Описание технологической схемы подготовки и очистки бурового раствора. Курсовая работа (т). Другое. 2014-12-26

В зависимости от класса буровой установки, определяемого ее грузоподъемностью и глубиной скважин, а также от сложности технологического процесса бурения буровые установки комплектуются циркуляционными системами (ЦС), включающими набор блоков, оснащенных различным оборудованием для приготовления очистки и циркуляции бурового раствора.

Назначение циркуляционной системы:

– очистка бурового раствора от частиц выбуренной породы,

– сброс частиц выбуренной породы в амбар (при амбарном бурении) или в контейнер с последующей вывозкой на автотранспорте (при безамбарном бурении),

– химическая обработка, хранение, транспортирование раствора от устья скважины до приема буровых растворов в блоке очистки при бурении нефтяных и газовых скважин в условиях умеренного макроклиматического района по ГОСТ16350-80.

В таблице 1 даны сведения о комплекте основного оборудования, а в таблице 2 – параметры циркуляционной системы.

Таблица 1 – Сведения о комплекте основного оборудования

Таблица 2 – Параметры циркуляционной системы

Продолжение таблицы 2

Циркуляционная система буровых установок включает в себя наземные устройства и сооружения, обеспечивающие промывку скважин путем многократной принудительной циркуляции бурового раствора по замкнутому кругу: насос – забой скважины – насос. Многократная замкнутая циркуляция дает значительную экономическую выгоду благодаря сокращению расхода химических компонентов и других ценных материалов, входящих в состав буровых растворов. Важно также отметить, что замкнутая циркуляция предотвращает загрязнение окружающей среды стоками бурового раствора, содержащего химически агрессивные и токсичные компоненты.

Циркуляционные системы буровых установок состоят из взаимосвязанных устройств и сооружений, предназначенных для выполнения следующих основных функций: приготовления буровых растворов, очистки бурового раствора от выбуренной породы и других вредных примесей, прокачивания и оперативного регулирования физико-механических свойств бурового раствора. В состав циркуляционной системы входят также всасывающие и напорные линии насосов, емкости для хранения раствора и необходимых для его приготовленияматериалов, желоба, отстойники, контрольно-измерительные приборы и др. циркуляционные системы монтируются из отдельных блоков, входящих в комплект поставки буровых установок. Блочный принцип изготовления обеспечивает компактность циркуляционной системы и упрощает её монтаж и техническое обслуживание.

Устройства для приготовления и утяжеления буровых растворов по принципу действия делятся на механические и гидравлические. В связи с возрастающим применением порошкообразных материалов в последние годы преимущественное распространение получили гидравлические устройства. По сравнению с механическими глиномешалками они обладают более высокой производительностью, обеспечивают необходимое качество буровых растворов и экономное расходование материалов для их приготовления. Положительно зарекомендовали себя гидроэжекторные смесители блоков приготовления бурового раствора.

Выносной гидроэжекторный смеситель представляет собой струйный аппарат, в котором для образования гидросмеси порошкообразных материалов используется кинетическая энергия жидкости. Буровые насосы под давлением не более 4 МПа нагнетают жидкость по трубе в сопло смесителя, снабженного сменными штуцерами диаметром 30 мм для работы с глинопорошками и диаметром 20 мм для работы с утяжелителями.

Вследствие сужения струи скорость жидкости в сопле увеличивается, а давление падает. Из сопла жидкость с пониженным давлением поступает в камеру всасывания.

В результате создаваемого разряжения в камеру всасывания из силоса по шлангу засасывается порошкообразный материал, который увлекается жидкостью в камеру смешения и далее в конически расходящийся насадок (диффузор). При прохождении по диффузору скорость потока уменьшается, а давление возрастает и полученный раствор по патрубку сливается в приемную емкость циркуляционной системы. За один цикл смешения плотность раствора возрастает на 0,3-0,35 г/см3. При недостаточной плотности полученного раствора проводится повторное смешение. Гидроэжекторный смеситель имеет относительно низкий к.п.д., однако обладает высокой надежностью благодаря отсутствию подвижных частей.

Блоки для приготовления бурового раствора рассчитаны для работы с бестарными и затаренными глинопорошками. Основная масса глинопорошков доставляется автоцементовозами и под действием сжатого воздуха перегружается по трубе в силос. Перед подачей в гидроэжекторный смеситель порошкообразные материалы разрыхляются воздухом, нагнетаемым в силос по аэродорожкам системы аэрирования. Избыточный воздух выносится в атмосферу через фильтр, установленный на крышке силоса. Нижняя часть силоса имеет конусообразную форму и снабжена разгрузочным устройством, регулирующем подачу материала в гидроэжекторный смеситель. Материалы, используемые в небольших количествах, доставляются в затаренном виде и засыпаются в воронку, из которой поступают в камеру смешения гидроэжектора. Воронка снабжена разгрузочным клапаном для регулирования подачи материала.

Гидравлический диспергатор ДГ-1 используется для тонкого измельчения твердых и жидких фаз бурового раствора. Он состоит из камеры, входной дугообразной трубы и сливного патрубка. На концах входной трубы с помощью накидных гаек установлены сменные насадки из твердых сплавов либо металлокерамических материалов. Диаметр насадок выбирают в зависимости от подачи буровых насосов, используемых для нагнетания бурового раствора в диспергатор.

Встречные высокоскоростные потоки раствора, выходящие из насадок, приводят к гидродинамической кавитации. Ультразвуковые колебания, создаваемые в кавитирующем растворе, усиливают диспергирование твердых и жидких фаз.

В приемных емкостях циркуляционной системы устанавливают гидравлические и механические перемешиватели, обеспечивающие равномерное распределение компонентов бурового раствора и предотвращающие его расслоение.

Гидравлические перемешиватели действуют подобно гидроманитору. Раствор посредством бурового либо центробежного насоса подается в приемный патрубок гидравлического перемешивателя. Оттуда раствор поступает в ствол, вращающийся на шарикоподшипниках замкового типа. Между приемным патрубком и стволом установлены уплотнения, предотвращающие утечку и попадание раствора в подшипники.

На конце ствола при помощи накидной гайки устанавливается конически сходящаяся насадка для повышения скорости, дальности действия и силы удара струи раствора, выбрасываемого из ствола.

