Нефтепромысловые машины и механизмы
..pdfбаббитом. Винты выполняют двухзаходными, а направление винто вой нарезки ведущего винта противоположно ведомым. Передаточ ное отношение между винтами равно единице. Развиваемый напор пропорционален длине винтов. Особенность винтовых насосов — возможность превращения их в гидравлические двигатели (турбины) путем подведения к ним жидкости под давлением. К. п. д. винто вых насосов достигает 80—9096, и применяются они для подач 1,5— 500 м 3/ч при напорах до 175 кГ/см2 и скоростях вращения до 10 000 об1мин. Подачу двухвинтового насоса с достаточной точностью можно подсчитать по приближенной формуле
Q = -3?~—(D2 — d2) см2/мин, |
(I. 50) |
где D — внешний диаметр винта в см; d — внутренний диаметр вин та в см; t — шаг винта в см; п — скорость вращения винта в об/мин.
Подача трехвинтового насоса приблизительно в 1,5 раза больше подачи двухвинтового.
Одновинтовые насосы отличаются простотой конструкции и могут перекачивать загрязненные и вязкие жидкости (рис. 51).
Рабочим органом насоса служат однозаходный винт и резиновая обойма, внутренняя полость которой представляет двухзаходную винтовую поверхность с шагом в 2 раза большим шага винта. При вращении винта между ним и обоймой образуются свободные по лости, куда засасывается перекачиваемая жидкость, которая пере мещается вдоль оси насоса к полости нагнетания. При этом на вса сывающей стороне создается вакуум, под действием которого жид кость всасывается в цилиндр.
В любом месте вдоль оси поперечные сечения обоймы одинаковы (рис. 52), но повернуты относительно друг друга. Сечение внутрен ней полости обоймы образовано двумя полуокружностями с радиу сами, равными радиусу винта, и двумя общими касательными. Рас стояние между центрами полуокружностей равно 4 е. При враще нии вала винт вращается вокруг своей оси и одновременно сама ось винта вращается по окружности диаметром d = 2 е в обратном на правлении. При этом поперечное сечение винта непрерывно пере мещается по прямой от верхнего положения до нижнего и обратно.
Подача насоса (в м 3/ч) |
определяется по |
формуле |
Q |
= 8teDn • 60 riot |
(1.51) |
где t — шаг винта в м; D — диаметр винта в м; п — скорость враще ния винта в об/мин; т)0 — объемный к. п. д. насоса; е — ситет винта.
Потребляемая насосом мощность
7V = YQH кет,
102 л
Ведутся успешные работы по созданию одновинтовых погруж ных насосов для откачки нефти из скважин, особенно вязкой.
Пластинчатые (ротационные) насосы. Эти насосы широко при меняют для подачи масел в гидравлических системах машин. Ротор
Рис. |
52. |
Сечения |
винто |
||
|
|
вой пары. |
|
||
а |
— сечение |
винта |
плос |
||
костью, |
перпендикулярной |
||||
к его |
оси; |
б — сечение вин |
|||
та |
и |
обоймы |
плоскостью, |
||
перпендикулярной |
к его |
||||
|
|
|
оси. |
|
этого насоса (рис. 53) имеет радиальные прорези, в которых поме щаются легко перемещающиеся рабочие лопатки в виде прямоуголь ных пластин. При вращении ротора пластины прижимаются наруж ными торцами к внутренней поверхности корпуса, поочередно от секают объем жидкости в простран
стве между лопатками и вытесняют |
|
|
|
||||||
ее в напорной трубопровод. |
к кор |
|
|
|
|||||
Пластинки прижимаются |
|
|
|
||||||
пусу центробежной |
силой, |
пружи |
|
|
|
||||
нами или давлением жидкости, под |
|
|
|
||||||
водимой |
со |
стороны |
оси. |
|
|
|
|
||
Подача насоса определяется фор |
|
|
|
||||||
мулой |
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
Q = 2п (R — ё) 2Ье |
т)0, |
(1.53) |
|
|
|||||
Рис. 53. Схема пластинчатого на |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
||||
где R — радиус корпуса; е — экс |
соса с эксцентрично расположен |
||||||||
ным ротором. |
|
||||||||
центриситет ротора; b — ширина ло |
1 — корпус; 2 |
— ротор; з — скользя |
|||||||
патки вдоль оси; п — скорость вра |
щие лопатки; |
4 — всасывающий па |
|||||||
щения |
в |
об!мин; |
т]0 — объемный |
трубок; 5 — нагнетательный патрубок; |
|||||
6 — пруж ина. |
|
||||||||
к. п. д. |
насоса. |
|
|
|
|
|
|
||
Пластинчатые насосы выполняют для подач 0,3—12 м 3/ч, |
давле |
||||||||
ний до |
70 кГ/см2 при |
скорости вращения до 1500 об/мин. |
Число |
лопаток принимают не менее семи. Снабжая крышки корпуса про долговатыми отверстиями и ползунами, в процессе работы насоса
можно изменять величину эксцентриситета е. Тем самым можно из менять подачу насоса.
