Буровой насос

Область применения, конструктивные особенности, основные характеристики и принцип работы буровых насосов

Буровые насосы применяются во всех областях тяжелой промышленности, где проводятся работы, связанные с разработкой и бурением скважин, к таким областям относятся разработка месторождений природного газа и нефти, бурение шахт для добычи полезных ископаемых, строительство водозаборных станций для водоснабжения и жизнеобеспечения населения и т. п.

Среди основных особенностей устройства бурового насоса можно выделить тот факт, что он является «сердцем» бурильного комплекса, потому что. без него процесс бурения осуществлять невозможно из-за постоянного засорения скважины. Вторая особенность заключается в спектре задач, которые буровой насос способен решать. Как было сказано ранее, буровые насосы используются для охлаждения рабочего механизма - долота, и обеспечения циркуляции буровых растворов. Такие процедуры выполняются одновременно, что позволяет ускорить процесс разработки, посредством сокращения временные затрат на бурение, охлаждение основных составляющих системы и очистку канала скважины.

Конструкция бурового насоса представляет собой совокупность взаимосвязанных гидравлических и механических частей, размещенных на одной раме с прочими составляющими бурильной станции. К гидравлической группе элементов относятся:

1. Клапан защиты.
2. Компенсатор регулировки давления в трубопроводе.
3. Гидравлический блок, оборудованный попарно расположенными клапанами выхода и входа шлака.
4. Блок цилиндропоршневой группы.
5. Система охлаждения поршней и цилиндров.

В состав механической составляющей бурового насоса входят:

1. Биметаллические втулки.
2. Распределительный блок.
3. Комплект системы смазки.
4. Редуктор.
5. Вал трансмиссии.
6. Шкив привода.
7. Кривошипный и ползунный механизмы, которые взаимосвязаны с друг другом.

Процесс функционирования бурового насоса можно разделить на три основных этапа. На первом этапе работы осуществляется передача вращательного движения двигателя через трансмиссию к валу. На втором этапе происходит преобразование вращательного движения вала в возвратно-поступательное при помощи вспомогательных механизмов, к которым относятся шатунный, кривошипный и т. п. Третий этап работы является полезным, когда поршень, находясь в рабочем положении, способствует формированию пониженного давления в цилиндре. За счет колебания давления всасывается буровая жидкость. Шлам, при попадании в трубопровод, увеличивает давление в рабочей камере, происходит вовлечение в работу клапана всасывания и вывода рабочей жидкости наружу.

К основным характеристикам бурового насоса относятся полезная мощность двигателя, наибольшее выходное давление, диаметр втулок, ход поршня, идеальная подача.

Требования к буровым насосам

На основе назначения и условий эксплуатации бурового насоса к нему могут предъявляться следующие требования:

1. Подача бурового насоса должна быть регулируемой в пределах, которыми обеспечивается эффективная промывка скважины
2. Число насосов и их мощность должны быть достаточными работы забойных гидравлических двигателе и для промывки скважины.
3. Скорость движения промывочной жидкости на выходе из насоса должна быть равномерная с целью устранения инерционной нагрузки, а также пульсаций давления, которые вызывают осложнения в время бурения, а также дополнительные затраты энергии и усталостные разрушения.
4. Буровые насосы должны быть приспособлены для работы с абразиво- и маслосодержащими коррозионно-активными промывочными растворами различной плотности;
5. Составляющие насоса, которые контактируют с промывочным раствором, должны обладать высокой долговечностью и быть приспособленными к быстрой и удобной замене в случае выхода из строя.
6. Крупногабаритные составляющие должны быть оборудованы устройствами для надежного захвата и перемещения во время ремонта или техническом обслуживании;
7. Составляющие приводной части должны быть доступны для технического обслуживания, а также защищены от промывочного раствора.
8. Буровые насосы должны быть приспособлены к транспортировке в собранном виде на далекие и близкие расстояния
9. Конструкцией буровых насосов должны допускаться правое и левое расположение приводных двигателей.
10. Надежность и долговечность насосов должны сочетаться с безопасностью их эксплуатации и экономичностью.