Вступ

Сучасна Україна - країна що, відчуває дефіцит власних природніх вуглеводневих ресурсів. Власне видобування газу задовольняє потреби в ньому на 40%, а нафти – 15-20%. Решта потреб задовольняється імпортом з інших держав світу.

Така ситуація заставляє Україну ефективно використовувати свою ресурсну базу та реалізувати власні або спільні проекти з видобування вуглеводнів і регіонах зі значними їх запасами.

Вуглеводневі ресурси на суходолі мають досить високий рівень освоєння (понад 50%). В процесі – розвідувальних робіт відкриваються нові родовища але переважно з незначними запасами вуглеводнів, які залягають переважно на великих глибинах. Це різко збільшує видатки на проведення бурових робіт, бо глибина сучасних свердловин, що буряться на Україні, перевищує відмітку 6000 м.

Основними нафтогазовими регіонами є Дніпровсько – Донецька западина але і тут горизонти буріння залягають досить глибоко. Проводка таких свердловин потребує не тільки сучасного потужного обладнання , а систематичного контролю його стану, визначення величин зносу та проведення відновлювальних ремонтів.

Нафтогазовидобування в українській частині акваторії Чорного і Азовського морів сьогодні під великою загрозою, бо політична ситуація в державі є досить складною. Освоєння цього регіону є можливим тільки при досягненні миру на наших землях і звільнення їх від проросійських сепаратистів.

Проведення потужних бурових робіт на нафту та газ є можливим тільки шляхом достатніх об’ємів фінансування геологорозвідувальних робіт та при наявності надійного, ефективного і дорогого бурового обладнання. Разом з тим статистика вказує, що більше половини обладнання в нафтовій і більше третини в газовій та понад 80% в переробній промисловості вичерпало свій ресурс.

Устаткування і обладнання підтримують в працездатному стані (обслуговування і ремонт обладнання) шляхом планово –попереджувального обслуговування і ремонтів, в тому числі і капітального. Капітальний ремонт продовжує термін служби обладнання та практично відновлює його технічні характеристики. Питання місцевого проведення ремонту та підвищення рівня їх якісного стану, інтенсифікацію проведення ремонтних робіт, підвищення рівня оснащення ремонтних робіт постійно в галузі приділяється серйозна увага. Проводячи капітальний ремонт обладнання намагаються його модернізувати, щоб основні технічні і експлуатаційні параметри відповідали сучасному рівню бурового устаткування .

Всі задачі покладаються на бази виробничого обслуговування (БВО).

1 Загальна частина

1.1 Призначення бурових насосів, будова і принципи роботи

Бурові насоси – призначені для нагнітання в свердловину промивної рідини з метою очищення вибою від вибуреної породи (шламу) і виносу її на денну поверхню; охолодження і змащування долота; створення гідромоніторного ефекту при бурінні струминними долотами; приведення в дію забійних гідравлічних двигунів.

Виходячи з призначення і умов експлуатації, до бурових насосів пред’являють такі вимоги:

• Подача насоса повинна бути регульованою в межах, що забезпечують ефективну промивку свердловини;

• Потужність насоса повинна бути достатньою для промивання свердловини і приводу забійних гідравлічних двигунів;

• Швидкість промивної рідини на виході з насоса повинна бути рівномірною для усунення інерційних навантажень і пульсації тиску, що викликають ускладнення в бурінні, додаткові енергетичні витрати і втомні руйнування;

• Насоси повинні бути пристосовані для роботи з абразивно і масло-утримуючими корозійно-активними промивальними розчинами різної щільності;

• Вузли та деталі, що контактують з розчином для промивання, повинні володіти достатньою довговічністю і бути пристосованими до зручної і швидкої заміни при виході з ладу;

• Великогабаритні вузли та деталі повинні бути забезпечені пристроями для надійного захоплення і переміщення при ремонті і технічному обслуговуванні;

• Насоси повинні бути пристосовані до транспортування в збірному вигляді на далекі і близькі відстані і переміщенню волоком в межах бурової;

• Конструкція насосів повинна допускати праве і ліве розташування двигунів насосного агрегату;

• Надійність і довговічність насосів повинна поєднуватися з їх економічністю і безпекою експлуатації.

Технічні умови на виготовлення бурових насосів регламентуються ГОСТом.

