопф, кривошипное устройство и др.) преобразуют вращательное движение вала в возвратно-поступательное

3 стадия — поршень в процессе движения в цилиндре формирует область давления, в которую всасывается буровая жидкость (далее при повышении давления в трубопроводе закрытый до этого всасывающий клапан открывается, и раствор выходит)

Буровые насосы бывают двух типов:

-Двухцилиндровый

-Трехцилиндровый

Трехцилиндровый тип бурового насоса эффективнее в силу следующих свойств и особенностей:

увеличенная в 2 раза в сравнении с двухцилиндровым типом равномерность подачи раствора

возможность быстрой смены поршней, втулок и прочих деталей, подвергающихся быстрому износу

общая масса снижена до 35 %

Трехпоршневые буровые насосы наиболее полно отвечают требованиям технологий бурения. Они обеспечивают наименьшую степень неравномерности давления на выходе и меньший износ штоков и клапанов поршня соответственно.

Основное предназначение буровых насосов.

Обеспечение циркуляции бурового шлама и предотвращение его оседания в процессе бурения скважин.

Буровой насос также может применяться для подъема разбуриваемой породы на поверхность и очистки скважины от взвесей породы.

Устройство буровых насосов

Буровые насосы состоят из гидравлической и механической составных частей. Части смонтированы на общей раме.

Гидравлическая часть бурвого насоса:

гидравлический блок с входными и выходными клапанами

цилиндропоршневая группа

блок охлаждения

пневмокомпенсатор

предохранительный клапан

Механическая часть бурового насоса:

блок распределения

редуктор

трансмиссионный вал

приводной шкив

ползунный механизм

корпус с узлами системы смазки

Работа бурового насоса в общем виде можно представить в три стадии:

Первая стадия — через трансмиссию двигателя к валу передается вращательное движение

Вторая стадия — побочные механизмы (шатуны, крейцкопф, кривошипное устройство и др.) преобразуют вращательное движение вала в возвратно-поступательное

Шифры, параметры, характеристики и другие технические показатели буровых насосов ВЗБТ и ПО «Уралмаш» приведены ниже (табл. 16-21).

Техническая характеристика насоса УНБ-600А* (геометрические размеры, мм)

Наименование	Значение
Координаты точки Д (всасывающий коллектор):
по высоте	625
от переднего края рамы	335
Координаты точки Б (нагнетательный коллектор):
по высоте	2092
от переднего края рамы	495
Координаты точки В (трансмиссионный вал):
по высоте	1500
от оси насоса	1320
от заднего края рамы	1872
Диаметр трансмиссионного вала (под шкив)	175
Высотная отметка точки А	3305
Высотная отметка точки Г	2010
Высотная отметка осей цилиндров	1035
Ширина рамы (размер Е)	2016
Длина рамы (размер 3)	5100
Расстояние между осями всасывающих клапанов:
вдоль оси насоса	720
перпендикулярно оси насоса	1640
Расстояние между осями нагнетательного клапана:
вдоль оси насоса	20
перпендикулярно оси насоса	690
Расстояние между осями цилиндров	690
Ширина насоса со шкивом	3016
Высота насоса с установленным консольно-поворотным краном	4197

* См. рисунок.

* Параметры базовой модели представлены без шкива, компенсаторов и консольно-поворотного крана.

* См. рисунки.

Шифр насосов ВЗБТ «Триплекс» следует читать: насос НБТ-475 — насос буровой мощностью 475 кВт, насос УНБТ-950 — уралмашевский насос буровой триплекс мощностью 950 кВт. Буровые насосы ВЗБТ и ПО «Уралмаш» (рисунки) одностороннего действия, триплексы, сконструированы на уровне мировых стандартов.

Вам так же будет интересно:

Буровые установки

Буровые вышки

Источник: https://neftegaz.ru/tech_library/view/2042-Burovye-nasosy

Буровые насосы

Буровые насосы являются составной частью оборудования, предназначенного для использования в процессе бурения нефтяных скважин.

Буровая насосная установка служит для осуществления циркуляции бурового раствора в скважине, что позволяет сохранять породу в виде взвеси (для того, чтобы шлам не оседал), освобождать забой и скважину от шлама, а также охлаждать долото (во избежание сбоев в работе).

Буровые насосы: особенности конструкции

Данный тип насоса имеет механическую и гидравлическую часть.

Механическая часть включает:

• Корпус;
• Редуктор;
• Распределительный блок;
• Кривошипно-ползунный механизм;
• Трансмиссионный вал;
• Приводной шкив.

Гидравлическая часть включает:

• Гидравлический блок, входной/выходной клапан;
• Группу цилиндров и поршней;
• Блок охлаждения;
• Пневмокомпенсатор;
• Предохранительный клапан.

Буровые насосы: принцип действия

Буровые насосы работают следующим образом: через трансмиссию двигателя валу передается вращательное движение, которое осуществляется за счет кривошипного механизма и шатунов. Поршень работает в цилиндре, нагнетая давление.

Таким образом, буровая жидкость всасывается. Всасывающий клапан закрывается при движении влево. После этого, происходит рост давления в трубопроводе, что заставляет клапан открыться, в результате чего происходит выброс раствора.

