Объемный буровой насос

Насос трехплунжерный НП-3-160 (рис. 1) предназначен для нагнетания водных растворов в пласт в системах поддержания давления, а также для подачи рабочей жидкости при добыче нефти гидропоршневыми и смешанными насосами.

Конструктивная особенность плунжерных насосов в том, что рабочим органом у них служит плунжер. При движении плунжера вверх в насосе создается разрежение и жидкость через всасывающий патрубок и всасывающий клапан поступает в насос. При движении плунжера вниз давление в камере насоса увеличивается, нагнетательный клапан открывается и жидкость через нагнетательный патрубок поступает в нагнетательный трубопровод.

Рис. 1 Насос трехплунжерный НП-3-160

1 – рама; 2 – электродвигатель; 3 – муфта; 4 - защитный кожух; 5 – приводная часть;

6 – гидравлическая часть; 7 – клапан предохранительный

Техническая характеристика насоса НП-3-160:

Максимальное давление, развиваемое насосом, МПа - 16

Максимальная подача насоса, дм /с - 2,0

Необходимое давление на приеме насоса, МПа - 0,05..0,10

Диаметр плунжера, мм - 56

Ход плунжера, мм - 60

Количество плунжеров, шт - 3

Число оборотов вала насоса, об/мин - 370

Номинальная мощность электродвигателя, кВт/об/мин - 45/750

Передаточное отношение редуктора - 2

Габаритные размеры, мм

длина L - 2210

ширина B - 1530

высота H - 1130

Центробежный насос типа ЦНС

Рис. 3 Схема центробежного насоса.

Основным рабочим органом центробежного насоса (рис. 3) является свободно вращающееся внутри корпуса колесо 1, насаженное на вал 2. Рабочее колесо состоит из двух дисков (переднего 3 и заднего 4), отстоящих на некотором расстоянии друг от друга. Между дисками, соединяя их в единую конструкцию, находятся лопасти 5, плавно изогнутые в сторону, противоположную направлению вращения колеса. Внутренние поверхности дисков и поверхности лопастей образуют так называемые межлопастные каналы колеса, которые при работе насоса заполнены перекачиваемой жидкостью.

Ротор - вал с насаженными на него вращающимися деталями - вращается в подшипниках 6. Между вращающимися и неподвижными деталями могут быть установлены уплотнения 7 для снижения утечек из насоса и уплотнения 8 для уменьшения циркуляции внутри насоса. При вращении колеса на каждую часть жидкости (массой m), находящейся в межлопастном канале на расстоянии r от оси вала и движущуюся со скоростью v, будет действовать центробежная сила:

Под действием этой силы жидкость выбрасывается из рабочего колеса, в результате чего в центре колеса создается разряжение, а в периферийной его части - повышенное давление. Для обеспечения непрерывного движения жидкости через насос необходимо обеспечить подвод перекачиваемой жидкости к рабочему колесу и отвод от него. Жидкость поступает через отверстие в переднем диске рабочего колеса по всасывающему трубопроводу (подводу 9). Движение жидкости по всасывающему трубопроводу происходит вследствие разности давлений над свободной поверхностью жидкости в приемном бассейне (атмосферное) и в центральной области колеса (разряжение).

Для отвода жидкости в корпусе насоса имеется расширяющаяся спиральная камера (в форме улитки, куда поступает жидкость, выбрасываемая из рабочего колеса. Спиральная камера (отвод 10) переходит в короткий диффузор, образующий напорный патрубок 11, соединяемый обычно с напорным трубопроводом.

Основные характеристики

Подача, м /ч;

Напор, м;

Кавитационный запас, м;

К.П.Д., %;

Частота вращения, об/мин;

Число ступеней;

Габаритные размеры (длина х ширина х высота);

Масса, кг.

Центробежные нефтяные магистральные секционные насосы типа НМ.

. ЦНМСН типа НМ с подачей 125-710 м³/ч предназначены дл подачи нефти и нефтепродуктов по магистральным нефтепроводам с температурой от 268 К (-5⁰ С) до 353 К (80⁰ С) кинематической вязкостью не более 3*10^-4 м²/с , с содержанием механических примесей по объёму не более 0,05% и размером не более 0,2 мм.

Эти насосы – горизонтальные, секционные, многоступенчатые с кольцевым подводом и отводом жидкости и односторонним расположением колес. Осевые усилия ротора насосов разгружены посредством гидравлической пяты.

Кольцевые уплотнения ротора – торцового типа.

Для восприятия радиальных усилий служат подшипники скольжения с принудительной смазкой.

Приводом насосов служат электродвигатели, крутящий момент от которых передается с помощью зубчатой муфты. Направление вращения ротора – по часовой стрелке, если смотреть со стороны привода.

