5. Определение основных параметров бурового насоса

Подача насоса в зависимости от конечной глубины бурения:

Действительные подачи двухцилиндрового и трехцилиндрового насосов в зависимости от изменения диаметров цилиндровых втулок:

Наименование величин, входящих в вышеприведенные формулы и используемые в дальнейших расчетах, указаны в табл. 2.

Гидравлическая мощность насоса в зависимости от конечной глубины:

Число двойных ходов поршня:

Максимальное давление в цилиндре насоса:

Изменение давления в цилиндрах двухцилиндрового, трехцилиндрового на­сосов при изменении подач (изменение диаметра цилиндровых втулок):

Определение толщины стенок гидравлической коробки.

Исходные данные, условные обозначения и выводимые параметры приведены в табл. 4, 5, 6.

Наружный радиус гидравлической коробки:

Окончательно принимаем:

Толщина стенки гидравлической коробки:

Внутренний радиус гидравлической коробки назначают по величинам пода­чи, приведенным в табл. 3.

6. Определение напряжений и коэффициентов запаса.

Расчетное напряжение в стенке гидравлической коробки:

Коэффициент запаса:

Условие обеспечения прочности:

Расчетное напряжение в крышке гидравлической коробки:

Коэффициент запаса прочности по пределу прочности:

Условие обеспечения прочности:

Коэффициент запаса прочности по пределу текучести:

Условие обеспечения прочности:

Коэффициент запаса прочности при расчете крышки на усталостную прочность:

Условие обеспечения прочности:

Задаются конечной глубиной бурения и шагом ее изменения. Определяют необходимые параметры работы бурового насоса при бурении различных интервалов скважины. Внутри интервала подача бурового насоса изменяется путем изменения диаметра цилиндровой втулки. Схема алгоритма приведена на рис. 6.

Анализируют полученные результаты, выбирают тип бурового насоса и определяют степень соответствия режимов работы насоса требуемому режиму промывки скважины.

Определяют толщины стенок гидравлической коробки и коэффициенты запаса при различных величинах пределов прочности материалов гидравлической коробки. Гидравлические коробки буровых насосов могут изготавливаться из стали марок Ст.50, 40Х, 30ХГС, 34ХНЗМ, 38ХА, 38ХГН, имеющие различные прочностные свойства.

Аналогично производим расчет крышки гидравлической коробки на усталостную прочность. Для решения задачи составляются приведенные на рисунке 7 алгоритмы решения, вводятся исходные данные и параметры для вывода на печать.

Особенностью алгоритма, используемого для расчета гидравлической коробки, являются два цикла вычислений. Первый используется при изменении конечной глубины бурения с шагом, равным 1000 м, и допускаемых напряжений материала гидравлической коробки от 150 МПа до 560 МПа с шагом 100 МПа для определения коэффициента запаса. Второй используется для расчета крышки гидравлической коробки при изменении предела прочности σ_в и предела текучести σ_т материала крышки.

Рис. 6 Схема алгоритма определения основных параметров бурового насоса

Рис. 7. Схема алгоритма для расчета гидравлической коробки бурового насоса.