Гидравлический перемешиватель 4УПГ имеет ручное управление поворотом ствола в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Перемешиватели типа ПГ в отличие от 4УПГ снабжены устройством для фиксации направления струи.

Механический перемешиватель, состоящий из мотро-редуктора, вала и мешалки, устанавливается на раме, которая крепится болтами к верхней площадке емкости для бурового раствора. Вал составной конструкции вращается на конических подшипниках, установленных в стакане и защищенных от попадания раствора кожухом 6. Мешалка располагается на небольшом расстоянии от дна емкости и при вращении создает потоки, перемешивающие буровой раствор и препятствующие осаждению утяжелителей. Турбинно-пропеллерные мешалки в перемешивателях ПЛ создают перекрестные потоки, усиливающие перемешивание бурового раствора. Лопастные мешалки, применяемые в перемешивателях ПМ, обладают менее эффективным действием.

1 – мотор-редуктор; 2 – рама; 3 – конические подшипники; 4 – вал; 5 – мешалка; 6 – кожух; 7 – стакан;

Рисунок 1 – Механический перемешиватель

Очистка буровых растворов осуществляется путем последовательного удаления крупных и мелких частиц выбуренной породы и других примесей, содержащихся в поступающем из скважины буровом растворе. Для полной очистки буровых растворов циркуляционные системы оборудуются комплексом очистных устройств. Первичная очистка проводится вибрационными ситами, посредством которых удаляются крупные частицы (размером более 75 мкм). Мелкие частицы вредных примесей удаляются посредством пескоотделителя (40 мкм), илоотделителя (25 мкм) и центрифуги (5мкм), используемых на последующих ступенях очистки.

На вибрационных ситах частицы выбуренной породы просеиваются через сито под действием вибраций, которые создаются эксцентриковым либо инерционным вибратором. Привод вибратора состоит из электродвигателя и клиноременной передачи. В последние годы преимущественно распространены инерционные вибраторы, позволяющие сравнительно просто регулировать амплитуду колебаний путем изменения положения дебалансов. Частицы бурового раствора, превышающие размеры ячеек сетки вибросита, оседают на ней и по транспортному желобу сбрасываются в отвал (шламовый амбар). Очищенный раствор, пройдя через ячейки сетки, поступает в приемные емкости циркуляционной системы.

По числу вибрирующих рам различают одинарные, сдвоенные и строенные вибросита с одно-, двух-, и трехъярусными горизонтально либо наклонно расположенными ситами. Вибрирующие рамы комплектуются индивидуальными вибраторами и выравнивателями для равномерного распределения раствора по ширине сита. В многоярусных виброситах буровой раствор из скважины поступает на верхнее сито с более крупными ячейками, а затем на нижние с меньшими ячейками. В результате возрастает производительность на единицу поверхности сита и одновременно уменьшается его износ.

Для буровых растворов высокой вязкости эффективность очистки возрастает с увеличением амплитуды вибраций и угла наклона сита. Многоярусные вибросита снабжаются устройством для независимой регулировки угла наклона сит. Для смягчения ударов и защиты от больших нагрузок виброрама подвешивается к опорной раме на спиральных пружинах либо резиновых амортизаторах.

Колебание виброрамы происходит по замкнутой круговой или эллиптической траектории. Предпочтительно встречное движение виброрамы и бурового раствора, способствующее самоочистке сита. Для восстановления пропускной способности вибросита застрявшие частицы удаляются путем периодической промывки сетки водой либо продувки сжатым воздухом.

Пропускная способность и глубина очистки бурового раствора зависят от световой поверхности и размера ячеек сетки. Наибольшую световую поверхность имеют плетенные сетки из стальных проволок либо капроновыхнитей. Долговечность сетки зависит от износостойкости и коррозионно-усталостной прочности используемых проволок и нитей, а также от равномерности натяжения сетки в вибрирующей раме. С увеличением толщины проволок возрастает их прочность и износостойкость. Однако при этом уменьшается световая поверхность сетки и соответственно пропускная способность вибросита.

1 – корпус; 2 – приёмникс распределителем потока; 3 – вибратор; 4 – сетка;5 – вибрирующая рама; 6 – амортизаторы; 7 – поддон для сбора очищенного раствора;

Рисунок 2 – Вибросито ВС-1

Рисунок 3 – Ситоконвеер

В виброситах применяются сетки, у которых размеры ячеек в свету составляют: 0,16×0,16; 0,2×0,2; 0,25×0,25; 0,4×0,4; 0,9×0,9 мм. При выборе размера ячеек сетки учитывают необходимую степень очистки, пропускную способность вибросита и плотность бурового раствора.

К вибрирующей раме сетка крепится при помощи кассеты либо двух барабанов, расположенных по концам рамы. На один из барабанов сетка наматывается с запасом длины, используемым для перепуска поврежденных при эксплуатации участков рабочей поверхности сетки. Кассетное крепление обеспечивает равномерное натяжение сетки в продольном и поперечном направлениях. Волнистость рабочей поверхности сетки и неплотное его примыкание к вибрирующей раме приводят к преждевременным повреждениям.

Вибросита лучших образцов позволяют полностью очистить буровые растворы от частиц размером более 0,125 мм и удалить при этом до 50% выбуренной породы.

Последующая более тонкая очистка буровых растворов осуществляется гидромеханическим способом. Для этого в песко- и илоотделителях применяются конические гидроциклоны.

В гидроциклон буровой раствор попадает под давлением по питающей насадке. Благодаря тангенциальному расположению питающей насадки и высокоскоростному истечению буровой раствор интенсивно вращается относительно оси гидроциклона.

Наиболее крупные и тяжелые частицы, отбрасываются центробежными силами во внешний поток раствора, образующийся в пристенной зоне конуса. Опускаясь по винтообразной траектории до вершины конуса, частицы удаляются через шламовую насадку в находящийся под гидроциклоном шламосборник.

Мелкие частицы, обладающие недостаточной для преодоления сопротивления среды центробежной силой, оказываются во внутреннемвосходящем потоке, создаваемом в результате образования вдоль оси гидроциклона воздушно-жидкостного столба пониженного давления. Восходящий поток очищенного бурового раствора направляется к сливному насадку и по патрубку поступает в приемную емкость циркуляционной системы.

