Простой насос для бурового раствора

Вязкость:     100 сантипуаз
; Удельный вес:     1,7–2,3

При разведочном бурении нефтяных и газовых скважин закачка бурового раствора или бентонита в скважину крайне важна по нескольким причинам. Закачка бурового раствора охлаждает буровое долото и выносит шлам на поверхность, создавая замкнутую систему. Кроме того, буровой раствор создаёт гидростатическое давление, предотвращая подъём на поверхность жидкостей, таких как нефть и газ. Поскольку буровой раствор является загустителем, он застывает без движения, образуя эффективный барьер между жидкостью и газом. 

Консистенция бурового раствора и способ его нанесения влияют на характеристики бурового насоса. Можно использовать центробежные насосы   ,  но для высоковязкого раствора предпочтительнее винтовые. Износ также является важным фактором: объёмные насосы работают на более низких скоростях и меньше изнашиваются, но при этом имеют меньшую производительность.

Буровой раствор может быть водным, на нефтяной основе или синтетическим.  Водный раствор   экологически безопасен и, благодаря близости к поверхности, обычно используется в неглубоких скважинах. Нефтяной раствор используется в твёрдых породах и содержит малотоксичные масла, тогда как синтетический раствор — это продукт, не содержащий нефтепродуктов, обладающий свойствами пластика.

В буровой отрасли, будь то глубокая разведка нефти и газа, геотехническая инженерия или гидротехника, контроль и управление буровыми растворами (буровым раствором) имеет решающее значение. Буровой раствор представляет собой сложную смесь воды, глины, химикатов и добавок, для перекачки которой требуются насосы, способные выдерживать высокую вязкость, абразивные частицы и суровые условия эксплуатации. Среди этих насосов  одновинтовые    , или винтовые, насосы считаются одними из самых надежных и эффективных.

В статье представлен подробный анализ функций, устройства, преимуществ и обслуживания отдельных насосов в системах циркуляции бурового раствора .

оглавление

1. Введение: Почему буровой раствор и его транспортировка так важны?

2. Что такое простой насос? Краткое описание его уникального механизма.

3. Почему одинарный насос является идеальным выбором для бурового раствора? (Основные преимущества)

4. Основные компоненты одного насоса

5. Применение индивидуальных насосов в буровой отрасли

6. Как выбрать правильный одиночный насос для проекта бурения

7. Инструкции по установке, эксплуатации и обслуживанию

8. Устранение неполадок и устранение распространенных проблем

9. Результат: разумные решения приводят к повышению производительности.

Камерные насосы ML от Mono-pumps.com

---

1. Введение: Почему буровой раствор и его транспортировка так важны?

Буровой раствор — это не просто жидкость, это жизненная сила буровой системы. Его основные функции включают:

• Охлаждение и смазка сверла:    предотвращает перегрев и коррозию сверла.

• Перемещение шлама:    перенос частиц породы и грунта со дна скважины на поверхность.

• Регулирование давления в скважине:    формирование постоянного столба воды для предотвращения вытекания грунтовых вод.

• Стабилизация скважин:    предотвращение обрушения скважин.

Для выполнения этих задач буровой раствор должен постоянно циркулировать в   системе  с постоянным расходом и давлением. Именно здесь   на   помощь приходят буровые насосы   . Среди различных типов насосов однопоточные насосы занимают особое место благодаря своим уникальным характеристикам.

2. Что такое простой насос? Краткое описание его уникального механизма.

Однокамерный насос, также известный как    винтовой насос   ,    насос с прогрессивной камерой (ПК-насос)    или    винтовой насос    , представляет собой насос объёмного типа. В отличие от центробежных насосов, его принцип работы очень прост, но при этом инновационен.

Насос состоит из двух основных компонентов:

• Ротор:    металлический цилиндр с круглым поперечным сечением и спиральной формой (напоминающий большой гвоздь).

• Неподвижная часть:    резиновый элемент (эластомер), помещенный в металлический корпус, на внутренней поверхности которого под определенным углом выполнена винтовая полость.