Согласно виду используемых вытеснителей рабочей жидкости, данные насосы представлены поршневыми агрегатами (вытеснитель выполнен в виде диска) и агрегатами плунжерного типа (оснащены внешним сальником). Равномерность подачи жидкости в данных насосах не зависит от напора.

Такие насосные установки активно применяются для работы с жидкостями высокой степени вязкости и большим содержанием твердых включений. Кроме того, поршневые насосы обладают функцией самовсасывания.

В поршневых насосах в течение одного оборота вала всасывание и нагнетание жидкости осуществляется два раза, поэтому данный вид насосов относится к насосам двойного действия. Буровые плунжерные насосы представляют собой агрегаты простого действия (за время одного оборота вала осуществляют всасывание и нагнетание вещества один раз).

Трехпоршневые насосы (оснащенные тремя поршнями) одностороннего действия лучше всех других типов проявили себя в процессе бурения. Если сравнивать такие насосы с двухцилиндровыми агрегатами, то первые отличаются гораздо более равномерной подачей раствора, легкостью монтажа и меньшей массой.

Буровые насосные установки с вытеснителем в виде поршня, бывают приводного типа, и агрегатами прямого действия, в соответствии с тем, каким образом приводится в движение вытеснитель.

Согласно количеству цилиндров различают одноцилиндровые, двухцилиндровые, трехцилиндровые, а также многоцилиндровые буровые насосные установки. Цилиндры могут располагаться как горизонтально, так и вертикально. Многоцилиндровые агрегаты существенно дороже в изготовлении, но не имеют значительных преимуществ.

Буровые установки: оснащение насосами

Буровые установки могут быть оснащены следующими видами насосов, которые необходимы для откачки и промывания жидкости:

Штанговые насосы. Приводом штангового насоса является станок-качалка. Насос располагается на дне скважины. Насос преобразует в поток жидкости возвратно-поступательные движения, совершаемые станком, что обеспечивает попадание жидкости на поверхность. Данные насосы способны перекачивать нефть с наличием различных примесей и отличаются высоким уровнем производительности.

Винтовые насосы. Данные агрегаты используются для доставки бурового раствора в центрифугу. Основными элементами конструкции являются ротор (из нержавеющей стали) и статор (из эластомерного материала).

Такие насосы компактны и неприхотливы в обслуживании.

Скважинные насосы. Данные агрегаты погружают в скважину. Наземная часть установки является трансформаторной подстанцией, оснащенной пуско-наладочной аппаратурой. Конструкция вертикального типа и одинарного действия, цилиндр неподвижен. Движущимися частями является плунжер и клапаны. Обводненность перекачиваемой жидкости может составлять до 99% с показателем температуры до 130 °С.

Буровые насосы: преимущества

К преимуществам буровых насосов всех типов можно отнести способность работать с веществами высокого уровня вязкости и наличием примесей, а также создание равномерного потока вещества без пульсации и перемешивания взвеси.

Последнее возможно благодаря невысокой скорости движения жидкости при высоком уровне создаваемого давления. Данные насосы, помимо этого, обладают высокой всасывающей мощностью и малым весом конструкции, что упрощает их транспортировку и установку на удаленных месторождениях.

При высоком уровне надежности, стоимость комплектующих буровых насосов невысока.

Буровые насосы: область применения

Буровые насосы используются в нефтедобывающей отрасли в следующих целях:

• Доставка промывочной жидкости в скважину, с целью очищения ее от шлама;
• Охлаждение инструментов, которые подвержены разрушению под воздействием породы;
• Запуск в работу гидравлических двигателей;
• Нагнетание бурового раствора в скважину;
• Поддержание породы в виде взвеси.

Инженеры всегда готовы проконсультировать или предоставить дополнительную техническую информацию по предлагаемым герметичным насосам.

Ваши запросы на оборудование просим присылать в технический департамент нашей компании на e-mail: [email protected], тел. +7 (495) 225 57 86.

Центральный сайт компании ENCE GmbH
Наша сервисная компания Интех ГмбХ

Головные Представительства в странах СНГ:

России
Казахстане
Украине
Туркменистане
Узбекистане
Латвии
Литве

Источник: https://ence-pumps.ru/burovye_nasosy/

Буровые насосы

Что представляют собой буровые насосы и какова область их применения и основные задачи – постараемся рассказать об этом в данной статье.

Как ясно из самого называния, буровые насосы входят в состав бурового оборудования, предназначенного для нефтедобычи.

Также осуществляется охлаждение долота, чтобы осуществлять дальнейшее буровые работы без поломок и сбоев.

Устройство бурового насоса

Буровой насос устроен из пары основ. Это неотъемлемые части одного механизма, которые обеспечивают правильную работу насоса.

На общей раме собрана механическая часть насоса, но она взаимодействует и с гидравлической.

В механическую часть входит корпус, оснащённый узлами смазочной системы, редуктора, распределительного блока, кривошипно-ползунного механизма, трансмиссионного вала и приводного шкива.

В гидравлическую же часть входит гидравлический блок с входными и выходными клапанами, расположенными попарно, цилиндропоршневой группы, блока охлаждения группы цилиндров и поршней, пневмокомпенсатора и конечно предохранительного клапана.