НАСОСНЫЕ АГРЕГАТЫ § 31. Промывочные агрегаты
Промывочный агрегат предназначен для подачи жидкости в неф тяные скважины с целью удаления песчаных пробок.
Было разработано и изготовлено много различных конструкций промывочных агрегатов. Первоначально применяли стационарные агрегаты, которыми обслуживали группу скважин и которые со стояли из насоса и привода (обычно электродвигателя). Однако с этим был связан ряд неудобств: невозможность регулирования режима работы насоса, необходимость прокладки длинных трубо проводов, что вызывало существенные потери энергии, затрудненная связь между персоналом, обслуживающим агрегат и объект промывки, и др. Вследствие этого начали применять передвижные агрегаты,
укоторых насос смонтирован на тракторе или автомашине.
Вкачестве привода применяется тяговый двигатель, а использо вание коробки перемены передач делает возможным эффективно регулировать режим работы насоса применительно к условиям про мывки. Для промывочного агрегата обычно применяют поршневой насос.
Кпромывочным агрегатам, применявшимся на нефтепромыслах, относится агрегат ПА1-60 с поршневым насосом НЦП-1, смонтиро ванным на тракторе С-60. Этот агрегат был в дальнейшем модерни зирован путем применения трехскоростного механизма отбора мощ ности вместо двухскоростного. Этому агрегату был присвоен шифр ПА1М-65.
Наряду с этим были разработаны и другие конструкции. К ним относятся: агрегат ПАЗ-82, отличающийся от предыдущего устрой ством коробки перемены передач; агрегат ПА2К-72 с буровым насо сом НГ-3 на тракторе; агрегаты ПА2-97, ПА4-73, ПА6-110 и ПА5-240 с насосом НЦП-1 или НЦП-2, смонтированным на автомашине и от личающимся в основном передачами на насос.
Кроме того, применяли промывочный агрегат 1ПА, смонтирован ный на раме, с приводом от автомобильного двигателя на насос НГ-80.
Рис. 55. Кинематическая схема агрегата ПА8-80.
I __шлицевая муфта; 2 — промежуточный вал; 3 — вывод ной вал- 4 — насос НГ-80; 5 — натяжное устройство;
’ s __коробка отбора мощности.
Рис. 56. Промывочный насос НГ-80.
чугунного литья соединены на шпильках. На станине снизу уста новлены подшипники трансмиссионного вала. На одном конце вала закреплены цепные звездочки, а на другом — косозубая шестерня, находящаяся в зацеплении с шестерней коленчатого вала. Опорами трансмиссионного вала служат шарикоподшипники, а коленчатого — подшипники со вкладышами, залитыми баббитом. Картер станины защищен легким воздухом. В клапанной коробке расположены четыре всасывающих и четыре нагнетательных клапана тарельчатого типа.
Насос снабжен предохранительным клапаном с тарированным штифтом. В цилиндрах установлены сменные втулки внутренним диаметром 115 мм. Длина хода поршня 250 мм, диа метр всасывающего патрубка 100 мм, напорного 50 мм.
Вес насоса 1,7 т, вес агре гата 15,2 т.
Промывочный агрегат ПА8-80 разработан много лет назад и не удовлетворяет современным требованиям. Он развивает недостаточное давление, что ограничивает область его применения и не
позволяет промывать песчаные пробки в глубоких скважинах, особенно струйным насосом. У него ненадежна цепная передача, из-за чего третья скорость фактически не используется и сни жается эффективность агрегата. К. п. д. насоса невелик из-за при менения опор скольжения.
В связи с этим разработан более современный и более мощный промывочный агрегат Азинмаш-32. Базой для этого агрегата служит трактор Т-100. Приводом насоса служит двигатель трактора мощ ностью 10 0 л . с., передающий движение через промежуточный в а л . четырехскоростную коробку перемены передач и цепную на насос.
Натяжение цепи регулируется специальным устройством с плат формы агрегата. Промывочный насос — горизонтальный, трехплупжернын, обеспечивающий равномерную подачу жидкости. Клапан ная коробка сварно-литая, клапаны тарельчатые. Плунжеры напра вляются биметаллическими втулками и уплотняются резиновыми манжетами. Плунжер связан с крейцкопфом штоком, имеющим ша ровую головку. В конструкции применены опоры качения. Смазка мест трения обеспечивается шестеренным насосом.
Напорный манифольд состоит из воздушного колпака с мано метром, предохранительного клапана «гвоздевого» типа, рабочего
углового пробкового крана и контрольного крана с зубчатым сек тором.
Для соединения напорной линии с трубопроводом, проложенным от скважины, агрегат комплектуется звеном гибкого металлического шланга.
