Буровые насосы

1 0БЩАЯ ЧАСТЬ 

         1.1 Конструктивные особенности нефтепромыслового  оборудования 

         Классификация поршневых насосов 

         1 По способу приведения в действие:

         1.1 Приводные, в которых поршень приводится в движение шатунно-кривошипным механизмом от отдельно расположенного двигателя, присоединенного к насосу при помощи той или иной передачи;

         1.2 Прямого действия, в которых  возвратно-поступательное движение  поршня насоса обеспечивается  от гидравлического (пневматического)  цилиндра, представляющих вместе  с насосом один агрегат;

         1.3 Ручные;

         2 По роду органа, вытесняющего жидкость (в некоторых видах насосов можно устанавливать поршни, работающие в цилиндровых втулках, и при необходимости заменить их плунжерами, работающими в неподвижном уплотнении)

         2.1 Поршневые, имеющие поршень в форме диска;

         2.2 Плунжерные, поршень которых выполнен в виде длинного цилиндра (плунжера);

         2.3 Диафрагменные, в которых   объем   рабочей   камеры   образован стенками клапанной коробки и перемещающейся диафрагмой. В зависимости от конструкции диафрагма может быть пассивной или активной;

         3 По способу действия;

         3.1 Одинарного действия;

         3.2 Двойного действия;

         3.3 Дифференциальные;

         4 По расположению цилиндра;

         4.1 Горизонтальные;

         4.2 Вертикальные;

         5 По числу цилиндров;

         5.1 Одноцилиндровые:

         5.2 Двухцилиндровые;

         5.3 Трехцилиндровые;

         5.4 Многоцилиндровые;

         6 По роду перекачиваемой жидкости;

         6.1 Обыкновенные;

         6.2 Горячие (для перекачки горячих жидкостей);

         6.3 Буровые (для перекачки промывочных  растворов при бурении скважин  и др.);

         6.4 Специальные (кислотные и др.);

         7 По быстроходности рабочего органа;

         7.1 Тихоходные, с числом двойных ходов поршня (плунжера) в минуту 40-80;

         7.2 Средней быстроходности, с числом  двойных ходов поршня (плунжера) в минуту 80-150;

         7.3 Быстроходные, с числом двойных ходов поршня (плунжера) в минут 150-350;

         8 По развиваемому давлению;

         8.1 Малого давления Р < 1 МПа;

         8.2 Среднего давления Р= 1...10 МПа;

         8.3 Высокого давления Р>10 МПа;

         9 По подаче;

         9.1 Малые, диаметр поршня D < 50мм;

         9.2 Средние, диаметр поршня D = 50...150мм;

         9.3 Большие, диаметр поршня D > 150мм; 

         [pic] 

         Рисунок 1.1 – Поршневой насос 

         Принцип работы поршневого насоса 

         В поршневом насосе, перекачивающем  жидкость, происходит поочередное  заполнение жидкостью рабочих  камер и ее вытеснение в  результате соответственно увеличения  или уменьшения их объема.

         Поршневые насосы состоят из  механической и гидравлической  частей.

         Гидравлическая часть служит  для преобразования механической  энергии поршня или плунжера  в механическую энергию жидкости. Механическая часть предназначена  для преобразования движения  входного звена привода в      возвратно-поступательное движение  поршня или плунжера.

         Простейший поршневой насос (рисунок  1.2 а) состоит из цилиндра 4, поршня 5, соединенного при помощи штока  6 с приводной частью насоса 7, всасывающего 2 и нагнетательного  клапанов, размещенных в клапанной  коробке 3. 

         [pic] 

         Рисунок 1.2 - Схемы поршневых насосов 

         Пространство, ограниченное поршнем,  стенками цилиндра и клапанной  коробкой, называется рабочей камерой  насоса. Объем рабочей камеры  обусловлен положением поршня, минимальный  соответствует левому предельному  положению поршня и называется  объемом мертвого пространства, максимальный - предельному правому  положению поршня. Разница между  максимальным объемом и объемом  мертвого пространства называется  полезным объемом рабочей камеры.

         При движении поршня вправо (ход  всасывания) объем рабочей камеры  увеличивается, а давление в  ней уменьшается. Перекачиваемая  жидкость под действием атмосферного  давления открывает всасывающий  клапан и заполняет рабочую  камеру. В это время нагнетательный  клапан закрыт. Таким образом,  при ходе всасывания рабочая  камера связана с всасывающим  патрубком и  изолирована от  нагнетательного патрубка.

         При обратном ходе поршня в  рабочей камере создается давление, превышающее давление в нагнетательном  патрубке, нагнетательный клапан  открывается и жидкость, по объему  соответствующая полезному объему  рабочей камеры вытесняется.

         Во время нагнетательного хода  рабочая камера насоса связана  с нагнетательным патрубком (клапан  открыт) и изолирована от всасывающего (клапан 2 закрыт).

         Одним из конструктивных вариантов  насоса одинарною действия является  плунжерный, или скальчатый, насос  (рисунок 1.2 б) При перемещении  плунжера 8 в цилиндре 4 изменяется  объем рабочей камеры, в результате  чего происходит всасывание в  рабочую камеру или вытеснение  из нее жидкости через клапаны  2 и, как у насоса одинарного  действия.

         Насосы двойного действия (рисунок  1.2 в) позволяют увеличить равномерность  подачи без существенного усложнения  конструкции. Насос имеет две  рабочие камеры - слева и справа  от поршня 5, две клапанные коробки  3, каждая из которых имеет всасывающие  и нагнетательные 2 клапаны. Всасывающий  и напорный патрубки общие  для двух камер.