Принцип работы следующий:    ротор расположен внутри статора. При вращении ротора разница эксцентриситетов между осями ротора и статора создаёт между ними ряд замкнутых независимых полостей. При вращении ротора эти полости непрерывно перемещаются от стороны всасывания к стороне нагнетания, перемещая жидкость. Этот механизм создаёт равномерный, постоянный и пульсирующий поток.

3. Почему одинарный насос является идеальным выбором для бурового раствора? (Основные преимущества)

Уникальная конструкция насоса делает его превосходным выбором для перекачки бурового раствора.

1. Способен перекачивать высоковязкие жидкости, содержащие абразивные частицы:    буровой раствор, как правило, вязкий и содержит большое количество твердых частиц и абразивных частиц. Прогрессивно-камерный механизм однокамерного насоса позволяет легко перекачивать такие жидкости, не причиняя существенного ущерба оборудованию. Резина статора также обеспечивает высокую износостойкость.

2. Плавный, пульсирующий поток:    в отличие от поршневых насосов, создающих пульсирующий поток, один насос может обеспечить плавный, постоянный поток. Это критически важно для чувствительных операций, таких как точная дозировка добавок в буровой раствор.

3. Отличная самовсасывающая способность:    один насос может создавать высокий начальный вакуум, заполняя всасывающую трубу жидкостью и закачивая её с относительно большой глубины. Эта особенность особенно полезна, когда шламовый бак расположен низко.

4. Высокая эффективность при низком расходе и высоком давлении:    центробежные насосы обычно неэффективны при низком расходе, но один насос может создавать высокое рабочее давление, сохраняя при этом эффективность даже при очень низком расходе.

5. Простая конструкция и лёгкое обслуживание:   благодаря небольшому количеству подвижных частей   и простой конструкции  эти насосы проще обслуживать, чем другие объёмные насосы. Замена статора и ротора также выполняется быстро и относительно недорого.

6. Двунаправленная функция:    изменение направления вращения ротора также меняет направление потока жидкости. Эта функция позволяет осуществлять промывку или дренаж трубопровода в обратном направлении.

4. Основные компоненты одного насоса

Чтобы лучше понять техническое обслуживание и устранение неисправностей, важно понимать ключевые компоненты:

• Ротор:    это центральный движущийся компонент насоса, который обычно изготавливается из углеродистой или нержавеющей стали и покрывается твердым слоем, например, хромом, для повышения стойкости к коррозии и износу.

• Неподвижная часть:    это центральный, неподвижный компонент насоса, состоящий из металлического корпуса и эластомерного слоя. Выбор эластомерного материала (например, нитрилового каучука, NBR или высокопрочного эластомера) зависит от типа рабочей жидкости (буровой раствор, кислоты или химикаты).

• Корпус:    Корпус, содержащий неподвижную часть.

• Трансмиссионный вал:    передает мощность от двигателя к ротору.

• Универсальный шарнир:    этот компонент позволяет передавать мощность, когда ротор вращается не по центру.

• Механические уплотнения или сальники:    предотвращают утечку жидкости из точки, где универсальный шарнир входит в оболочку.

5. Применение индивидуальных насосов в буровой отрасли

Отдельные насосы широко используются в различных узлах буровых установок или оборудования:

• Перекачка бурового раствора из резервуара для хранения в систему:    Перекачка бурового раствора из резервуара подачи бурового раствора в основной насос высокого давления (буровой насос).

• Точная инъекция химикатов и добавок:    благодаря постоянной и контролируемой скорости потока он идеально подходит для точного добавления в суспензию таких материалов, как полимеры, загустители (барит) и водоредуцирующие добавки.

• Перекачка жидкостей, содержащих буровой шлам:    перемещение густых шламов из разделительного оборудования (вибросита и центрифуги).

• Система перекачки и утилизации отходов:    перекачивает оставшийся шлам в подходящие резервуары для хранения.

