Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

К У Р С О В О Й П Р О Е К Т

Буровые машины и механизмы

По дисциплине __________________________________________________________

________________________________________________________________________

^{(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)}

Пояснительная записка

«Поверочный расчет приводной части насоса НБ-11Э»

Тема: ________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

А

РТ-05

Лосюков Н.Е.

втор: студент гр. _______ ____________________ /_______________/

^{(подпись) (Ф.И.О.)}

ОЦЕНКА: _____________

ДАТА: 20.05.2009

ПРОВЕРИЛ

профессор

Шелковников И.Г.

Руководитель проекта: _____ ___ ________________ /_______ _________/

^{(должность) (подпись) (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

2009

Содержание

Введение 3

1 Типовые конструкции насосов 7

2 Расчет подачи насоса 11

3 Расчет насоса 16

4 Мощность двигателя для привода насоса 23

Заключение 33

Список литературы 34

Введение

Буровые насосы применяют для подачи в скважину промы­вочной жидкости с целью очистки забоя от шлама, охлаждения породоразрушающих инструментов и приведения в действие гид­равлических забойных двигателей.

Буровые насосы должны отвечать следующим требованиям:

обеспечивать постоянство подачи промывочной жидкости не­зависимо от изменения давления в нагнетательной линии;

изменять подачу жидкости в диапазоне, определяемом параметрами технологического процесса бурения;

обеспечивать безотказную длительную работу при прокачивании жидкостей, содержащих абразивные частицы и химически активные добавки (реагенты);

обладать способностью выкачивать из емкостей промывоч­ную жидкость, уровень которой расположен на 3—4 м ниже на­соса, как это может быть при эксплуатации насосов самоходных буровых установок;

• обеспечивать необходимую равномерность подачи;

• быть безопасными в эксплуатации, удобными в обслужива­нии и ремонте в полевых условиях;

• иметь небольшие массу на единицу гидравлической мощности и габаритные размеры.

Наиболее полно перечисленным требованиям удовлетворяют поршневые насосы. Они имеют теоретическую подачу, не зависящую от создаваемого напора, обеспечивают приемлемую для условий бурения равномерность подачи, способны перекачивать жидкости высокой вязкости и со значительным содержанием твердой фазы. Насосы этого типа обладают свойством самовсасывания, т.е., работая без жидкости, способны создавать достаточно большое разрежение и подсасывать жидкость из емкости, расположенной ниже насоса. Однако практически это часто невозможно вследствие недостаточной герметичности рабочих полостей.

Основными элементами поршневых буровых насосов (рис. 1, а) являются цилиндр 4 и поршень 3, возвратно-поступательное движение которого изменяет объем рабочей камеры. Движение жидкости через рабочую камеру регулируется всасывающим l и нагнетательным 2 клапанами. Приемная сетка 6 на всасывающей линии предохраняет насос от попадания в него посторонних предметов. Для заполнения жидкостью всасывающей линии на ее конце устанавливают обратный клапан 5.

Процесс всасывания жидкости происходит при перемещении поршня вправо, что увеличивает свободный объем цилиндра и понижает в нем давление по сравнению с атмосферным, действующим на свободную поверхность жидкости в емкости. Под действием атмосферного давления жидкость из емкости перемещается по всасывающей линии и, подняв всасывающий клапан, поступает в цилиндр.

Рис. 1. Принципиальные схемы:

а — поршневого насоса простого действия; б — гидравлической части поршневого насоса двойного действия

При обратном ходе поршня давление в рабочей камере повышается, вследствие чего всасывающий клапан закрывается, а нагнетательный открывается, пропуская жидкость в нагнетательную линию.

По способу приведения в действие буровые насосы разделяют на приводные, в которых поршень приводится в движение от двигателя через кривошипно-шатунный или эксцентриковый механизм, и насосы прямого действия, поршень которых соединен общим штоком с поршнем гидравлического или пневматического силового цилиндра.

Поршни буровых насосов выполняют в виде диска или плун­жера. Дисковыми называют поршни, длина которых меньше диаметра; такие поршни, как правило, имеют уплотнение. Плунжерные поршни буровых насосов имеют внешнее сальниковое

Рис. 2. Поршневой буровой насос.

уплотнение. Насосы с дисковыми поршнями называют поршневыми, а с плунжерными поршнями – плунжерными.

Плунжерные насосы за один оборот кривошипного вала всасывают и нагнетают жидкость один раз, т.е. являются насосами простого действия. Поршневые насосы, у которых за один оборот кривошипного вала жидкость всасывается и нагнетается дважды, принято называть насосами двойного действия (рис. 1, б).

По числу цилиндров и их расположению различают буровые насосы одно-, двух- и трехцилиндровые, с горизонтальным или вертикальным расположением цилиндров. Многоцилиндровые насосы не обладают существенными преимуществами перед двух- и трехцилиндровыми, но дороже в изготовлении и эксплуатации.

В зависимости от частоты вращения коренного вала насосы разделяют на тихоходные (n = 40 – 80 об/мин), средней быстроходности n = 80 – 150 об/мин и быстроходные (n = 150 – 350 об/мин и более).