Оборудование агрегата расположено удобно для осмотра и ухода н отвечает требованию правильного распределения веса на тракторе. Разбирать и собирать насос можно непосредственно на агрегате.
Управляют агрегатом из кабины трактора. |
|
|
||||
Насос |
развивает |
давление |
от 40 |
до 160 кПсль2 |
при |
соответ |
ствующей |
подаче от |
14,2 до |
3,53 |
л/сек. Общий |
вес |
агрегата |
15 т. |
|
|
|
|
|
|
Применение этого агрегата ускоряет работы по очистке от пес чаных пробок скважин больших глубин, позволяет при этом рабо тать со струйным насосом, а иногда освобождает цехи текущего и капитального ремонтов скважин от необходимости использования дорогих цементировочных агрегатов.
§ 32, Подъемно-промывочные агрегаты
Обслуживание нефтяных скважин, расположенных на морских участках, связано с рядом особенностей. В частности, ограничен ность места на морском основании, необходимость в меньшей мере зависеть от состояния моря и некоторые другие условия определили целесообразность применения универсального агрегата для под земного ремонта скважин, в котором сочетается промывочный агре гат с подъемником, смонтированным на раме. Такие подъемно-про мывочные агрегаты применяют для морских скважин глубиной до 1500 м (рис. 57). Он состоит из трех блоков: силового, лебедочного и насосного. Силовой блок состоит из установленных на сварной раме автомобильного двигателя ЗИЛ-120 с коробкой передач и одно ступенчатого редуктора цементировочного агрегата ЦА-80, соеди ненного цепной муфтой с валом коробки передач (рис. 58). Передача от выводного вала редуктора к трансмиссионному валу лебедки осуществляется втулочно-роликовыми цепями с шагом t = I V 4 " .
Лебедочный блок состоит из узла барабанного вала подъемника ЛТ12-80, узла вала привода ротора и трансмиссионного вала. На последнем установлены два цепных колеса, из которых одно при нимает движение от редуктора силового блока, а другое при помощи муфты включения передает движение промывочному насосу. На шестерне трансмиссионного вала имеется муфта для включения и выключения привода барабана.
Вал привода ротора с валом барабана соединяется цепной муф той. На валу посажено цепное колесо с муфтовым включением. От
цепного колеса движение 3" бурильной цепью может быть передано на ротор.
Насосный блок состоит из промывочного насоса НГ-80, уста новленного на монтажной раме агрегата.
Подъемно-промывочный агрегат АППР-1А отличается от агре гата АППР-1 в основном тем, что вместо лебедки ЛТ12 установлена лебедка ЛТ2М (табл. 11 и 12).
Техническая характеристика агрегата АППР-1
Силовой привод |
|
автомобильный |
|
двигатель |
|
|
|
|
|
|
ЗИЛ-120 с муф |
|
|
той сцепления |
|
|
и коробкой |
|
|
передач |
Номинальная мощность при л = |
1800 об/мин, л. с. |
75 |
Максимальная мощность при п = |
2700 об/мин, л. с. |
90 |
Лебедка |
|
ЛТ12 |
Емкость барабана, м: |
|
|
при канате диаметром б/ 8' |
|
1300 |
при канате диаметром J/2' |
|
2000 |
Поршневой насос |
|
НГ-80 |
Редуктор |
|
одноступенчатый |
|
с цилиндрически |
|
|
|
|
|
|
ми шевронными |
|
|
шестернями | |
Габаритные размеры агрегата, мм: |
|
|
длина |
|
2620 |
ширина |
|
3990 |
высота |
|
1900 |
Вес агрегата, т |
|
5,65 |
Таблица 11
Показатели работы оборудования агрегата АППР-1
к Включенш
скорость
' |
ев |
ей о |
|
скорость I |
щения бар на, об/ми? |
|
1 |
Лебедка
ев
Ь
ев
я Я 5 Э о р
наряду Тскоростьчетверанамо
Л Т 12 |
натяжение кана та на четвертом ряду намотки, кГ |
м /сек |
Ротор
Ш-1 Ш -2
скорость вращ ения,
об (м и н
Н асос Н Г -80
00 |
О) |
3= |
|
« о |
азе* |
подача пр коэффишп наполнен! л (сек |
S 3 |
давление нее), *Г/< |
Прямой ход
1 |
33,7 |
0,81 |
5 1 5 0 |
15,7 |
14,5 |
|
100 |
II |
63,3 |
1,54 |
273 0 |
2 9 ,6 |
27,1 |
3,08 |
|
III |
110,5 |
2 ,6 4 |
1595 |
51,5 |
47,3 |
5 ,4 0 |
62,5 |
IV |
2 1 0 |
5,1 |
8 2 5 |
9 8 ,0 |
9 0 ,0 |
10,25 |
33 |
V |
259 |
6 ,2 8 |
667 |
121,0 |
111,0 |
12,8 |
26,4 |
Обратный ход |
31,4 |
— |
|
15,5 |
14,6 |
|
|