З ростом глибини буріння значно збільшуються і потужність бурових насосів. На основі накопиченого досвіду, науково-дослідницькі і досвідно-конструкторських робіт, а також досягнень в насособудуванні і суміжних областях науки і техніки бурові насоси постійно удосконалюються: підвищується надійність і довговічність їх, знижується маса і скорочуються матеріальні і трудові витрати на їх виготовлення, експлуатацію і ремонт. Це обумовлене широкою номенклатурою моделей і модифікацією бурових насосів, що використовуються в вітчизняній і закордонній практиці буріння експлуатаційних і розвідувальних свердловин.

Робочі органи бурових насосів переважно виконуються у вигляді поршнів. Найбільш поширені двохпоршневі насоси подвійної дії, на зміну яким в останній час приходять трьохпоршневі насоси односторонньої дії. В насосах двохсторонньої дії рідина переміщується в поршневій і штоковій порожнинах і за один подвійний хід поршня здійснює два цикли всмоктування і нагнітання. При односторонній дії рідина переміщується в поршневій частині робочої камери і за один подвійний хід здійснює один цикл всмоктування і нагнітання.

В бурових насосах використовуються самодіючі пружинні клапани тарільчатої конструкції. Всмоктуючі і нагнітальні клапани взаємозамінні.

Вісі поршнів паралельні і розміщуються в горизонтальних площинах по одну сторону від приводу.

Ведуча ланка бурових насосів, яка забезпечує рух поршням, виконується у вигляді ексцентрикового, кривошипного, пальцевого або колінчатого валу. Прямодіючі насоси, ведуча ланка яких має зворотно-поступальний рух, в сучасних бурових установках не використовуються.

В едучий вал приводиться від трансмісійного валу за допомогою циліндричної зубчатої пари. Подача насосу змінюється за допомогою змінних циліндрових втулок або зміною числа ходів поршня. Пульсування тисків, що викликані нерівномірністю швидкостей поршнів, знижуються до практично необхідного рівня за допомогою пневматичних компенсаторів. В бурових насосних агрегатах використовуються переважно електродвигуни і дизелі, обертання яких передається трансмісійному валу насоса клинопасовою або ланцюговою передачею.

Рисунок 1.1- Буровий насос двосторонньої дії

Буровий насос складається з привідного і гідравлічного блоків, встановлених на зварній рамі 12.

Привідний блок складається з трансмісійного вала 5, корінного вала 9 і шатунного механізму 10, які встановлені на станині 2.

Остання являє собою масивний металічний короб, в розточках якого монтуються підшипники трансмісійного та корінного валів. Для зручності монтажу внутрішніх вузлів та деталей станина має кришку 8. Стиковані поверхні станини і кришки піддаються механічній обробці і ущільнюються за допомогою гумового шнура або прокладки, яка затягується болтами 11 і загвинченими в станину шпильками 6. Положення кришки відносно станини фіксується конічними штифтами.

Отвори під підшипники розточуються в зборі станини з кришкою. В горловині станини встановлюють направляючі 4 повзуна 13. Осі поверхонь розточок станини під направляючі повзуна повинні співпадати з відхиленням не більше 0,15 мм. Внутрішня порожнина станини фарбується маслостійкою фарбою і використовується в якості резервуару для масла, яке змащує зубчасту передачу, встановлену між трансмісійним і корінним валами. Горловина станини має бокові люки для монтажу та огляду повзунів. Торець горловини оснащений отворами для штока 3 і кріплення гідравлічного блоку 1.

В кришці станини є вентиляційний ковпак 7 для витяжки масляних парів. Станини бурових насосів виконують з високоміцних чавунів або сталей. Стальні станини легші, але дорожчі чавунних. Найбільш економічні по масі бурові насоси, які мають станину зварної конструкції.

Поршневі насоси односторонньої дії характеризуються підвищеною частотою і скороченою довжиною ходу поршнів. Внаслідок цього зменшуються габарити і маса в порівнянні з двохпоршневими насосами двохсторонньої дії.

До інших переваг насосів односторонньої дії слід віднести відсутність ущільнень штока, зниження необхідної степені редукції зубчастої передачі, скорочення числа клапанів насоса і манжет поршня.

Рисунок 1.2- Буровий поршневий насос односторонньої дії

1 – всмоктуючий колектор; 2- всмоктуючий клапан; 3 – кришка клапанної коробки;4 – нагнітаючий клапан; 5 – нагнітаючий колектор; 6 – циліндрова втулка; 7 – шток;8 – швидкоз’ємний хоиут; 9 – контршток; 10 – повзун; 11- шатун; 12 – станина насоса;13 – трансмісійний вал; 14 - корінний вал; 15 – компенсатор.

Трипоршневий буровий насос односторонньої дії відрізняється від двохпоршневого насоса односторонньої дії конструкцією однойменних вузлів і деталей.