6. Как выбрать правильный одиночный насос для буровых проектов

Выбор правильного водяного насоса имеет решающее значение для обеспечения его долговечности и оптимальной производительности. Ключевые критерии выбора:

• Расход:    в галлонах в минуту (GPM) или кубических метрах в час (м³/ч).

• Давление:    единица измерения — бар или фунт на квадратный дюйм (PSI). Это давление, необходимое для преодоления трения в трубе и перепадов высот.

• Вязкость жидкости:    Буровой раствор обычно представляет собой неньютоновскую жидкость с высокой вязкостью.

• Эрозия:    размер, концентрация и твердость твердых частиц в глине.

• Химические свойства жидкости:     Значение pH и присутствие определенных химических веществ напрямую влияют на выбор эластомерных материалов для неподвижной части.

• Рабочая температура:    Температура жидкости влияет на свойства и вязкость эластомеров.

7. Инструкции по установке, отладке и обслуживанию

Соблюдение принципов технического обслуживания значительно продлит срок службы водяных насосов.

Зафиксированный:

• Водяной насос должен быть установлен на прочной и ровной конструкции.

•  Убедитесь, что насос и  приводной двигатель  (электродвигатель   или дизельный двигатель) точно совмещены.

• Убедитесь, что впускная и выпускная трубы правильно соединены и имеют правильный диаметр. Впускная труба должна быть максимально короткой и прямой.

Настройки:

• Никогда не допускайте работы насоса всухую.    Перед включением убедитесь, что насос и всасывающая трубка заполнены жидкостью.

• Поверните водяной насос в правильном направлении.

• Заряжайте насос постепенно и медленно.

Профилактическое обслуживание:

• Смазка:    Смажьте подшипники и приводные валы в соответствии с инструкциями производителя.

• Проверьте механическое уплотнение:    убедитесь в отсутствии аномальных утечек.

• Проверьте вращение статора и ротора:    статор должен оставаться гибким, без трещин и растяжений. Ротор также не должен иметь царапин и следов чрезмерного износа.

• После использования промойте насос:    После завершения работы тщательно промойте насос подходящей жидкостью (например, водой), чтобы предотвратить затвердевание бурового раствора внутри насоса.

8. Решение распространенных проблем

• Уменьшение расхода или давления:

  • Причина:    Коррозия статора или ротора, приводящая к уменьшению диаметра статора и переливу жидкости.

  • Решение:    Заменить статор/ротор.

• Водяной насос не может перекачивать жидкость (потеря всасывания):

  • Причины:    Утечки во всасывающей трубе, работа насоса всухую, чрезмерная высота всасывания.

  • Решение:    Проверьте соединение всасывающей масляной трубы и долейте жидкость в насос.

• Водяной насос станет очень горячим:

  • Причины:    Рабочее давление превышает допустимые пределы, насос работает всухую, вязкость жидкости слишком высокая или смазка недостаточна.

  • Решение:    Проверьте рабочее давление, убедитесь в наличии жидкостей, проверьте вязкость и смазку.

• Ненормальный шум:

  • Причины:    Износ деталей, износ подшипников, работа насоса в режиме кавитации (недостаточная подача жидкости к всасывающему патрубку).

  • Решение:    Осмотрите и замените изношенные детали, чтобы обеспечить нормальное всасывание.

9. Вывод: Умные решения ведут к повышению производительности.

Благодаря уникальному сочетанию простоты, высокой эффективности и долговечности одноступенчатые буровые насосы стали     незаменимым оборудованием в буровой отрасли. Они способны перекачивать труднообрабатываемые жидкости, такие как буровой раствор, обеспечивают стабильную подачу и требуют относительно небольшого обслуживания, что делает их экономичным и надежным выбором.

Инвестиции в высококачественную однонасосную систему и правильное планирование её монтажа, эксплуатации и профилактического обслуживания не только позволяют избежать дорогостоящих буровых работ, но и повышают производительность, безопасность и долговечность всей системы циркуляции бурового раствора. В сложных и опасных условиях бурения однонасосная система — это надёжный инструмент для инженеров и операторов.