Общий принцип действия любого бурового насоса заключается в следующем – через трансмиссию двигателя к коренному валу, который снабжён кривошипным механизмом с шатунами, соединёнными крейцкопфом, передаётся вращательное движение.

Кривошипный механизм и шатуны, делают вращательное движение вала, возвратно-поступательными движениями крейцкопфа, а также штока и поршня. Двигаясь в цилиндре, поршень, благодаря клапанам, образует давление, под которым всасывается буровая жидкость.

При этом, когда происходит движение влево, закрывается всасывающий клапан, но затем при повышении давления в трубопроводе, то клапан открывается и раствор выходит. Затем процесс повторяется снова и снова.

Односторонний и гораздо более мощный раствор предоставляет гораздо более равномерную подачу бурового раствора. Также их положительные качества состоят в том, что на таких насосах происходит более лёгкая смена быстроизнашивающихся деталей, что очень удобно в работе.

Быстрота замены и лёгкость самого материала, делает такие насосы ещё более удобными для эксплуатации.

Мощность приводных насосов может колебаться от пятидесяти до полутора тысяч литров жидкости в минуту.

Они достаточно долговечны и имеют ряд достоинств, которые позволяют им работать в самых сложных условиях – при изменчивом климате, с разным типом растворов, которые могут быть очень вязкими по консистенции.

При этом поток, как правило, поступает стабильно, без задержек, перемешиваясь внутри или перемещаясь пульсирующими толчками. Давление, которое нагнетается насосом, не зависит от скорости вращения – они могут различаться независимо друг от друга.

Этот поток регулируется специально при помощи двигателя. Так как насосы имеют относительно небольшой вес, что упрощает их монтаж, а такие заменяемые детали, как поршни, стоят совсем недорого, и это делает процесс добычи гораздо более выгодным.

Характеристики бурового насоса

Но у каждого вида бурового насоса есть свои достоинства и недостатки. Поэтому стоит рассмотреть и двухпоршневой насос более подробно.

Это устройство, которое предназначено для работы в противофазе, что способствует оптимальной передаче буровой жидкости.

Равномерное обеспечение жидкостью осуществляется при помощи специального мембранного компенсатора. Обычно редуктор вмонтирован в насос и имеет зубчатый вид.

Как правило, это очень объёмные виды насосов, которые могут также обладать и всасывающей функцией.

Но в таблицах параметров насосов эту характеристику, обычно  вписывают как допустимую высоту всасывания в параметрах вакуума.

Виды буровых установок, оснащённых различными насосами. Эти насосы предназначены для промывания и откачки жидкости, и делятся на три типа – штанговые, винтовые и скважинные насосы.

Подключённая к такой конструкции наземная часть представляет собой трансформаторную подстанцию и аппаратуру, которая служит для пуска и отладки оборудования и агрегатов.

Винтовые насосы имеют около тридцати восьми различных типов исполнения. Они зависят от того, как соединены секции, от входного модуля и конструкции рабочих колёс.

Разные виды насосов используются в различных областях промышленности, но особенно важными их качество и технологичность, является именно для нефтедобычи, где используются именно такие насосы, какие выгодны именно в той области.

Источник: https://promplace.ru/articles/burovie-nasosi-150

1. Принцип действия и схема поршневого бурового насоса

Принцип
работы насоса одностороннего действия
(рис. 1.1)следующий.
Через трансмиссию 1от
двигателя вращение передается
коренному валу с кривошипами 2,на
которых смонтированы
шатуны 5, соединенные с ползунами 4.

Кривошипно-шатунный
механизм преобразует вращательное
движение
коренного вала в возвратно-поступательное
ползуна 4,
штока 5и
поршня 6.

Поршень
движется в цилиндре 7, в нижней
части которого расположен всасывающий
10,
а
в верхней нагнетательный
8клапаны.

При
движении поршня вправо (к коренному
валу) в рабочей
камере 9
создается
разрежение (рис.1.1), в результате которого
возникает разница давления под и над
клапаном, последний
открывается и в камеру засасывается
раствор. В этот период
нагнетательный клапан закрыт под
действием разности
давлений над и под клапаном, так как в
нагнетательном трубопроводе
давление выше, чем в рабочей камере.

При
ходе поршня влево (от коренного вала) в
камере повышается
давление, всасывающий клапан закрывается,
как только
давление внутри камеры станет выше
давления во всасывающем
трубопроводе нагнетательный клапан
откроется, так
как давление в камере будет выше давления
в нагнетательном
трубопроводе, происходит выталкивание
жидкости.

Нетрудно
заметить, что скорость
поршня во время хода
меняется от нуля в
мертвой точке до максимума.
Наибольшую скорость поршень
имеет, когда кривошип
перпендикулярен к шатуну.

Поскольку нагнетание жидкости происходит
за счет вытеснения ее из рабочей
камеры поршнем, очевидно,
количество жидкости,
вытесняемой в единицу времени
подача насоса,
будет изменяться по тому
же закону, что и скорость
поршня, как показано на
графике рис. 1.1

Рисунок 1.1- Принцип
работы насоса одностороннего действия

2. Типы буровых насосов

Поршневые
насосы с различными структурными схемами
делятся
на:

-прямодействующие
двустороннего действия, двухцилиндровые
паровые;

-приводные,
двустороннего действия, двух- и
трехцилиндровые;

-одностороннего
действия с тремя, пятью и шестью
цилиндрами.