В циркуляционной системе современных буровых установок применяются пескоотделители НГ-50 и илоотделители ИГ-45.

Пескоотделители ПГ-50 состоят из четырех гидроциклонов диаметром 150 мм, расположенных в один ряд.

Рисунок 4 – Песко и илоотделитель

В илоотделителяхИГ-45 используются шестнадцать гидроциклонов диаметром 75 мм, расположенных в два ряда. Корпус гидроциклонов имеет разъемную конструкцию и состоит из силуминовых литых цилиндра, конуса и обоймы для шламовой насадки.

Для предохранения от износа и коррозии внутренние поверхности корпуса, контактирующие с буровым раствором, покрывают резиновым чехлом. Насадки изотовляют из износостойких сталей и сплавов. При монтаже пескоотделитель иилоотделитель устанавливают на блоке очистки или на промежуточном блоке циркуляционной системы, и крепят к блокам болтами.

Гидроциклоны устанавливают на сварной раме. Буровой раствор поступает в гидроциклоны из общего коллектора. Очищенный раствор по отводам поступает в сливной коллектор. Частицы выбуренной породы и других примесей поступают из гидроциклонов в общий шламосборник, в донной части которого установлена труба для выгрузки шлама.

Гидроциклон состоит из стального цилиндрического корпуса 1 с тангенциальным патрубком, к которому крепится резиновое сопло и подсоединяется подающая труба. Внутри корпуса вставлен и закреплён цельнолитой полый резиновый конус 3, к нижней части которого присоединена сменная песковая насадка 4. В верхней крышке корпуса на фланце установлена сливная насадка 5 с патрубком 2, служащим для присоединения отводов в коллектор, по которому выходит очищенный раствор.

Принцип работы гидроциклона следующий. Буровой раствор подаётся насосом по тангенциальному патрубку в гидроциклон; под влиянием центробежных сил более тяжёлые частицы отбрасываются в периферию корпуса гидроциклона; по конусу опускаются вниз и через насадку сливаются наружу. Чистый буровой раствор концентрируется в центральной части гидроциклона и через патрубок в верхней части сливается в ёмкость циркуляционной системы.

Для повышения частоты вращения раствора в гидроциклоне сопло тангенциального патрубка сужено.

Центрифуги предназначены для извлечения тонкодисперсных частиц утяжелителя из буровых растворов. Основная рабочая часть центрифуги – барабан (ротор) с дырчатыми фильтрующими стенками, вращающийся в неподвижном кожухе. Разделение твердых частичек в центрифуге происходит под действием центробежных сил. Крупные частицы выбрасываются через отверстия в стенке барабана и накапливаются в кольцевом пространстве между кожухом и барабаном. Очищеный раствор поступает в сливную горловину, расположенную под барабаном центрифуги. Возможности разделения увеличиваются с повышением частоты вращения барабана центрифуги.

Очищенный буровой раствор посредством подпорных насосов либо самовсасыванием подается из приемных резервуаров циркуляционной системы в буровые насосы. Всасывающим трубопроводом или линией всасывания называют участок трубопровода, по которому подводится раствор из опорожняемой емкости к насосу.

Всасывающие линии имеют важное значение в обеспечении заданных технических показателей буровых насосов. Эффективность действия их определяется полнотой заполнения жидкой средой рабочих камер насоса.

При неполном заполнении рабочих камер при всасывании уменьшается подача буровых насосов, а также снижается прочность и долговечность всей насосной установки из-за гидравлических ударов, возникающих при обратном ходе поршней. Для полного заполнения рабочих камер насоса всасываемая жидкость должна безотрывно следовать за поршнем. Надо иметь ввиду, что при отрыве всасываемой жидкости от поршня в рабочих камерах насоса образуется вакуум, в результате которого возникает кавитация, способная привести к полному срыву подачи. Поэтому для обеспечения безотрывного перемещения всасывающей жидкости за поршнем и предотвращении кавитации давление на выходе в насос должно быть выше давления насыщенных паров жидкой среды. В зависимости от компоновки циркуляционной системы буровые насосы располагаются выше или ниже уровня бурового раствора в емкости.

Предпочтительнее располагать насос ниже уровня бурового раствора в опорожняемой емкости. В этом случае насосы работают с подпором, определяемым разностью высот бурового раствора в опорожняемой емкости и центра тяжести сечения входа в насос. Если буровой насос располагается выше уровня раствора в емкости, то высота установки его ограничивается допускаемой вакуумметрической высотой всасывания, при которой обеспечивается работа насоса без изменения основных технических показателей.

Манифольдом или линией нагнетания называется участок трубопровода между буровым насосом и вертлюгом, по которому буровой раствор подается в бурильную колонну. Буровые насосы, входящие в комплект циркуляционной системы, имеют индивидуальные всасывающие линии и общий манифольд. Реже при небольшом удалении от оси скважины буровые насосы снабжаются индивидуальными манифольдами. Изображен на рисунке 5.

1 – вспомогательный трубопровод;2 – отводы буровых насосов;

3,5 – дроссельно-запорные устройства;4 – пульт управления;

6 – трубная обвязка буровых насосов;7 – трубопровод;

8 – трубная обвязка вышечного блока

Рисунок 5 – Обвязка манифольда

Манифольд состоит из трубной обвязки 6 буровых насосов, трубной обвязки 8 вышечного блока; трубопровода 7; соединяющего обвязки в насосном и вышечном блоках; вспомогательного трубопровода 1; пультов управления 4. Трубная обвязка насосов предназначена для подачи бурового раствора по отводам 2 насосов к распределителю с дроссельно-запорным устройством 3 и 5. Отводы состоят из набора трубных секций и переходных колен, необходимых для соединения нагнетательного патрубка насоса с распределителем. На отводах устанавливают задвижки для слива бурового раствора, а также манометры с предохранительным устройством. Задвижки 3 распределителя служат для подачи бурового раствора в скважину либо в перемешивающие и очистные устройства циркуляционной системы.

Трубная обвязка вышечного блока состоит из стояка и распределительно- запорного устройства, позволяющего подавать буровой раствор в вертлюг либо превентор, а также откачивать его от цементировочного агрегата.

