Буровой насос

Буровой насос предназначен для прокачки бурового раствора по бурильным трубам и затрубному пространству с целью промывки забоя от выбуренной породы. Забор бурового раствора производится из мерных емкостей циркуляционной системы. Далее, насос под давлением подает раствор через систему трубопроводов высокого давления — манифольдов в колонну бурильных труб.

Рабочее давление создаваемое буровыми насосами может варьироваться до 30 МПа в зависимости от диаметра подобранных поршней и оборотов насоса.

Здесь можно посчитать расход бурового насоса!

Приводится буровой насос от двигателя внутреннего сгорания через понижающий редуктор, или от электродвигателя.

Буровые насосы поставляются как отдельно, так и в составе насосных станций. К насосной станции относится помещение в виде ангара или вагончика в котором расположены: сам буровой насос, подпорный насос, силовой привод, редуктора и ременные передачи мощности от силового привода к буровому насосу, система манифольдов и задвижек, грузоподъемный механизм обслуживания бурового насоса.

Буровой насос состоит из:

1 — механическая часть

2 — гидравлический блок

3 — основание насоса

4 — всасывающий коллектор насоса

5 — выкидной фланец

6 — компенсатор

7 — предохранительный узел

8 — приводное колесо

9 — система омыва штоков

Механическая часть состоит из корпуса, в котором установлен коленвал с зубчатыми шестернями. На шатунных шейках коленвала установлены шатуны. Поступательное движение от шатунов передается к ползунам (крейцкопфам). К крейцкопфу крепится полушток, а к полушоку — шток поршня.

Гидравлическая часть представляет собой два или три (в зависимости от вида насоса) гидравлических блока, каждый гидравлический блок состоит из металлической отливки с каналами для бурового раствора, имеет всасывающую и выкидную полость с соответствующими клапанами и поршень смонтированный на штоке.

Основание насоса облегчает установку его по месту монтажа. С помощью основания, посредством специальных талрепов можно позиционировать насос относительно приводного двигателя.

Всасывающий коллектор представляет собой трубопровод через который происходит засасывание бурового раствора поршнем через всасывающие клапана.

К выкидному фланцу подсоединяется манифольд.

Компенсатор служит для сглаживания пульсации давления в викидном коллекторе, которое получается в результате поочередной работы поршней. Компенсатор имеет внутри резиновый баллон заполненный инертным газом (азотом) под давлением от 2 до 5 МПа.

Предохранительный узел представляет собой металлический корпус с установленным внутри предохранительным клапаном отрегулированным на определенное давление срабатывания. Служит для сброса бурового раствора в мерные емкости при аварийном повышении давления.

Как правило, буровой насос приводится с помощью ременной передачи. Приводное колесо воспринимает мощность от ремней и передает через шестерни коленвалу.

Система омыва штоков представляет собой следующее: насос приводимый электродвигателем забирает жидкость (масло или воду) из специальной емкости установленной под буровым насосом и подает её на движущиеся штока поршней, жидкость омывая штока и одновременно охлаждая их сливается обратно в емкость, цикл повторяется.

В качестве приводов буровых насосов применяются:

— асинхронные электродвигатели

— синхронные электродвигатели

— электродвигатели постоянного тока

— двигатели внутреннего сгорания.

Передача мощности от двигателя к буровому насосу осуществляется разными способами, применяются понижающие редукторы ступенчатого и планетарного типа, автоматические коробки передач, механические коробки передач, гидромуфты, ременные передачи, цепные передачи, шино-пневматические муфты (ШПМ), карданные валы.

На рисунке показана одна из возможных кинематических схем соединения привода и бурового насоса.

1 — буровой насос

2 — клиноременная передача

3 — трансмиссионный вал

4 — фрикционная муфта (ШПМ)

5 — первичный вал

6 — резервуар рабочей жидкости гидромуфты

7 — гидромуфта с регулируемым наполнением

8 — синхронный электродвигатель

9 — холодильник

10 — общая рама

В современном бурении важной характеристикой является мобильность буровой установки. В связи с этим, при проектировании буровых практикуется блочный подход. Поэтому часто буровой насос и силовой привод насоса объединены общей рамой в один блок.