М атериалы основных деталей – углеродистые и нержавеющие стали.

Компрессоры

Машины, предназначенные для перемещения и сжатия газов, называют компрессорными машинами или компрессорами.

По принципу сообщения газу кинетической энергии все компрессоры разделяют на 2 класса:

• Объемные

• Динамические

В объемных компрессорах всасываемый газ сжимается в цилиндре поршнем и после достижения определенного давления выталкивается из цилиндра. К объемным компрессорам относят поршневые (с возвратно-поступательным движением поршня), мембранные (роль поршня выполняет мембрана) и роторные (с вращательным движением поршней - вытеснителей).

В динамических компрессорах (турбокомпрессорах) за счет подводимой механической энергии газу сообщается кинетическая энергия, которая частично преобразуется в энергию давления. В этих компрессорах движение газа происходит во вращающихся колесах, и в зависимости от направления движения газа относительно оси вращения компрессоры подразделяют на центробежные (с радиальным движением газа), осевые (с осевым движением газа) и диагональные (с комбинированным движением газа). Турбокомпрессоры делятся на 2 вида: с горизонтальным разъемом корпуса и с вертикальным. В зависимости от требуемого давления турбокомпрессоры изготовляют одно- и многоступенчатыми. По назначению компрессоры классифицируют в зависимости от отрасли промышленности, для которой они предназначены, - химические, энергетические, холодильные, общего назначения и т.п., от рода сжимаемого газа – воздушные, кислородные, азотные и т.п.

По конечному давлению различают: вакуум-компрессоры – машины, которые отсасывают газ из пространства давлением ниже атмосферного и нагнетают газ до давления атмосферного или выше; вентиляторы с рабочим давлением до 0,01 МПа; газодувки с давлением 0,3 МПа; турбокомпрессоры с рабочим давлением более 0,3 МПа; поршневые компрессоры низкого давления (от 0,3 до 1,2 МПа), среднего (от 1,2 до 10 МПа), высокого (от 10 до 100 МПа) и сверхвысокого (свыше 100 МПа).

По производительности компрессоры бывают малой, средней и большой производительности. Диапазон производительности зависит от типа компрессоров.

По способу отвода теплоты компрессоры бывают с водяным и воздушным охлаждением.

По типу приводного двигателя различают компрессоры с приводом от электродвигателя, двигателя внутреннего сгорания или турбины.

Рис. 4 Схема одноступенчатого компрессора

1 – всасывающий клапан; 2- нагнетательный клапан 3 – всасывающий патрубок; 4- нагнетательный патрубок; 5 – поршень; 6 – цилиндр; 7 - шатун; 8 – кривошип коленчатого вала; 9 - камера

Поршневой компрессор с цилиндром одинарного действия работает следующим образом. Поршень совершает возвратно-поступательное движение, то есть движется от одного крайнего положения (в.м.т.) до другого (н.м.т.) и обратно. Такое движение поршня обусловлено кривошипно-шатунным механизмом, с которым связан поршень. Кривошипно-шатунный механизм, к которому относятся шатун, кривошип коленчатого вала, шток, преобразует вращательное движение кривошипа коленчатого вала возвратно-поступательное движение поршня. Торцовая поверхность поршня, поверхность клапанной коробки вместе с нагнетательным и всасывающим клапанами и внутренняя поверхность образуют переменный рабочий объем цилиндра.

При движении поршня вниз от крайнего верхнего положения, называемого верхней мертвой точкой (в.м.т.) в цилиндре создается разрежение. Под действием разности давлений всасывающий клапан открывается и газ начинает поступать в цилиндр. Поступление газа в цилиндр продолжается до тех пор, пока поршень не придет в крайнее нижнее положение, называемое нижней мертвой точкой (н.м.т.) в этот момент клапан закрывается. Такой процесс называется всасыванием. (рис. 4а)

При движении поршня к в.м.т. начинает уменьшаться рабочий объем цилиндра и повышаться давление в цилиндре; такой процесс называется сжатием. Когда давление в цилиндре превысит давление за нагнетательным клапаном, последний под действием разности давлений открывается и происходит подача газа в нагнетательный патрубок. Такой процесс называется нагнетанием. Нагнетание происходит до тех пор, пока поршень не придет в крайнее верхнее положение. Объем газа в цилиндре компрессора в этом положении минимальный. Такое положение называют вредным (мертвым) пространством.

Газ находится во вредном пространстве под давлением и, когда поршень движется от в.м.т. к н.м.т. он расширяется, занимая какую-то долю рабочего объема цилиндра и мешая войти новой порции газа; такой процесс называется расширением.

Таким образом, в цилиндре компрессора при одном ходе поршня (одном такте) происходит расширение и всасывание газа, а при другом – сжатие и нагнетание.