Стояк представляет собой набортрубных секций, имеющих линзовые соединения к стояку крепится изогнутое колено для присоединения бурового рукава, по которому раствор подается в вертлюг.

Для плавного перевода бурового насоса с холостого режима работы на рабочий применяют дроссельно-запорное устройство, которое приводится в действие сжатым воздухом, поступающим от компрессорной станции буровой установки. Управление этим устройством осуществляется четырехклапанным краном, установленным на пульте управления.

Трубные секции манифольда соединяются при помощи быстроразъемных замковых соединений. Между отдельными блоками буровой установки трубы манифольда соединяются монтажными компенсаторами, обеспечивающими угловое смещение соединяемых труб на 10 градусов и линейное их смещение до 200мм. Крепление манифольда к основанию буровой установки и вышке осуществляется при помощи хомутовых соединений. Манифольд изготовляют с рабочим давлением 20, 25, 32 и 40 МПа в зависимости от класса буровой установки. Пробное давление составляет соответственно 30, 38, 48 и 60 МПа. Трубы, используемые в манифольдах, имеют диаметр проходного отверстия 80, 100 и 125 мм.

Буровой трехпоршневой насос НБТ-600 (в дальнейшем именуемый “Насос”), предназначен для нагнетания промывочной жидкости под дав­лением в скважину при геологоразведочном и эксплуатационном бурении, а также для перекачки бурового и других растворов для хозяйственных нужд и других целей (например, перекачка раствора цементировочным агрегатам при цементации).

Насос выпускается заводом в нескольких исполнениях. Базовая модель (рис.1.5) состоит из гидравлической части 4, рамы 3, приводной части 2 и системы смазки 1.

Основным отличием данного насоса от наиболее распространённых двухцилиндровых насосов двойного действия является наличие трёх цилиндров с поршнями одностороннего действия.

Основной особенностью этого насоса является быстроходность поршней и поэтому обязательность установки во всасывающем трубопро­воде центробежного подпорного насоса с подачей не менее 50 Дм^З/с.

Рисунок 1.5 – Базовая модель НБТ-600

части станины устанавливаются цилиндровые втулки 14 и штоки 15 в сборе с поршнями 11.

Насос подает промывочную жидкость через колонну бурильных труб на забой скважины для охлаждения долота и выноса разрушенной долотом породы, а также передачи энергии потока промывочной жидкости забойному двигателю и связанному с ним долоту.

В качестве промывочной жидкости применяется вода или глинистый раствор с наличием нефти, щелочи, соды и других компонентов.

Оптимальные режимы бурения обеспечиваются установкой цилиндровых втулок и поршней одного из типоразмеров от 120 до 180 мм и ре­гулированием числа ходов бурового насоса.

Следует помнить, что чем выше степень очистки промывочной жидкости от частиц разрушенной горной породы, тем более долговечна и надежна работа узлов и деталей насоса.

Устройство гидравлической части насоса показано на рисунке 1.6. Три одинаковые клапанные коробки соединяются между собой всасывающим 1 и нагнетательным 7 коллекторами, образуя гидравлический блок.

В конусные гнёзда каждой клапанной коробки 4 устанавливаются две клапанные группы одинаковой конструкции – всасывающая и нагнета­тельная, всасывающая клапанная группа запирается через крышку гидрозажимом 10, а напорная – коронкой крышки 9.

Допускается установка клапанных групп других конструкций.

Между каждой клапанной коробкой 4 и станиной установлен специ­альный стакан 12, в который через верхние люки передней

Рисунок 1.6 – Гидравлическая часть НБТ-600

Приводная часть (рис.1.7) предназначена для преобразования энергия вращательного движения трансмиссионного вала в энергию возвратно-поступательного движения поршней гидравлической части насоса.

Корпус приводной части выполнен разъемным и состоит из станины 1 и несущей крышки, обработанных совместно. Взаимное положение крыши и станины зафиксировано специаль­ными втулками. Приводная часть состоит из трансмиссионного вала 6 и вала с шатунами 9.

Трансмиссионный вал установлен в крышке корпуса на сферических роликоподшипниках. Подшипники, заключены в стаканы и за­крываются снаружи крышками.

Рисунок 1.7 – Приводная часть НБТ – 600

РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

При конструкции буровых насосов прежде всего должны быть определены основные параметры – подача, число цилиндров, число двойных ходов поршней и развиваемые насосом давления при наибольшей и наименьшей подачах.

Элементы бурового насоса рассчитываются на прочность по наибольшим нагрузкам, возникающим при работе, а на долговечность – по эквивалентной нагрузке. Для деталей, подверженных абразивному износу, долговечность теоретически не определяется, сроки службы устанавливаются по опыту эксплуатации аналогичных конструкций в зависимости от условий работы и свойств прокачиваемого бурового раствора.

Гидравлический расчет

Полезная мощность насоса рассчитывается [1]:

(2.1)

где N _Д – Мощность приводного двигателя насоса, N _Д =600 кВт;

η_НА – общий КПД насосного агрегата от двигателя до выхода насоса и представляет собой произведение объемного η_о, гидравлического η_г и механического η_м коэффициентов полезного действия насосного агрегата.

Общий КПД насоса рассчитывается [1]:

(2.2)

Механический КПД насоса рассчитывается [1]:

(2.3)

N_ПН = 600000· 0,84 = 504000 Вт

Задано максимальное и минимальное давление насоса:

Р_max = 28 МПа;

Р_min = 11,3 МПа.

Рассчитаем максимальную и минимальную подачи насоса, исходя из заданного давления [1]:

(2.4)

(2.5)

м³/с;

м³/с.

Гидравлическая коробка

Напряжения в этих элементах определяются по формулам для расчета толстостенных цилиндрических сосудов [2]:

(2.6)

Вероятное расчетное давление [2]:

P_Pi = P×k_n, (2.7)

где k_n – коэффициент, учитывающий вероятность превышения испытательного давления над наибольшим рабочим, k_n = 1,68.

P_Pi = 28∙10⁶∙1,68=47,04∙10⁶ Па

Коэффициент запаса статической прочности [2]:

S = (2.8)

где s_Т – предел текучести материала.

Гидравлическая коробка изготовлена из стали 36Л, s_Т = 600×10⁶ Па

S = – условие выполняется.

