Выбор бурового насоса.
Как уже указывалось раньше, абсолютное большинство геологоразведочных скважин бурятся с использованием промывочных жидкостей, поэтому в состав всех буровых агрегатов и установок входит буровой насос. Но и при бурении с Г.Ж.С., и даже с продувкой, насос в комплекте буровой установки все равно остается.
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 - сопротивления, а также насосы, перекачивающие чистые жидкости, такие как шестеренчатые, пластинчатые и т.п.(масляные).
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.15б.
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. Эксплуатационные различия поршневых и плунжерных насосов следующие:
Поршневые насосы геологоразведочного бурения при тех же габаритах имеют большую производительность до 1000 л/мин, плунжерные - до 320 л/мин.
Плунжерные насосы позволяют более качественно регулировать количество подаваемой жидкости за счет коробки передач с 3-5 передачами и жестко удерживать установленную подачу, независимо от сопротивлений в циркуляционной системе скважины. Плунжерные насосы имеют меньшую пульсацию подачи жидкости, несмотря на то, что у двухцилиндровых поршневых насосов четыре нагнетания за цикл, а у трехплунжерных только три. Этот парадокс объясняется разными объемами нагнетания в штоковой и свободной полостях цилиндра у поршневых насосов. Рис. 16.
А | Б |
Рис. 6 |
Регулирование подачи жидкости насосом осуществляется у плунжерных насосов сменой частоты ходов плунжеров переключением передач, а также дополнительно сменой диаметров плунжеров. Таким образом, получается два диапазона по 5 или по 3 подачи всего от 6 до 10 вариантов подачи. У поршневых насосов на самом насосе регулирование возможно только сменой диаметров цилиндров и поршней. Однако смена диаметра плунжеров или, особенно, поршней и цилиндров долговременная и сложная операция и делается либо перед бурением скважины, либо один - два раза при серьезных изменениях условий бурения скважины.
Текущее регулирование расхода жидкости в скважину в процессе бурения осуществляется у плунжерных насосов переключением передач, у поршневых - трехходовым краном, распределяющим весь поток из насоса на подачу части жидкости в скважину и части на слив. Последний вариант не надежен, так как при повышении сопротивлений в скважине (зашламование, обвал породы, самозаклинивание керна и т. п.) поток в скважину уменьшится, а на слив возрастет. Во избежание аварии в скважине при этом способе регулирования, необходим постоянный, надежный контроль за подачей жидкости в скважину.
Параметры насосов, применяемых для промывки геологоразведочных скважин,
приведены в табл. 4.
БУРОВЫЕ НАСОСЫ ДЛЯ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНОГО БУРЕНИЯ
Таблица 4
Тип Параметры | Одноплунжерные НБ-1 | Трехплунжерные | Поршневые | ||||||||||||
НБ2 | НБ3* | НБ4 | НБ4 | НБ5 | 11Гр | НБ32 | НБ50 | НБ80 | НБ125 | ||||||
Максимальная подача, л/мин. | |||||||||||||||
Максимальное давление, мПа | 1,6 | 4,0 | 4,0 | 6,3 | 6,3 | 10,0 | 6,3 | 4,0 | 6,3 | 10,0 | 16,0 | ||||
Способ регулирования | -- | Коробка передач | Коробка передач и смена диаметра | Смена диаметра поршней | |||||||||||
Число ступеней | 3х2 | 3х2 | |||||||||||||
Масса, кг | |||||||||||||||
* Насос НБ3 заменяется насосом НБ4 160/63
При выборе конкретного насоса для обеспечения бурения геологоразведочной скважины с определенными параметрами исходят из необходимых расходов жидкости и потребного давления для всех интервалов и для конечной глубины скважины.
Поршневые насосы с большей производительностью и менее качественной регулировкой расхода жидкости более подходят для бурения скважин большого диаметра, бескернового бурения, бурения в мягких породах. Поршневыми насосами обычно комплектуются роторные буровые установки.
Плунжерные насосы, позволяющие регулировать и поддерживать стабильную подачу независимо от сопротивлений в скважине, наиболее подходят для колонкового бурения в скальных породах.
Дата добавления: 2015-06-27; просмотров: 2448;