На рис. 1.2 представлена схема горизонтального поршневого насоса одинарної дії. Він складається з циліндра 6, поршня 2 щільно приганяє до стінок циліндра і рухається зворотно-поступально, і двох регулюючих клапанів - всмоктуючого 3 і нагнітального 5. Знизу до корпусу приєднаний всмоктуючий трубопровід 4 з приймальні сіткою 1, що оберігає насос від попадання в нього сторонніх предметів .
При повороті кривошипа 8 по стрілці зі від 0 ° до 180 ° поршень 2 переміщується в бік збільшення обсягу циліндра і утворює розріджений простір. Всмоктуючий клапан 3 відкривається і рідина по всмоктувальній трубі 4, під дією атмосферного тиску, спрямовується з басейну в циліндр насоса. При зворотному ході поршня з правого крайнього положення вліво, що відповідає повороту кривошипа від 180 ° до 360 °, всмоктувальний клапан закривається, а нагнітальний клапан 5 відкривається і рідина виштовхується в нагнітальний трубопровід 7.
Дія поршневого насоса за один оборот корінного вала можна розчленувати на його складові: процес всмоктування, при якому відбувається підйом рідини з нижнього резервуара в циліндр насоса, і процес нагнітання, при якому рідина витісняється з циліндра з енергією, достатньою для подолання всіх видів опору на напірної стороні насоса.
У насосах подвійної дії обидві сторони поршня є робітниками. Циліндри таких насосів мають чотири клапани (див. Рис. 1.3, а). При ході поршня вліво всмоктуючий 1 і нагнітальний 2 клапани відкриті. Через клапан 1 відбувається всмоктування, а через клапан 2 - витіснення рідини в нагнітальний трубопровід. В цей час клапани 3 і 4 закриті. При зворотному ході поршня через клапан 3 рідина надходить в циліндр, а через клапан 4 проводиться подача рідини в нагнітальний трубопровід. У розглянутих насосах всмоктування і нагнітання рідини відбувається при кожному ході поршня.
Трициліндровий насос одинарної дії становить агрегат з трьох з'єднаних разом насосів одинарної дії. Поршні трьохциліндрових насосів одинарної дії отримують рух від кривошипів, встановлених під кутом 120 °. Дані насоси мають загальну всмоктувальну і нагнітальну лінії.
Двоциліндрові насоси подвійної дії складаються з двох одноциліндрових насосів подвійної дії, включених в загальну всмоктувальну і нагнітальну лінії.
У диафрагменном насосі, схема гідравлічної частини якого представлена на рис. 1.3, б, всмоктування і нагнітання здійснюється зміною форми діафрагми. Він являє собою звичайний насос одинарної дії, в якому перекачується абразивний рідина 1 відокремлена гнучкою діафрагмою 2 (прогумована нейлонова тканина) від робочої рідини 3.
1.3 Переваги і недоліки поршневих насосів
Поршневі насоси застосовні для перекачування тільки чистих рідин, це пояснюється наявністю клапанів в конструкції поршневого насоса. Наявність домішок в перекачується рідини може привести до виходу з ладу клапанів насоса. При зворотно-поступальному русі виникають великі сили інерції, тому середня швидкість руху поршня обмежується значеннями 0,5-1 м / с. Поршневі насоси забезпечують переривчасту подачу рідини. Мають великі габарити в порівнянні з відцентровими, це пояснюється складністю їх конструкції, при цьому поршневі насоси здатні забезпечувати великі напори. Їх подача не залежить від напору, що дозволяє застосовувати їх в якості насосів дозаторів. ККД поршневих насосів вище ніж у відцентрових.
Отже, до переваг поршневих насосів можна віднести
- незалежність подачі від напору
- складність регулювання подачі
- чутливість до механічних домішок
- переривчаста подача робочої рідини
2.1 Загальні відомості
Бурові поршневі насоси застосовуються для промивання при бурінні структурно-пошукових, нафтових і газових свердловин. Бурові насоси подають розчин для промивання через колону бурильних труб до вибою свердловини для виносу зруйнованої долотом породи. У разі турбінного буріння, крім очищення вибою, що рухається розчин для промивання передає енергію турбобура, обертаючи долото.
Найбільш широко в бурінні застосовуються двоциліндрові поршневі насоси подвійної дії. Однак все зростаюче використання знаходять трьохциліндровий поршневі насоси.
Бурові поршневі насоси в порівнянні з поршневими насосами, що працюють на певних режимах і перекачувальними ньютонівські рідини з конкретними фізико-механічними властивостями (вода, масло і т. П.), Знаходяться в більш важких умовах.
Зі збільшенням глибини свердловини тиск у напірному трубопроводі насоса збільшується. Буровим насосом доводиться перекачувати в'язко-пластичні рідини - глинисті розчини з щільністю від 1 до 2,2 г / см 3. текучі і нетекучим і з різним ступенем газонасиченості.
Знання ступеня впливу перерахованих факторів на гідравлічні показники бурових поршневих насосів важливо як з наукової, так і з практичної точок зору.
В даний час в числі найважливіших науково-технічних тим в області нафтової промисловості передбачається розробка питань технології проводки свердловин на глибину 7 - 10 тис. М. Відомо, що зі збільшенням глибини буря свердловини зростає тиск на викиді насоса. У зв'язку з цим створюються бурові поршневі насоси, здатні розвивати високі тиску.
Розглянемо докладно конструкцію поршневого насоса на прикладі поршневого бурового насоса УНБ-600 (У8-6М).