Коэффициент запаса прочности по выносливости [2]:

n_a = (2.9)

где s_-1огр – ограниченный предел выносливости на сжатие при

симметричном цикле Па;

s_-1огр = 0,35×s_в = 0,35×800×10⁶ = 280×10⁶ Па,

s_а – средняя амплитуда цикла [2];

(2.10)

где s_м – среднее напряжение цикла [2];

(2.11)

где s_min – минимальное напряжение цикла;

s_min = 0,9×s_мах = 0,9×250×10⁶ = 225×10⁶ Па,

где s_мах = 250∙10 Па;

n_a = – условие выполняется.

Цилиндровая втулка

Проверка цилиндровых втулок производится по внутреннему диаметру, т. к. напряжение больше на внутренней поверхности. Проверяет втулку минимального диаметра при максимальном давлении.

Эквивалентное напряжение на внутренней поверхности [2]:

(2.12)

Коэффициент запаса статической прочности [2]:

S =

Цилиндровая втулка изготавливается из стали 65Г, для которой s_Т = 750МПа. Цилиндровые втулки не рассчитываются на выносливость, т. к. втулка изнашивается по внутреннему диаметру быстрее, чем может наступить ее усталостное разрушение.

S =

Делам вывод, что коэффициент запаса статической прочности цилиндровой втулки достаточен, для эксплуатации насоса с заданным давлением.

Шток насоса

Шток насоса рассчитывается на устойчивость и усталость. Расчету на усталость подвергаются утонченные участки штока, расположенные в месте свинчивания штока с кронштоком.

Усилие сжатия штока [2]:

Р_сж = , (2.13)

где, D – диаметр поршня, D = 0,12 м;

Максимальные переменные сжимающие напряжения [2]:

, (2.14)

=160∙10 Па.

Шток изготовлен из стали 40Х s_т = 800 МПа.

Коэффициент запаса статической прочности:

S = – условие выполняется.

Коэффициент запаса прочности по выносливости [2]:

(2.15)

где s_-1с – предел выносливости на сжатие, для стали 40Х s_-1с=1000МПа.

– условие выполняется.

Расчет штоков на продольную устойчивость:

Для составных штоков определяем эквивалентную длину штока ползуна.

Эквивалентная длина штока ползуна [2]:

(2.16)

Расчетная длина составного штока [2]:

(2.17)

где, l_ш – длина штока поршня, l_ш = 0,525 м.

Гибкость штока [2]:

(2.18)

где i_min – наименьший радиус инерции штока [3], м

(2.19)

где J – момент инерции [3], м³*м

(2.20)

Т.к. <100, то расчет коэффициента запаса устойчивости ведем по формуле Ф. С. Ясинского [2]:

(2.21)

где, s_кр – критическое напряжение сжатия [1], Па

(2.22)

Клапан насоса

Проверим клапан на стук [2]:

(2.23)

где, D_k = 140 мм и D₀ = 128 мм – диаметры клапана и отверстия седла;

g = 45⁰ – угол наклона образующей конической посадочной поверхности клапана.

– стука не возникает.

Тарель клапана рассчитывается на прочность и выносливость, как пластина радиуса d_k/2 свободно опертая по краям.

Момент изгиба тарели [2]:

(2.24)

Максимальные напряжения изгиба при опрессовке [2]:

(2.25)

где d_т – толщина тарели, d_т = 0,030 м

Тарель клапана изготавливается из стали 20Х2Н4А для которойs_т=1100 МПа.

Коэффициент запаса статической прочности [2]:

(2.26)

Коэффициент запаса статической прочности тарели достаточен, для эксплуатации насоса с заданным давлением.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

Для устранения недостатков отмеченных в предыдущем пункте предлагаю восстанавливать поверхность методом наплавки под слоем керамического флюса. Наплавка под слоем флюса представляет процесс сплавления электродной проволокой при помощи электрической дуги под слоем флюса. При этом происходит следующее:

В период горения дуги сплавляется электродная проволока. Расплавляется флюс и образовывает на поверхности корку. Расплавленная проволока перемешивается с расплавленным металлом детали и в результате на поверхности детали появляются наплавочные валки.

Флюс покрывает зону наплавки защитной коркой, которую затем удаляют с наплавленной поверхности(отходы можно дробить и использовать повторно)

В период наплавки может происходить легирование наплавленное поверхности за счет применения легированных наплавочных проволок.

В зону наплавки подаются раскислители для раскисления внутреннего кислорода, азота, водорода эти раскислители могут находиться в наплавочной проволоке, во флюсе. Раскислители: марганец, кремний, алюминий.

Достоинства наплавки под слоем керамического флюса:

1. Возможность легирования наплавленной поверхности(керамический флюс это механическая смесь легирующих, раскисляющих, модифицирующих, шлакообразующих элементов)

2. Увеличение производительности труда

3. Увеличение качества наплавленного металла

4. Улучшаются условия труда

5. Возможность механизации работ

Уменьшение расхода электроэнергии

Технологический маршрут ремонта детали

Технология ремонта включает следующие операции:

1. Разборка

2. Мойка

3. Дефектовка

Эти 3 операции описаны в предыдущем разделе.

Для очистки поверхности детали от грязи и масла, а также придание ей правильной формы наиболее подходящей является токарная обработка.

4. Токарная обработка

5. Наплавка

6. Токарная

7. Шлифование

Токарная обработка

1. Установить и снять деталь

2. Проточить поверхность №1 до Ø0,236м

Выбор оборудования и инструмента, определение квалификации специалиста

Токарный станок 1А63М, N_ст=14квт; силовое оборудование генератор, наплавочный материал СВ-38ХГСА, державка резца 30х45, флюс ЖС-400, заготовка – деталь материал сталь 38-ХГС, специалист токарь 5 разряда.

Определяем глубину резания

(3.1)

Определяем режимы резания

Определяем скорость резания

частота, корректируем режим резания по паспортам данных станков и принимаем и

Определяем фактическую скорость резания

Определяем время

– штучное время

– вспомогательное время

– основное время

мин

мин

мин

Определяем расход электроэнергии:

(3.2)

Наплавка

1.Установить и снять деталь.