2.1 Прямодействующие двухцилиндровые насосы

Насос
состоит из гидравлической части, т. е.
собственно поршневого
двухцилиндрового насоса, и паровой
горизонтальной двух-
цилиндровой поршневой машины.
Гидравлический
и паровой цилиндры расположены на одной
оси, а поршни укреплены на общем штоке.
Подача раствора осуществляется
попеременно то одним, то другим поршнем.

Этот
насос весьма прост по конструкции, не
требует каких-либо
промежуточных трансмиссий, обладает
гибкой характеристикой
и большой равномерностью подачи, что
позволяет применять
насосы без компенсаторов.

Однако
низкая экономичность (к. п. д. около 5%),
высокий расход
пара (до 60 кг/кВт), необходимость снабжения
котлов чистой
водой привели к тому, что в настоящее
время насосы этого типа в буровых
установках не применяются. Они уступили
место приводным.

2.2 Приводные поршневые насосы двустороннего действия

С
созданием мощных двигателей внутреннего
сгорания, трансмиссий,
способных передавать большие мощности,
в буровых установках
стали сначала применять приводные
поршневые двухцилиндровые
насосы двустороннего действия. Насос
состоит
из двух частей: гидравлической и
трансмиссионной — приводной.

Приводная
часть представляет собой кривошипно-шатунный
механизм с ползуном, соединенным с
зубчатым редуктором, сни-
жающим частоту вращения коренного вала.
Вращение и мощность
от двигателя, установленного отдельно
от насоса, передаются
на тран- смиссионный вал, а от него через
зубчатую передачу
на главный кривошипный вал.

Несмотря
на сложную конструкцию, большую
неравномерность
подачи, достигающую 55% и более, эти насосы
благодаря большой экономичности получили
широкое распространение.

Для
уменьшения вредного
влияния пуль- сации подачи эти насосы
применяют с
диафрагменными ком- пенсаторами,
амортизирующими колебание
раствора.

Источник: https://StudFiles.net/preview/4412896/page:2/

Буровые насосы. Запасные части к буровым насосам

К поставке предлагаются втулки из различных материалов, включая втулки с высоким содержанием хрома на внутренней поверхности и керамических втулок с высокими антикоррозионными и антиабразивными свойствами:

EMSCO:

F-1300, F-1600, FB-1300, FB-1600, F-800, F-1000, F-500, F-350, DB-550, DA-700, FA-1600/1300, FC-2200, D-300/500, D-375, D-700.

IDECO:

T-500, T-800, T-1000, T-1300, T-1600.

NATIONAL:

7P50, 8P80, 9P100, 10P130, 12P160, N1300, C-250, K-700, 14-P-220, E-700/G-1000, K-500, K-380, K-500A/700A, C-250/350, JWS-400

GARDNER DENVER:

PZ7, PZ8/9, PZ10/11, FK-FKH, FY-FXD, FD-FXX, FG-GXG, FG-FXG, KG-KXG, FQ-FXQ, FF-FXF, FF-FXP.

OILWELL:

A-560/600-PT, A-850-PT/A-1100-PT, A-1700-PT/A-1400PT

К поставке предлагаются

Поршни буровых насосов

Предлагаются поставки поршней для насосов National, Gardner Denver, Ideco, Emsco, Oilwell из различных современных и традиционных материалов.

Поршни изготавливаются из резины, полиуретана, резины с высокой устойчивостью к агрессивным химическим средам.

Прочие запасные части

Предлагается к поставке большой перечень запасных частей к буровым насосам National, Gardner Denver, Ideco, Emsco, Oilwell.

Краткий перечень поставляемых запасных частей:

Кривошипно-шатунные механизмы, гидравлические коробки, клапана, седла клапанов, штока, ползуны, пальцы ползунов, направляющие, насосы масляные, фильтры, различные уплотнения, сальники и кольца, гайки, муфты, термометры и многое другое.

Запасные части к вертлюгам буровым

Предлагаются к поставке запасные части к вертлюгам нижеуказанных производителей:

NATIONAL (NOV):

P-200/300/400/500/650, P-750, N-24/N-35, N-47/69/815/1324, P & N Gooseneck Connections

OILWELL:

PC100/150, PC225/300/425/500/650

EMSCO:

LB-200/300, LB-400/500/650

IDECO:

TL-120, TL-200, TL-300, TL-400, TL-500

GARDNERDENVER:

SW-400/550

Запасные части к противовыбросовому оборудованию

К поставке предлагаются РТИ и запасные части американского производства для противовыбросового оборудования нижеуказанных производителей:

CAMERON

SHAFFER

Манифольды

Изготовление манифольдов по техническому заданию заказчика для различных областей применения, для буровых установок, буровых платформ, на салазках.

• Для установки цементирования
• Штуцерные манифольды
• Штуцерные манифольды глушения скважины
• Манифольды для буровых насосов
• Для гидравлического разрыва
• Нагнетательные манифольды

Рукава высокого давления

Область применения: рукава высокого давления в сборе для превенторов третьего поколения применяется для гидравлического управления превенторов при бурении скважин.

