Вопрос 3 (Буровые насосы, их типы и принципы работы. Различия между плунжерными и поршневыми насосами. Основы выбора бурового насоса для различных условий бурения) Выбор бурового насоса.

Буровые насосы предназначены для подачи в скважину промывочной жидкости с целью очистки забоя и ствола от выбуриyной породы (шлама) и выноса на поверхность, охлаждения ПРИ

Для промывки геологоразведочных скважин пригодны не все виды насосов, поэтому выбор бурового насоса должен производиться с учетом требований, связанных со спецификой геологоразведочного бурения. Эти требования: - насос должен обеспечивать достаточно высокое давление до 10 МПа при сохранении постоянного расхода жидкости и быть способным перекачивать загрязненные, абразивные, агрессивные и вязкие жидкости. Для таких условий не подходят центробежные, вихревые и подобные динамические насосы, производительность которых падает с ростом давления, а также насосы, перекачивающие чистые жидкости, такие как шестеренчатые, пластинчатые и т.п.

Предъявленным требованиям ближе всего отвечают насосы объемного действия - поршневые и плунжерные. Эти насосы относятся к одному типу и имеют непринципиальные технические различия:

Поршневые насосы обычно двухцилиндровые с уплотняющими элементами на подвижном поршне, имеющим длину близкую к диаметру, они, как правило, двойного действия. Рис.15а.

Плунжерные насосы имеют уплотнение в неподвижном сальнике, плунжер гладкий, металлический, имеет длину значительно больше, чем диаметр и они всегда одинарного действия. Рис.15

Рис.15.

У поршневых насосов путь жидкости от всасывания до нагнетания проходит по сложной траектории, что ограничивает скорость движения поршней, иначе жидкость не успевает всасываться. Обычно принято считать оптимальным 75-105 двойных ходов поршня в минуту.

У плунжерных насосов движение жидкости идет в более прямом направлении «прямоточное», что позволяет использовать изменение скорости движения плунжеров в широком диапазоне от 30 до 260 ходов в минуту.

Поршневые буровые насосы обычно горизонтальные двухцилиндровые – плунжерные- горизонтальные одноплунжерные и трехплунжерные.

Принцип действия

Принцип действия плунжерного и поршневого насосов основа на вытеснении жидкости из цилиндра плунжером (поршнем), совершающим возвратно-поступательные движения, которые плунжер (поршень) получает от кривошипно-шатунного механизма или эксцентрикового вала, вращение которому передается от входного вала-шестерни.

В плунжерном насосе (рис. 4.9) рабочими элементами является

плунжер2-полый металлический цилиндр, сопрягающийся с сальниковым уплотнением цилиндра 1 в гидравлической части корпуса

насоса. Плунжерные насосы одинарного действия, так как вовремя

прямого хода плунжера происходит нагнетание, а при обратном ходе Ч

всасывание жидкости. Перемещение плунжера осуществляется за счет

передачи возвратно-поступательного движения от шатуна 3, В клапанной коробке размещены всасывающие 4 и нагнетательные 5 клапаны.

Принципиальная схема гидравлической части поршневого насоса показана на рис. 4.10. при движении поршня 1 в цилиндре 2 вправо левый нагнетательный клапан 3 закрывается, а левый всасывающий 4 открывается. Под действием образующегося вакуума промывочная жидкость через приемную сетку 5 поступает в левую часть цилиндра.

В правой части цилиндра в это время жидкость выталкивается поршнем при закрытом всасывающем клапане 6 через правый нагнетательный клапан 7 в нагнетательную линию 8. При обратном движении поршня жидкость будет поступать через клапан 6 и перемещаться в нагнетательную линию через клапан 3.