2. Наплавить поверхность 2 до Ø 0,248м

Выбор оборудования

Установка для наплавки ( ток. станок 16К20, мощность N=10кВт, автомат для наплавки Р683, мощность N=0.3кВт, силовое оборудование). Материал для наплавки: проволока наплавочная НП СВ38ХГСА d=0,0016м; флюс ЖС-400; сила тока I=600А; напряжение U=60В скорость наплавки скорость подачи проволоки 2,7-3,2 м/мин, высота наплавляемого слоя – 0,003м, шаг наплавки – 0,003м.

Определяем кол-во проходов:

Принимаем i=1

Определяем частоту вращения детали:

Определяем время:

– основное время

– вспомогательное время

– штучное время

Определяем расход электроэнергии:

Определение расхода материала

где, – удельный вес (0,00787 )

Токарная обработка

1.Установить и снять деталь.

2.Проточить поверхность 1 до Ø 0,242м.

Выбор оборудования

Токарный санок 1А63М, мощность N=14кВт. Приспособление – патрон, вращающийся центр, для установки детали. Инструмент, режущий – резец проходной упорный (угол в плане – 90 ); пластина из твердого сплава ВК-8; державка 0,02*0,03м; для обработки также нужен измерительный инструмент штангенциркуль ШЦ 0-250; заготовка – деталь. Материал поверхности 38ХГСА, НRC 40…45. Специалист – токарь 5 разряда.

Определяем глубину резанья металла:

Определяем режимы резанья:

Подача:

– табличное значение

Поправочные коэффициенты:

– коэф. учитывающий состояние поверхности детали (с коркой)

– коэф. учитывающий группу материала (VI)

– коэф. учитывающий закаленную поверхность (НRC 40…45)

– расчетная подача

Скорость резанья:

табличное значение

– расчетная скорость

Частота вращения детали:

где, D – диаметр после наплавки

Корректируем режимы резанья по паспортным данным станка и принимаем S=0.0005 м/об; n=40 .

Фактическая скорость резанья:

Определяем время:

– основное время

– вспомогательное время

– штучное время

Определяем расход электроэнергии:

Шлифовальная

1. Установить и снять деталь, шлифовать поверхность №1 до Ø 0,24м.

Выбор оборудования

Станок круглошлифовальный 3А131, мощность N=9кВт (станок оборудован средствами активного контроля); режущий инструмент круг шлифовальный d=0,6м, ширина 0,063 м марка круга ПВ-15А, зернистость 40.

Определяем частоту вращения детали:

Определяем режимы шлифования:

Выбираем величину продольной подачи

Величина врезания

Выбираем поправочный коэффициент на радиальную подачу

Выбираем поправочный коэффициент. на припуск шлифования

Принимаем м

Определяем время:

– основное время

– вспомогательное время

– штучное время

где – коэффициент выталкивания

кВт

ПРЕДЛАГАЕМЫХ МЕРОПРИЯТИЙ

Расчёты выполняются на основании проведённых технологических расчётов. Рассчитанное штучное время, расход электроэнергии, расход основных и вспомогательных материалов используются для расчёта стоимости ремонта детали и определения экономической эффективности.

Предлагается вместо установки нового вала взамен изношенного производить восстановление изношенных поверхностей наплавкой под слоем керамического флюса.

Технологический маршрут предусматривает следующие технологические операции:

1. Токарная обработка.

2. Наплавка.

3. Токарная обработка.

4. Шлифовальная.

Определение заработной платы

Таблица 5 – Квалификационный состав бригады и тарифная заработная плата.

Заработная плата по тарифу берется из таблицы 5.

Расчет заработной платы зависит от трудоёмкости ремонта, численного и квалификационного состава бригады ремонтных рабочих.

Основной фонд заработной платы определяется по формуле:

З_осн = (З_т П) К_р К_сн (4.1)

Тарифный фонд заработная плата определяется по формуле:

З_т = Т_з* С_т (4.2)

Процент премий берётся по фактическим данным предприятия. Премия рабочих составила 50% и равна:

П=256.58 ×0,5=128.29руб.

Районный коэффициент составляет 30% и равен:

К_р=(256.58 128.29)×0,3=115.46руб.

Коэффициент северных надбавок равен 50% и равен:

К_сев=(256.58 128.29)×0,5=192.44руб.

Основная заработная плата:

З_осн=256.58 128.29 115.46 192.44=692.77руб.

Страховые взносы в фонд социальной защиты 30% от заработной платы:

Расчёт затрат на электроэнергию

Расход электроэнергии в кВт*час считается в технологической части курсового проекта «Техническое обслуживание и ремонт оборудования». Тариф за кВт*час берётся по месту практики. Стоимость электроэнергии считается произведение тарифа за кВт*час на расход электроэнергии.

Таблица 6 – Расход электроэнергии

Затраты на освещение принимаем в размере 10% от стоимости электроэнергии по итоговой строке таблицы №6:

Зосв=270,27×10=27,03 руб.

Общая стоимость электроэнергии:

З_эл.общ=270,27 27,03=297,30руб.

Расход и стоимость основных и вспомогательных материалов

Расход материалов считается в технологической части курсового проекта по «Ремонту оборудования». Стоимость единицы принимается по фактическим данным предприятия. Общая стоимость определяется произведением стоимости единицы материала на расход материала.

Таблица 7 – Расход и стоимость материалов

Смета затрат на наплавку

Таблица 8 – Смета затрат на наплавку

Себестоимость наплавки одного вала бурового насоса НБТ-600 составляет:

П_з Н_р=2005,52 100,28=2105,8

Стоимость нового вала 150000, следует, что восстановление вала наплавкой под слоем керамического флюса выгодней чем покупка новой детали.

Для определения экономической эффективности необходимо сравнить два или более вариантов по приведённым затратам. Так как в дипломном проетке снижение стоимости капитального ремонта достигается без ввода дополнительных капитальных вложений, то экономическая эффективность будет выражаться условно-годовой экономией. Условно-годовая экономия определяется как разность стоимости приобретения и восстановления. В рассматриваемом примере условно-годовая экономия от восстановления штока методом наплавки в среде керамического флюса определяется по формуле:

Э=(С₁-С₂ )*Q (4.3)

Старый вал сдаётся в металлолом. Выручка от сдачи металлолома определяется произведением:

В=К*С, (4.4)

Выручка от сдачи в металлолом штока уменьшит стоимость нового вала на эту сумму. Выручка от сдачи вала в металлолом составила:

В=1134*3,5=3969руб.