Подробная информация о рукавах высокого давления

Быстроразъемные соединения (БРС)

Рабочее давление 1000PSI, максимальное давление 1500PSI

Рабочее давление 2000PSI, максимальное давление 3000PSI

Рабочее давление 3000PSI, максимальное давление 4500PSI

Рабочее давление 4000PSI, максимальное давление 6000PSI

Рабочее давление 6000PSI, максимальное давление 9000PSI

Рабочее давление 2000PSI, максимальное давление 3000PSI

Рабочее давление 2000PSI, максимальное давление 3000PSI

Рабочее давление 2000PSI，максимальное давление 3000PSI

Рабочее давление 6000PSI, максимальное давление 9000psi

Рабочее давление 10000PSI, максимальное давление 15000PSI

Рабочее давление15000PSI, максимальное давление 22500PSI

Рабочее давление 20000PSI, максимальное давление 30000PSI

Стандартное исполнение:

Кислотнозащищенное исполнение

Более подробно ознакомиться с другим оборудованием для нефтегазодобывающей отрасли

Источник: https://intech-gmbh.ru/drilling_pumps_spareparts/

Назначение буровых насосов

Буровые насосы предназначены для:

— нагнетания РІ скважину промывочной жидкости СЃ целью очистки забоя Рё ствола РѕС‚ выбуренной РїРѕСЂРѕРґС‹ (шлама) Рё выноса ее РЅР° дневную поверхность;

— охлаждения Рё смазки долота;

— создания гидромониторного эффекта РїСЂРё бурении струйными долотами;

— приведения РІ действие забойных гидравлических двигателей;

�сходя из назначения и условий эксплуатации, к буровым насосам предъявляют следующие основные требования:

— подача насоса должна быть регулируемой РІ пределах, обеспечивающих эффективную промывку скважины;

— мощность насоса должна быть достаточной для промывки скважины Рё РїСЂРёРІРѕРґР° забойных гидравлических двигателей;

— скорость промывочной жидкости РЅР° выходе РёР· насоса должна быть равномерной для устранения инерционных нагрузок Рё пульсаций давления, вызывающих осложнения РІ бурении, дополнительные энергетические затраты Рё усталостные разрушения;

— насосы должны быть приспособлены для работы СЃ абразивно- Рё маслосодержащими РєРѕСЂСЂРѕР·РёРѕРЅРЅРѕ-активными промывочными растворами различной плотности;

— узлы Рё детали, контактирующие СЃ промывочным раствором, должны обладать достаточной долговечностью Рё быть приспособленными Рє СѓРґРѕР±РЅРѕР№ Рё быстрой замене РїСЂРё выходе РёР· строя;

— крупногабаритные узлы Рё детали должны быть снабжены устройствами для надежного захвата Рё перемещения РїСЂРё ремонте Рё техническом обслуживании;

— насосы должны быть приспособлены Рє транспортировке РІ собранном РІРёРґРµ РЅР° далекие Рё близкие расстояния Рё перемещению волоком РІ пределах Р±СѓСЂРѕРІРѕР№;

— конструкция насосов должна допускать правое Рё левое расположение двигателей насосного агрегата;

— надежность Рё долговечность насосов должны сочетаться СЃ РёС… экономичностью Рё безопасностью эксплуатации;

Технические условия на изготовление буровых насосов регламентируются ГОСТом.

С ростом глубины бурения значительно увеличиваются и мощности буровых насосов.

На основе накопленного опыта, научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, а также новейших достижений в насосостроении и смежных областях науки и техники буровые насосы непрерывно совершенствуются: повышаются надежность и долговечность их, снижается масса и сокращаются материальные и трудовые затраты на их изготовление, эксплуатацию и ремонт. Это обусловило широкую номенклатуру моделей и модификаций буровых насосов, используемых в отечественной и зарубежной практике бурения эксплуатационных и разведочных скважин.

Рабочие органы буровых насосов преимущественно выполняются в виде поршней.

Наиболее распространены двухпоршневые насосы двустороннего действия, на смену которым в последние годы приходят трехпоршневые насосы одностороннего действия.

При одностороннем действии жидкость перемещается в поршневой полости рабочей камеры и за один двойной ход совершается один цикл всасывания и нагнетания.

В буровых насосах используются самодействующие пружинные клапаны тарельчатой конструкции. Всасывающие и нагнетательные клапаны взаимозаменяемы.

Оси поршней параллельны и располагаются в горизонтальной плоскости по одну сторону от привода насоса.

Прямодействующие насосы, ведущее звено которых имеет возвратно-поступательное движение, в современных отечественных буровых установках не используются.

Ведущий вал приводится от трансмиссионного вала насоса посредством цилиндрической зубчатой пары.

Промывочная жидкость перемещается по одноступенчатой и однопоточной схеме, через общую приемную линию и один отвод.

Подача насоса изменяется с помощью сменных цилиндровых втулок либо изменением числа ходов насоса.

Пульсации давления, вызываемые неравномерной скоростью поршней, снижаются до практически приемлемого уровня при помощи пневматических компенсаторов.

В буровых насосных агрегатах используются преимущественно электродвигатели и дизели, вращение которых передается трансмиссионному валу насоса клино-ременной либо цепной передачей.

