Материал: Эксплуатация и ремонт трехпоршневого насоса УНБТ-950

Таблица 1 - Основные показатели надежности

.Конструкция, принцип работы, техническая характеристика бурового насоса УНБТ-950А

Насос буровой трехпоршневой УНБТ-950А предназначен для:

Нагнетания бурового раствора в бурильную колонну для циркуляции в скважине в процессе бурения, промывки и лик­видации аварий в количестве, обеспечивающем эффективную очистку забоя и долота от выбуренной породы, и получение скорости подъема раствора в затрубном пространстве, доста­точной для выноса этой породы на поверхность;

Охлаж­дения и смазки долота;

Подвод к долоту гидравлической мощности, обеспечивающей высокую скорость истечения (до 180 м/с) раствора из его на­садок для частичного разрушения породы и очистки забоя от выбуренных ее частиц, т.е для создания гидромониторного эффекта;

Подвод энергии к гидравлическому забойному двигателю.

Рисунок 1 - Насос буровой трехпоршневой УНБТ-950А.

Технические условия на изготовление буровых насосов регла­ментируются ГОСТ 6031-81 Буровые насосы.

Рабочие органы буровых насосов преимущественно выполня­ются в виде поршней. Наиболее распространены двухпоршневые насосы двустороннего действия, на смену которым в последние годы приходят трехпоршневые. В насосах двустороннего действия жидкость перемещается в поршневой и штоковой полостях и за один двойной ход поршня совер­шаются два цикла всасывания и нагнетания. Оси поршней параллельны и располагаются в горизонтальной плоскости по одну сторону от привода насоса. Ведущее звено буровых насосов, сообщающее движение поршням, выполняется в виде вращающегося эксцентри­кового, кривошипного, пальцевого либо коленчатого вала.

- пневмокомпенсатор, 2 - выходной коллектор, 3 - гидравлическая коробка, 4 - компенсатор всасывающий, 5 - коллектор входной, 6,7 - клапаны всасывающий и нагнетательный, 8 - насос смазочный, 9 - поршень с штоком, 10 - ползун, 11 - вал коренной с шатунами, 12 - станина, 13 - трансмиссионный вал

Рисунок 2. - Общий вид бурового трехпоршневого насоса

Ведущий вал приводится от трансмиссионного вала насоса по­средством цилиндрической зубчатой шевронной 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 клиноременной либо цепной передачей.

Буровые насосы - основные потребители энергии (70-80 %). В настоящее время имеются буровые насосы мощностью от 300 до 2000 кВт. Для каждого класса буровой установки насос дол­жен иметь определенные мощность, подачу и давление. Насосы устанавливают на расстоянии до 100 м от устья скважины под навесом или в разборном укрытии. Они рабо­тают при температуре воздуха ±50°С; температура перекачи­ваемого бурового раствора изменяется от -1 до + 80 °С, а из­менение его качества может происходить в процессе бурения одной скважины. Насос должен обладать способностью самовсасывания и в нормальных условиях работать с подпорным центробежным насосом, создающим давление до 0,4 МПа.

Буровой насос должен быть приспособлен для ступенчатого изменения подачи в процессе бурения в 2-3 раза. Вместе с тем он должен обладать

способностью кратковременно развивать необходимое давление для продавки частиц выбуренной по­роды, осевших в затрубном пространстве, трубах или при обра­зовании сальников во время остановок бурения.

Многолетней практикой бурения глубоких скважин установ­лено, что требованиям технологии проводки удовлетворяет только поршневой горизонтальный насос. На практике при глу­боком бурении применяют поршневые насосы с приводной мощ­ностью 32, 50, 80, 125, 190, 235, 300, 375, 475, 600, 750, 950, 1180 и 1840 кВт (ГОСТ 6031-81), с максимальной подачей 40 - 50 л/с, развивающие максимальное давление 90-105 МПа при минимальных подачах. Регулирование подачи насоса от 5- 20 л/с до максимальной осуществляется ступенчато сменой поршней и цилиндровых втулок различных диаметров (от 108 до 200 мм).

Сферы применения УНБТ-950А:

нефтегазодобывающая промышленность (подача бурового раствора в забой в процессе строительства разведочных и эксплуатационных скважин на суше и на море);

горнорудная, металлургическая, угольная и др. (перекачивание жидкостей);

кузнечно-прессовое оборудование (нагнетание воды в насосно-аккумуляторных станциях тяжелых гидравлических прессов).

Достоинства:

экономичность - за счет снижения расхода смазочных материалов;

надежность и безаварийность - благодаря повышенной износостойкости деталей;

простота в эксплуатации и ремонте - за счет рационального решения гидравлической и редукторной частей.

Установленная безотказная наработка насоса - не менее 12000 ч, а полный установленный срок службы насоса УНБТ-950А не менее 2,1 года.

УНБТ-950А рассчитан на работу в двух режимах:

В режиме самовсасывания - для обеспечения безкавитационной работы насоса;

В режиме принудительного напора на входе.

Таблица 2 - Техническая характеристика насоса УНБТ - 950А.

Таблица 3 - Зависимости характеристик насоса УНБТ-950А.

7.Особенности эксплуатации насоса

Перекачиваемая среда - буровой раствор на нефтяной или водной основе с добавлением нефти или нефтепродуктов от 5 % до 20 %, химических реагентов, утяжелителя. Общее содержание твердых частиц в утяжеленном буровом растворе может доходить до 40 % объема при плотности бурового раствора .