Стоимость нового вала за вычетом выручки от сдачи в металлолом составит:

150000-3969=146031 руб.

Э=(146031-2315,86)×5=718575,70 руб.

Таблица 9 – Показатели экономической эффективности

Условно – годовая экономия:718575,70рублей.

Вывод: Проведённые расчёты показывают, что восстановление изношенных деталей является экономически выгодным и в нашем случае условно – годовая экономия составляет-718575,70рублей.

БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

Требования безопасности на объекте

Охрана труда в нашей стране обеспечивается соответствующим законодательством, разветвленным контролем за его выполнением финансированием со стороны государства.

Оснащение в последние годы буровых установок автоматическими буровыми ключами, механизмами спуска и подъема инструмента позволило уменьшить физические нагрузки. Однако с ростом глубины бурения, увеличением его скоростей, оснащением буровых установок сложными пультами управления возросла нагрузка на зрение и на слух работающих, увеличились требования к точности и координации движения, скорости реакции. По мере автоматизации отдельных процессов бурения труд членов буровой бригады становиться все более нагруженным психологически, оставаясь на отдельных операциях тяжелым физическим трудом.

Главными задачами, охраны труда в бурении является: приспособления современных буровых машин, технологических процессов и производственной среды с целью обеспечения высокопроизводительных, здоровых и безопасных условий труда.

Основные опасности и вредности при эксплуатации бурового насоса

Токсичные вещества

Рабочие обслуживающие буровые насосы, как и остальные члены бригады, подвергаются воздействию вредных веществ.

ГОСТ 12.1.005-88 устанавливает предельно допустимые концентрации

(ПДК) в таблице 10. вредных веществ в рабочей зоне и на территории предприятий.

Из перечисленных веществ чаще приходится подвергаться воздействию масел, которые в виде паров попадают в организм человека через слизистую оболочку в легкие, что приводит к осложнениям. Температура вспышки -170°С, температура самовоспламенения – 380°С.

Таблица 10 – ПДК вредных веществ в рабочей зоне.

Метеоусловия на рабочих местах

Эксплуатацию буровых насосов относят к тяжелой категории работ. В холодный и переходный период года: температура воздуха на рабочих местах 16 – 18°С относительная влажность воздуха 30- 60 %, скорость движения воздуха 0,3 и менее м/с.

В теплый период года: температура воздуха на рабочих местах 20.. 23°С. относительная влажность 30- 60%, скорость движения воздуха 0,3-0.7 м/с.

Производственное освещение

Принимают совмещенное освещение. Искусственное освещение электрическое общее, равномерное. Используются светильники с лампами накаливания взрывонепроницаемыми. Естественное освещение — боковое. Правилами безопасности установлены нормы общей минимальной освещенности (в лк) для залов насосных – 20.

Шум и вибрация

Работающий буровой насос является источником вибрации и шума (до 92дБ). Звуки одной интенсивности, но разной частоты человек ощущает различно. Сильный шум, действуя на органы слуха, может привести к полной глухоте или к профессиональной тугоухости. При этом нарушается нормальная деятельность сердечно – сосудистой системы, возникают хронические заболевания. Под действием вибрации могут произойти в нервной и косно-суставной системах, падение мышечной силы и массы, артериального давления, нарушения остроты зрения, спазмы сосудов сердца. Эти нарушения проявляются в виде головной боли, головокружения, плохого сна и: самочувствия.

Основные источники загрязнения окружающей среды при бурении — промывочная жидкость и реагенты, используемые для регулирования ее свойств; частицы горных пород, выносимые потоком промывочной жидкости из скважины или выбрасываемые из нее во время открытого фонтанирования; пластовые жидкости; нефть и нефтепродукты; масла, предназначенные для смазки деталей насосов; остатки тампонажных растворов.

Свести к минимуму загрязнение окружающей среды при бурении можно только путем комплексного решения задачи. Для этого необходимо для хранения промывочных жидкостей, реагентов, нефти и нефтепродуктов использовать металлические или бетонные емкости, а для сбора и временного хранения всей выбуренной породы, пластовых и буровых сточных вод, а также нефти, изливающейся из скважины при ее освоении – земляные амбары с достаточно высокой и надежной обваловкой, которая не могла бы быть разрушена ливневыми дождями. Дно и стенки земляных амбаров должны иметь хорошую гидроизоляцию, чтобы хранящиеся в ней жидкости и химреагенты не могли проникнуть в горизонты грунтовых вод и в естественные водоемы.

По окончанию бурения скважины подлежащую рекультивации территорию необходимо освободить от оставшейся в емкостях промывочной жидкости и шлама горных пород. Существуют различные пути решения этой проблемы: транспортировка оставшейся промывочной жидкости и шлама в зоны катастрофического поглощения в соседних бурящихся скважинах, если эти зоны не содержат пресные воды и не соблюдаются с водными акваториями и атмосферой; сбор всего шлама и промывочной жидкости в металлические контейнеры и вывоз для захоронения в специальные хранилища; отвердение промывочной жидкости на водной основе добавками минеральных вяжущих и полимерных материалов для использования в качестве строительного материала; обезвоживание отходов подсушиванием их в земляных амбарах с последующей засыпкой плодородной землей.

Промывочные жидкости на углеводородной основе следует хранить в закрытых металлических емкостях в специальных складах, а выбуренную породу собирать в металлические емкости и перед захоронением промывать в водном растворе ПАВ с целью извлечения адсорбированных на частицах породы нефтепродуктов либо подвергать термической обработке.

Чрезвычайные ситуации

Стихийные бедствия пока ещё в полной мере не подвластные человеку, наносят экономике государства огромный ущерб. Наиболее характерные стихийные бедствия для региона Республики Коми – наводнения, бури, ураганы и пожары. Стихийные бедствия возникают внезапно и носят чрезвычайный характер.