Дата добавления: 2015-07-18; просмотров: 670 | Нарушение авторских прав

Читайте в этой же книге:

Генеральный директор | Главный инженер предприятия | Требования безопасности труда | Электробезопасность | Пожарная безопасность | Свойства техники, технологические параметры и их роль в безопасности труда |

mybiblioteka.su — 2015-2019 РіРѕРґ. (0.005 сек.)

Источник: https://mybiblioteka.su/3-98234.html

Буровые работы

В современном строительстве особого внимания заслуживают буровые работы. Они являются комплексом действий, которые направлены на создание скважин инженерного, эксплуатационного, технического, строительного, геологического и другого назначения.

Они также могут включать подготовительные работы, возведение наземных дополнительных конструкций и коммуникационных сетей, монтаж и демонтаж специализированного оборудования. Бурение является технологическим процессом воздействия на горные породы или грунты в лобовой части скважины с целью их разрушения.

Это процесс образования земляных выемок цилиндрической формы и подачи на поверхность продуктов разрушения.

Операции по разрушению пород забоев буровыми инструментами ( при помощи долота или коронки) сменяются очищением стволов посредством сжатого воздуха и подъёмом бурильных колонн для того, чтобы производить замену рабочих органов или ремонт, крепить ствол при помощи обсадных труб и прочие действия. Скважина – это выработка в горной породе или грунтах, которая имеет цилиндрическую форму. Ширина скважины намного меньше, чем ее глубина. Верх выработки – это устье скважины, стенки формируют ствол, а днище – забой. Бурение может иметь различное направление, масштабы и функциональное назначение. Также для него может использоваться разнообразное оборудование, отличающееся различными техническими характеристиками. Скважины необходимы для многих отраслей деятельности современного человека:

• поиска и разведывания мест залегания полезных ископаемых разного происхождения;
• их добычи (твердых, жидких и газообразных);
• изучения особенностей грунтов и горных пород;
• установки оборудования;
• выкачивания воды;
• закрепления грунта, устройства почвенных анкеров, цементации и усиления оснований под фундаментные конструкции;
• шпунтовых ограждений котлованов и траншей.

Учитывая огромные масштабы загородного строительства, особого внимания заслуживают такие виды буровых работ, как бурение на воду. Они дают возможность обеспечить строения индивидуальными средствами водоснабжения.

Работы представляют собой комплекс высокотехнологичных операций, которые требуют тщательной подготовки, высокого уровня инженерных знаний и наличия специализированного профессионального оборудования.

Бурение на воду может осуществляться на глубину до 30 м («на песок») и более («на известняк»).

Песчаные скважины пробуриваются исключительно до песчаных водоносных горизонтов. Такая вода, как правило, не используется в качестве питьевой, а только для хозяйственных нужд или полива.

Однако, при помощи использования новейшего фильтрационного оборудования, можно добиться относительно высоких качественных показателей такой воды. Что касается бурения «на известняк», то оно представляет собой более сложную и трудоемкую работу и предполагает использование двух обсадных труб.

Одна из них необходима для защиты от обрушений почвы, а вторая – для прокачки при помощи скважинного насоса.

Способы и технологически особенности бурения

На сегодняшний день выделяют несколько групп способов бурения. Они бывают механическими, физическими и ручными. Наибольшую популярность получили механические методы, при которых используются станки и машины ручного типа.

К физическим способам можно отнести термический, гидравлические, электрогидравлические, ультразвуковые и другие, которые еще не получили широкого распространения.

Ручное бурение может использоваться для грунтов, которые отличаются минимальной твердостью и плотностью.

Каждый из указанных способов бурения требует более подробного описания:

• вибрационное бурение (до 40 м) – подходит для песчаных и глинистых пород. Первый вариант предполагает собственно вибрационное бурение, а второй — виброударное. Суть вибрационного бурения состоит в том, что в результате вибрирования существенно снижаются показатели механического сопротивления породы, что обеспечивает возможность максимально быстрого погружения в грунт. Виброударное же бурение предполагает погружение инструмента под воздействием частых ударов, поэтому используется для грунтов, обладающих высоким лобовым сопротивлением;
• термическое бурение (до 22 м) – предполагает сжигание пород при температуре около +2000°С, которая обеспечивается специальной горелкой. Отличается высокой производительностью и скоростью, а также надежностью;
• гидравлическое бурение (до 8 метров) используется в легком суглинке и водонасыщенной почве. Вода под давлением разрушает породы, остатки которых выводятся с водой вдоль скважины;
• роторное бурение (до 100м) используется для обустройства скважин диаметром до 230 мм. В процессе работы подается вода или раствор глины, которые удаляются на поверхность вместе со шламом, создавая лучшие условия для работы. Отличается высокой производительностью (на 300% выше, чем вибрационного), скоростью и относительно низкой стоимостью;
• шнековое бурение (до 100м) – может проводиться сплошным или кольцевым забоем;
• вращательное бурение (до 100м) – может быть колонковым или роторным. Можно проводить как с промывкой водой, так и с пневматическим охлаждением;
• ударное бурение (до 50 м) – используются станки ударно-канатного действия, оборудованные различным инструментом — долотом, забивным стаканом, желонкой, ударной или раздвижной штангой, канатным замком и канатом
• алмазное бурение используется для того, чтобы вскрывать твёрдые строительные материалы: бетон, гранит, кирпичные стены и каменные основания;
• ударно-вращательное бурение (до 50м) используется в условиях твердых пород.