Загальний вигляд насоса
Рис 2.1 Загальний вигляд насоса УНБ-600 (1)
1 - станина; 2 - вал трансмісійний; 3 - кривошипно-шатунний механізм; 4 - система мастила штоків
Рис 2.2 Загальний вигляд насоса УНБ-600 (2)
1 - пневмокомпенсаторів; 2 - клапан запобіжний; 3 - блок гідравлічний; 4 - рама; 5 - підігрівач
2.2 Технічні дані УНБ-600
2.3 Конструкція УНБ-600
Буровий насос УНБ-600 горизонтальний, поршневий, двоциліндровий, подвійної дії, складається з гідравлічної і приводний частини, змонтованих на загальній рамі.
2.3.1 Гідравлічна частина насоса УНБ-600
Гідравлічна частина насоса УНБ-600 складається з наступних основних вузлів: двох литих сталевих гідравлічних коробок, з'єднаних між собою знизу приймальні коробкою, а зверху корпусом блоку пневмокомпенсаторів.
На приймальній коробці встановлено всмоктуючий повітряний ковпак. Приймальна коробка насоса з'єднує всмоктувальну трубу зі усмоктувальними клапанами (рис. 2.3, 2.4 і 2.5).
Мал. 2.3 Клапан насоса УНБ-600 в зборі:
1 - втулка; 2 - пружина; 3 - тарілка клапана; 4 - сідло в зборі
Рис 2.4 Сідло насоса УНБ-600 в зборі:
1 - ущільнення клапана; 2 - кільце пружинне; 3 - кільце; 4 - кільце зовнішнє; 5 - сідло; 6 - напрямна; 7 - втулка
Рис 2.5 Тарілка клапана насоса УНБ-600
Усередині гідравлічних коробок встановлюються змінні циліндричні втулки (рис. 2.6, 2.7), внутрішній діаметр яких вибирається в залежності від необхідного тиску і подачі насоса. Зовнішні розміри всіх втулок однакові. З метою підвищення термінів служби втулок внутрішня поверхня їх піддається термічній обробці. Ущільнення циліндрових втулок насоса УНБ-600 (рис. 2.6) проводиться шляхом установки між буртиком циліндричної втулки 1 і склянкою 4 двох комбінованих ущільнень 2, розділених сталевим кільцем 3. Кільце має по зовнішньому і внутрішньому діаметрам проточки з отворами. У разі зносу ущільнення через спеціальний отвір А в гідравлічній коробці розчин повинен витікати назовні, що і з'явиться сигналом про несправність ущільнення циліндричної втулки.
Закріплення циліндрових втулок проводиться за допомогою склянки 5 і кришки 7 підтягуванням гайок 8.
Рис 2.6 Ущільнення циліндрових втулок насоса УНБ-600
Циліндрова кришка 7 ущільнюється за допомогою самоуплотняющіхся манжет 6 і 9. Підтяжка ущільнення 2 циліндричної втулки проводиться за допомогою болта 10.
Рис 2.7 Циліндрова втулка насоса УНБ-600
У циліндрових втулках переміщаються поршні (рис. 2.8). Поршень 13 (див. Рис. 2.6) складається з сердечника з конічною расточкой і прівулканізірованних до нього двох гумових манжет. Поршень насаджений на конічний хвостовик штока 14 і кріпиться до нього за допомогою гайки 12 і контргайки 11.
Рис 2.8 Поршень П 170-7 (ГОСТ 11267-65) насоса УНБ-600
1 - сердечник; 2 - ущільнення
Шток (рис. 2.9) з'єднаний з надставкою штока (рис. 2.10), різьбові кінець якого ввернуть в корпус повзуна. При обертанні ексцентрикового вала насоса УНБ-600 через шатуни, повзуни і штоки поршні отримують зворотно-поступальний рух.
Для збільшення зносостійкості штоків їх робоча поверхня гартується на високу твердість.
Рис 2.9 Шток поршня насоса УНБ-600
Рис 2.10 Шток повзуна насоса УНБ-600
Ущільнення (рис. 2.11, 2.12) складається з корпусу 4, втулки 6, наполегливої гумового кільця 5, чотирьох ущільнюючих гумових кілець 5, наполегливої кільця 11 і другий направляючої втулки.
Рис 2.11 Ущільнення штока насоса УНБ-600
Направляючі втулки і опорне кільце виготовляються з капроліта. Вперте кільце 11 поджимается за допомогою втулки 7 через фланець 9.
Рис 2.12 Комплект ущільнювачів штока насоса УНБ-600
1 - втулка; 2 - завзяте кільце; 3 - манжета ущільнення штока; 4 опорне кільце
Підтяжка ущільнення проводиться при непрацюючому насосі за допомогою гайок 10 і шпильок 8.
Для збільшення довговічності ущільнення штока здійснюється мастило та охолодження штоків рідким маслом. Масло подається на штоки насосом Г11-22. Привід насоса здійснюється від трансмісійного вала.
Рис 2.13 Ущільнення штока повзуна
Герметизація з'єднання гідравлічної коробки з корпусом 4 здійснюється самоуплотняющейся манжетою 1 і гумовим кільцем 2.
Для того щоб запобігти потраплянню глинистого розчину в приводную частина насоса, створено спеціальний ущільнювача пристрій (рис. 2.13). Глинистий розчин може бути внесений в приводную частина надставкою штока, тому зазначене ущільнення сальникового типу. Манжети 1, розташовані в корпусі сальника 2, підтискаються фланцем 3. манжети обжимають надставку штока і не дають можливість вносити глинистий розчин в приводную частина. Фланець 3 поджимается при зупинці насоса. Поджатие здійснюється з тим, щоб усунути попадання глинистого розчину, надмірна затягування не потрібно, так як при цьому передчасно виходять з ладу манжети.
Інформація про роботу «Конструкція поршневого насоса УНБ-600»