         При движении поршня влево  жидкость всасывающего патрубка  поступает в правую полость,  а жидкость, находящаяся в левой  полости, вытекает в нагнетательный  патрубок. При движении поршня в право всасывание происходит в левой полости, а нагнетание - из правой 1, т.е. каждая камера работает как насос простого действия.

         Дифференциальный насос (рисунок  1.2 г) имеет также две камеры. Левая камера имеет всасывающий  2 и нагнетательный 1 клапаны, правая  вспомогательная камера клапанов  не имеет. При движении поршня 5 вправо в левой камере происходит  всасывание - жидкость через всасывающий  клапан 2 поступает из всасывающего  патрубка в левую рабочую камеру. Нагнетательный клапан при этом  закрыт, а жидкость, вытесняемая  из правой вспомогательной рабочей  камеры, поступает в нагнетательный  патрубок. При ходе поршня влево  жидкость вытесняется через нагнетательный  клапан во вспомогательную камеру 9, объем которой увеличивается,  а

         оставшаяся часть жидкости идет  в нагнетательный патрубок. Таким  образом, независимо от направления  движения поршня происходит подача  жидкости.

         Диафрагменные насосы (рисунок 1.2 д, е, ж) отличаются от рассматриваемых конструкций наличием диафрагмы 10, образующей вместе с корпусом и клапанами рабочую камеру насоса.

         Работа диафрагменного насоса (рисунок  1.2 д, с) аналогична работе насоса одинарного действия: при движении плунжера 8 вправо происходит изменение объема рабочей камеры, диафрагма прогибается, перекачиваемая жидкость поступает через всасывающий клапан в рабочую камеру. При движении плунжера влево объем рабочей камеры уменьшается, и перекачиваемая жидкость через напорный клапан вытесняется в нагнетательный патрубок.

         В зависимости от конструкции  насоса различаются «пассивные»  и «активные» диафрагмы. В первом  случае      (рисунок 1.2 д, е) диафрагма предназначена только для разделения перекачиваемой жидкости и жидкости, передающей энергию от плунжера. При этом перепад давлений на диафрагме минимальный и обусловлен потерями энергии на ее деформацию. Во втором случае (рисунок 1.2 ж) диафрагма передает усилие от штока на жидкость и находится под давлением, развиваемым насосом. Малая прочность диафрагм и их низкая усталостная прочность обусловливают применение «пассивных» диафрагм в насосах, работающих при высоких давлениях и малом числе качаний, и «активных» диафрагм в насосах, обеспечивающих низкие давления при большом числе качаний (топливные системы ДВС). 

         1.2 Монтажная документация 

         Основной документацией, необходимой  для монтажа объектов, являются  рабочие чертежи технологической  части проекта и составляются  обычно в следующем объеме: планы  и разрезы технологических установок  или цехов с размещением оборудования, обслуживающих металлоконструкций  и обвязочных трубопроводов и

         указанием привязочных размеров между собою и к строительным элементам сооружения; размещение опор трубопроводов с указанием их типов, с соответствующей маркировкой и привязкой размеров к трубопроводам, аппаратуре и элементам строительной части объекта; спецификации по линиям трубопроводов с указанием комплектов необходимых материалов и деталей; сводные спецификации материалов, арматуры и деталей, а также опор трубопроводов; спецификации (ведомости) оборудования и технологических металлоконструкций.

         На стадии проектирования представляются  пояснительная записка и сметы.  В пояснительной записке даются  обоснования по принятым в  рабочих чертежах проектным решениям, ссылки на действующие технические  условия и инструктивные материалы  по производству монтажных работ.  При наличии специфических условий  производства работ проектная  организация выдает необходимые  проектные решения по этим  вопросам.

         Сметную документацию разрабатывают  на объем монтажных работ по  рабочим чертежам и регламентируют  различными сметными нормативами  (общесоюзными, ведомственными или  местными единичными расценками, ценниками и калькуляциями стоимости  оборудования и материалов).

         Сводную смету на стадии рабочих  чертежей обычно не составляют; предусмотренные прочие работы  и затраты, а также расходы  по приобретению и доставке  оборудования и инвентаря не  уточняют.

         Монтажная организация должна  серьезно и тщательно изучить  техническую документацию, выявить  и своевременно исправить допущенные  в проекте ошибки и недостатки.

         Кроме чертежей, монтажные организации  должны ознакомиться с другими  техническими документами и пользоваться  ими в подготовительный период  и в процессе монтажа. К числу  этих документов относятся:

  - технические  условия на изготовление оборудования, трубопроводов и металлоконструкций;

  - инструктивные  материалы на монтаж оборудования, трубопроводов и металлоконструкций;

  - заводские паспорта  на оборудование (указания по  условиям сборки и монтажа  его, а также по выверке,  испытанию и обкатке);

  - технические  условия на поставку технологического  оборудования;

  - заводские акты  испытаний аппаратуры, сертификаты  на материалы, а также нормали  и стандарты, в которых указываются  требования к качеству материалов.

         К первичной технической документации  следует также отнести проекты  производства работ (ППР) —  комплексные или по отдельным  видам. Проведение монтажа современных  объектов строительства индустриальными  и скоростными методами при  высокой степени механизации  невозможно без тщательно выполненного  проекта организации и производства  работ; строжайшее соблюдение  заложенных в ППР решений и  указаний гарантирует быстрое  и качественное выполнение монтажных  работ, а также снижение их  стоимости.

         Проекты производства работ составляют  на основе решений утвержденного  проекта организации строительства.  Проекты производства монтажных  работ выполняют одновременно  и с учетом проекта производства  строительных работ; целесообразные  способы монтажа выбирают с  учетом возможностей и оснащенности  монтажной организации. ППР служит  основным руководящим документом  для организации работ на строительном  объекте. Указанные проекты составляют непосредственно, субподрядные организации или привлеченные для этой цели специализированные проектные организации.