Существуют и другие способы бурения, однако они не получили большого распространение из-за того, что не до конца разработаны и отличаются дороговизной, поэтому в больших масштабах не используются.

Практическое применение бурения

Бурение необходимо в различных сферах деятельности, особенно в строительстве. Данный тип инженерно-геологических изысканий играет очень важную роль на этапе проектировки будущих сооружений и перед закладкой фундаментных конструкций.

Разрабатывается проект, при котором информация о физико-химическом составе грунтов позволяет аргументировать целесообразность застройки зоны, этажность зданий и расстояние до других объектов.

Бурение при земляных работах позволяет гарантировать устройство надежного фундамента, так как исходя из полученных аналитических данных, подрядчики определяют тип и количественные характеристики стройматериалов, оптимальное для строительства время года и другие особенности.

Эти технические задания можно решить в результате внедрения буроинъекционных свай, для чего по всему периметру пробуриваются выемки нужной глубины, которые заполняются бетонными растворами при помощи бетонных компрессорных установок.

Высокое давление толкает смесь в полости, образуя монолитное соединение – при этом сваи способны принимать на себя часть нагрузок сооружения, способствуя укреплению изоляционного слоя.

Кроме того, скважины необходимы для:

• добычи питьевой воды;
• обустройства шпунтовых ограждений – они имеют место для строительства зданий в больших городах, так как при их использовании полностью отсутствуют вибрационные процессы. Ограждение предотвращает попадание грунтовых вод в рабочие зоны и исключает влияние на фундамент соседних зданий. Оно может быть как временным, так и постоянным. Технология предполагает строительство стен, удерживаемых сваями из дерева или железобетона – такой способ укрепления грунта способен выдерживать большие нагрузки и обеспечивать безопасность проведения строительства возле многоэтажных сооружений;
• устройства свай буронабивного типа – строительных скважин, которые усиливаются металлическими каркасами и заполняются цементными растворами. Их использование позволяет существенно армировать фундаментные конструкции, и значительно продлевать эксплуатационные сроки сооружений. Данные технологические процессы особенно востребованы на водянистых грунтах, где простой ленточный фундамент не способен справиться с природными воздействиями;
• бурения скважин для тепловых насосов;
• бурения промышленных выемок и других отраслей.

Это очень важный тип работ, который используется многими подрядчиками, однако доверять их лучше всего только профессионалам икомпаниям, предлагающим современное оборудование, которое играет важнейшую роль при произведении бурения.

Буровые установки

Большая часть буровых установок оснащается механизированным приводом, поэтому может быть использована для бурения на достаточную глубину. Они отличаются высокой производительностью и мощностью, поэтому подходят для решения технологических задач любой сложности. Сегодня в строительстве наибольшей популярностью пользуются:

• установки для ударно-канатного бурения;
• шнековые буровые установки;
• роторные установки;
• ручное оборудование.

Ручные агрегаты – перфораторы функционируют при помощи сжатого воздуха, исходящего от компрессоров, и используются для твердых и мерзлых грунтов. Они бывают ручными, колонковыми или телескопическими. Рабочий орган такого инструмента – бур, обладающий ступенчатым профилем, необходимым для снижения сил трения.

Что касается ударно-канатных установок, то относительно простая конструкция такого оборудования способна обеспечить высокий рабочий ресурс.

Единственным недостатком таких агрегатов является низкая скорость работы, а при прохождении водоносных горизонтов может потребоваться дополнительная обсадка трубами больших диаметров, что повысит стоимость разработки. Конструктивно установка такого типа состоит из:

• опорной треноги с блочком;
• приводного механизма;
• снаряда желонка.

Ударно-канатное оборудование очень простое в использовании и является одним из первых, которое начали разрабатывать для данных целей.

Шнековые установки состоят из шнека (винта), который обеспечивает подъем разрыхленных грунтовых масс. При этом длина штанги со шнеком составляет обычно не более 3 метров, а для дальнейшего наращивания используется специальная резьба. Бурить можно как вручную, так и механическим способом.

После нескольких оборотов рабочий инструмент извлекается для того, чтобы удалять остатки раздробленных грунтов. По сравнению с канатными агрегатами, такие отличаются значительно большей производительностью, однако недостатком является необходимость постоянно доставать инструмент для очистки.

Существуют и другие виды буровых установок – они используются в зависимости от типа грунта, условий эксплуатации, а также функционального назначения скважин, которые необходимо пробурить.

Источник: https://indostroy.ru/articles/burovye-raboty/burovye-raboty/

Устройство и принцип работы турбобура. Назначение, условия работы и классификация буровых насосов. Талевая система буровой установки. Инструмент для свинчивания и развинчивания бурильных труб. Элементы системы воздухоснабжения буровой установки. Исполнительные механизмы системы пневмоуправления

Турбобур
– забойный двигатель гидрадинамического принципа действия использующий ЕК
потока. Турбина турбобура представлена лопаточным аппаратом состоящим из подвижного
ротора и неподвижного статора. Между лопатками непрерывно циркулирует поток
жидкости, который и заставляет вращаться ротор вместе с валом.