Размер твердых частиц - от 510-6 мм (размер большой молекулы) до 0,1 мм. Условная вязкость - от 20 до 100 сек. Минерализация - до 15 %. Содержание растворенного газа - до 2 %. Температура бурового раствора, поступающего на прием насоса T=35...45° С.

Для получения высоких эксплуатационных показателей насоса необходима эффективная очистка промывочной жидкости от частиц выбуренной горной породы. Объемное содержание твердых частиц размером более 0,1 мм в буровом растворе после его очистки на механизмах регенерации не должно превышать 0,5 %.

Насос устанавливают на расстоянии до 100 м от устья скважины под навесом или в разборном укрытии. Он работает при температуре воздуха ±50°С; температура перекачиваемого бурового раствора изменяется от -1 до + 80 °С, а изменение его качества может происходить в процессе бурения одной скважины.

Насос должен обладать способностью самовсасывания и в нормальных условиях работать с подпорным центробежным насосом, создающим давление до 0,4 МПа.

Регулирование подачи насоса от 5-20 л/с до максимальной осуществляется ступенчато сменой поршней и цилиндровых втулок различных диаметров (от 108 до 200 мм).

Технические условия на изготовление буровых насосов регламентируются ГОСТ 6031-81 Буровые насосы.

Порядок обкатки УНБТ-950А.

При отключенной системе СОЖ включить привод бурового насоса, проверить работу системы смазки и плавно довести частоту ходов поршней до 65-70 ходов в минуту.

Необходимо обратить внимание на:

Шумы в редукторе: шумы должны быть равномерными, без резких стуков и скрежета;

Вынос масла штоком ползуна;

Герметичность корпуса.

При частоте ходов 65-70 ход/мин буровой насос должен отработать не менее 0,5 часа.

Далее необходимо довести частоту ходов поршней до 125 ход/мин и произвести регулировку давления масла системы смазки редуктора гидроклапаном в блоке распределения. Установить давление масла 0,65 МПа (6,5 кгс/см2).

При частоте ходов до 125 ход/мин буровой насос должен отработать не менее 0,5 часа.

Остановить буровой насос после обкатки редуктора и регулировки давления масла в системе смазки.

Перевести электронасос блока охлаждения цилиндро - поршневой группы в автоматический режим включения и выключения с приводом бурового насоса. Соединить хомутами штоки поршней и штоки ползунов, проверить правильность установки пружинных шайб под гайками хомутов. Проверить работу подпорных насосов в соответствии с инструкцией по эксплуатации этих насосов.

Монтаж насосов

Монтажные, погрузочные - разгрузочные работы и перемещения тяжестей должны проводиться под руководством работника, ответственного за безопасность работы;

На время перерыва монтажных - демонтажных работ запрещается оставлять в подвешенном состоянии узлы монтируемого оборудования;

Необходимо проверить горизонтальность размещения насоса на основании, т.к. перекос насоса может привести к быстрому выходу из стоя крейцкопфа и его направляющих;

Манометр на нагнетательном трубопроводе нужно установить так, чтобы его показания были отчетливо видны обслуживающему персоналу, и циферблат находился в вертикальной плоскости. Манометр необходимо выбрать с такой шкалой, чтобы при наибольшем рабочем давлении стрелка его находилась в средней части шкалы. На шкале наибольшее рабочее давление 25,0 МПа необходимо отметить красной чертой;

Запускать насос разрешается при предварительно поданном звуковом и световом сигнале, только с полностью установленными ограждениями;

При заполнении пневмокомпенсатора нейтральным газом или воздухом необходимо принять меры, исключающие возможность попадания в газовую полость горючих веществ. Перед разборкой пневмокомпенсатора из него полностью надо выпустить заполняющий его газ. Давление газа в пневмокомпенсаторе проверяется по манометру при остановленном насосе;

С целью устранения накапливания осадка в полостях предохранительного клапана в подводящем отверстии нужно производить периодическое контрольное срабатывание предохранительного клапана;

Перед монтажом насоса необходимо следить за надежной затяжкой резьбовых соединений. Особого внимания требуют высоконагруженные резьбовые соединения гидравлического блока, так как незначительное ослабление приводит к повреждению резьбовых соединений и износу посадочных и уплотняемых поверхностей;

Прикатка зубчатого зацепления насоса производится без нагрузки 0,5 часа, с нагрузкой 75% от номинальной мощности - 1час и 95% - 1 час;

Трубопровод не должен иметь резких поворотов, количество запорных устройств и колен должно быть минимально;

Всасывающий трубопровод должен быть по возможности коротким и направлен к насосу во избежание образования воздушных мешков;

При возможности засорения всасываемой жидкости в начале всасывающего трубопровода необходимо установить фильтр;

При работе насоса с подпором в начале всасывающего трубопровода необходимо установить задвижку;

Соединения всасывающего трубопровода должны быть герметичными;

На напорном трубопроводе непосредственно у насоса должна быть установлена задвижка;

На всасывающем и напорном трубопроводах возможно ближе к насосу должны быть установлены воздушные колпаки;

На всасывающем и напорном трубопроводах должны быть установлены вакуумметр и манометр.

Подготовка к пуску

Все работы по подготовке к пуску, пуск и остановку насоса выполняют по распоряжению начальника смены или старшего по смене.

Получив распоряжение о подготовке насоса к пуску, машинист должен по записи в сменном журнале убедиться, что причина, по которой насос был остановлен, устранена.