1 – корпус; 2 – вал; 3 – статор; 4 – ротор; 5 – диск; 6 – подпятник; 7, 8, 9 – радиальные опоры (верхняя средняя нижняя); 10 – нипель; 11 – переводник корпуса; 12 – предохранительный переводник вала; 13 – полумуфта.

Характеристика
«Т – Д -З»

1 – М=f(n) Характеристика снимается 2 – N= f(n) при испытании на стенде 3 — h= f(n)

MВР=МТурбобура-МТРЕНИЯ МТР=РОСЕВОЕ*m*RСР РОС=GД+РГ-RЗ GД  — осевая нагрузка на долото; РГ – гидравлическая составляющая; RЗ – реакция забоя.

1 GД+Р> RЗ – работает
верхняя опора

2 GД+Р< RЗ– работает нижняя опора

3 GД+Р= RЗ – режим
плавающей пяты

Определение
момента затяжки деталей турбобура

MР – момент трения в резьбе

Мт
– момент трения на торцевой поверхности

МТОР
– тормозной момент турбобура

dCP –
средний диаметр резьбы

j
— угол подъема

r
— угол трения

S – шаг резьбы

           f –
коэффициент трения стали по стали (0,2);

b — половина угла при
вершине резьбы (300).

Мт=Qзfr,

Рабочие
параметры турбин:

Мкр=Qr(C1и-С2и);

С1и,
С2и – скорость на входе и выходе.

Nгидравл=Mw;

Dp=N/Q

7. Назначение,
условия работы и классификация буровых насосов. Современные конструкции

БН
предназначен для нагнетания бур.раствора в скважину.

Требования
к БН:

1) 
возможность регулирования подачи в
пределах, обеспечивающих эффективность промывки;

2) 
мощность БН должна быть достаточной
для промывки скв. и работы забойного двигателя;

3) 
обеспечение минимально возможных
инерционных нагрузок и пульсаций давления;

4) 
долговечность узлов и деталей;

5) 
защита элементов приводной части от
промывочной жидкости и грязи;

6) 
удобство в обслуживании и
возможность быстрой замены изнашиваемых деталей;

7) 
возможность транспортирования и перемещения
в собранном виде;

8) 
экономичность и безопасность в работе.

Классификация БН:

1)  по приводной мощности:

а)
малой мощности до 200 кВт:

б)
средней 200 – 400 кВт:

в)
большой свыше 400 кВт;

2)  по принципу действия при вытеснении жидкости:

а)
одностороннего (простого) действия;

б)
двухстороннего (двойного) действия;

3)  по числу цилиндров насоса:

а)
двухцилиндрового;

б)
трехцилиндрового.

В
качестве буровых насосов применяются горизонтальные, поршневые насосы с двумя
цилиндрами двойного действия (дуплексы) и тремя цилиндрами простого действия
(триплексы).

Поршни бывают цельными и сборными.

Двойного действия

Приводная часть.

Угол
м/у эксцентриком у дуплекса 900, а у триплекса 1200.

Преимущества
3-х цил. Перед 2-х цил.

1. 
Лучшая гидр. хар-ка, обусловленная
меньшей неравномерностью подачи.

2. 
Проще конструкция гидравлической
части (отсутствуют уплотнения штока и пара клапанов).

3. 
Меньше масса насоса (у насосов
большой мощности)

Недостатки:

1. 
Более сложная конструкция приводной
части.

2. 
Увеличивается скорость перемещения
поршня => а) повышается износ трущихся деталей, б) ухудшение гидравлической
характеристики.

3. 
Необходимость установки подпорного
насоса.

4. 
Необходимость смазывания
поверхностей поршня и цилиндра (требует установки масляного насоса)

Схема четырехступенчатой
системы очистки бурового раствора.

Ступени очистки бур. раствора:

1. 
грубая очистка (сито)

2. 
тонкая очистка (основано на
использовании центробежной силы) в два или три этапа (циклонные аппараты) на
втором пескоотделители, на третьем илоотделители, на четвертом центрифуга.

Гидроциклон

В гидроциклон 1 бур
раствор подается под давлением по питающей насадке 4. Наиболее крупные и
тяжелые частицы отбрасываются при вращении центробежными силами во внешний
поток раствора в пристенной зоне 2. Опускаясь по винтообразной траектории
удаляются через шламовую насадку 3 в шламосборник. Восходящий поток очищенного
бур раствора направляется по патрубку 5 в приемную емкость.

Оценить
эффективность очистки бур раствора на каждой ступени можно при помощи следующих
параметров: 1. Диаметр граничного зерна d; 2. Степень очистки:

;

где
Пис – исходное кол-во г. п.; По – очищенное кол-во.

9. Талевая система буровой установки. Состав
и назначение отдельных узлов, конструкция элементов. Правила эксплуатации.
Выбор талевого каната

Талевая система буровых установок служит для преобразования
вращательного движения барабана лебедки в поступательное перемещение крюка,
на котором подвешена колонна, а также для уменьшения силы натяжения струн и
конца каната, навиваемого на барабан лебедки, за счет увеличения скорости его

Источник: https://vunivere.ru/work18099