Основных причин возникновения ЧС две. Во-первых, постоянно усложняется современное производство. В его процессе часто применяются ядовитые и агрессивные компоненты. На малых площадях концентрируется большое количество энергетических мощностей. Во-вторых, упала производственная дисциплина. Невнимательность, грубейшие нарушения правил эксплуатации техники, транспорта, приборов и оборудования. Все это приводит к трагическим последствиям, огромным материальным убыткам.

Для ликвидации последствий, вызванных стихийными бедствиями, могут привлекаться как формирования общего назначения, так и формирования служб МЧС. В отдельных случаях помимо указанных формирований могут привлекаться воинские части ВС РФ.

Характер и порядок действий формирований при выполнении этой задачи зависит от вида стихийных бедствий, аварий, катастроф, сложившейся обстановки, количества и подготовленности привлекаемых сил МЧС, времени года и суток, погодных условий.

Спасательные и аварийно-восстановительные неотложные работы при ликвидации последствий стихийных бедствий, аварий, катастроф следующие:

При наводнениях для проведения спасательных работ привлекают спасательные отряды, команды и группы, а также ведомственные специализированные команды и подразделения, оснащенные плавсредствами, санитарные дружины и посты, разведывательные группы и звенья, формирования строительных, ремонтно-строительных организаций, органы общественного порядка.

Спасательные работы при наводнениях на поиск людей на затопленной территории и эвакуацию в безопасные места.

Для спасения и вывоза большого числа людей используют теплоходы, баржи, баркасы, катера и другие плавсредства. При спасении людей, находящихся в проломе льда, подают конец веревки, доски, лестницы, любой другой предмет и вытаскивают в безопасное место.

Медицинскую первую помощь оказывают спасательные подразделения или санитарные дружины непосредственно в зоне затопления. Первую врачебную помощь оказывают после доставки на причал.

При бурях и ураганах проводятся предупредительные, спасательные, аварийно-восстановительные работы. О времени появления урагана оповещают штабы МЧС объектов, формирования МЧС и население. До подхода ураганного ветра закрепляют технику, отдельные строения, в производственных помещениях и жилых домах закрывают двери, окна, отключают электросети, газ. воду. Население укрывается в защитных или заглубленных сооружениях.

После урагана формирования МЧС совместно со всем трудоспособным населением объекта проводят спасательные и аварийно-восстановительные работы, спасают людей из заваленных защитных и других сооружений и оказывают им помощь, восстанавливают поврежденные здания, линии электропередач и связи, газо- и водопроводы, ремонтируют технику, проводят другие аварийно-восстановительные работы.

При пожарах начальник ГО объекта и его штаб принимают все меры к его ликвидации, на основании данных разведки и других полученных сведениях оценивают пожарную обстановку, принимают решения и ставят задачи формированиям МЧС.

Командир формирования после получения и уяснения задачи, организует выдвижение формирования к указанному участку пожара. Для уточнения обстановки на маршруте и в районе пожара он выполняет разведку, которая выявляет характер пожара и его границы, направление распространения огня и возможные места устройства заградительных опорных полос, наличие и состояние водоисточников, подъездные пути к ним, пути вывода и способы спасения людей, находящихся на участке пожара. Из зоны возможного распространения пожара эвакуируются люди и материальные ценности.

В первую очередь разыскивают людей, оказавшихся в горящих районах, зданиях, сооружениях. В целях безопасности розыск людей осуществляется парами: один разыскивает, а второй страхует его с помощью веревки, находясь в менее опасном месте. В условиях сильного задымления и скопления угарного газа спасатели работают в противогазах с использованием дополнительного патрона.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ НАСОСА

Для содержания насоса в работоспособной состоянии необходимо выполнять при эксплуатации бурового насосе следующие требования:

1) следить постоянно за надёжной затяжкой резьбовых соединений. Особого внимания требуют высоконагруженные резьбовые соединения гидравлической части, так как их незначительное ослабление приводит к появлению ударных нагрузок и к преждевременному выходу из строя этих соединений, а также резьбовые соединения станины с крышкой, которые необходимо подтягивать через каждые 100 часов работы;

2) производить своевременную смену масла в станине бурового насоса. В баке системы смазки и охлаждения цилиндро – поршневой пары замену смазочно-охлаждающей жидкости производить по мере загрязнения глинистым раствором;

3) не допускать длительной работы насоса при давлениях, пре­вышающих указанные в технической характеристике. Допускается лишь кратковременное превышение предельного для каждой втулки давления до 10% в течение 15-20 мин;

4) направление вращения трансмиссионного вала должно строго соответствовать указанному на станине стрелкой;

5) удалять полностью оставшуюся жидкость в зимнее время при минусовых температурах и длительных остановках насоса из гидрав­лической части.Перед пуском бурового насоса охлаждающая жидкость для цилиндро – поршневой пары гидравлической части в баке и масло в картере корпуса должны быть прогреты как минимум до 10-15°. В зимнее время приминусовых тем

пературах и длительных остановках насоса их системы обогрева картера насоса и кожуха цепной передачи удалить конденсат сжатым воздухом.

6) следить за правильностью заполнения газом пневмокомпенсаторов.

7) уделять особое внимание качеству бурового раствора.

Помнить, что наличие абразива в растворе резко сокращает срок службы сменных деталей гидравлической части, а наличие в нём газа сокращает подачу и повышает динамичность действующих нагрузок. Высокое газосо­держание в растворе приводит к появлению нагрузок ударного характера и резко сокращает срок службы всех, без исключения деталей манифольдов, подпорного и бурового насосов с их приводами. Завод может гаран­тировать исправную и долговечную работу насоса, его узлов и деталей только при содержаниях в растворе на более: 0,5% песка и 2% газа.

Порядок установки

Установить буровой насос на основании и выставить его по уровню, как по длине, так и по ширине. Отклонение от горизонтальной плоскости не более 1,5 мм на длине 1000 мм. Выбрать прокладками зазор между основанием и рамой насосов.

Расположить параллельно валы насоса и привода. Допускаемая не параллельность осей вращения должна быть не более 1 мм на 100 мм длины, а допуск на смещение приводных элементов должен быть не более 2 мм на 1000 мммежцентрового расстояния для шкивов и 0,35 мм для звездочек.

Подготовка к работе

Установить насос в соответствии с действующими правилами монтажа оборудования и мер безопасности в нефтегазодобывающей промышленности.

Расконсервировать насос до его запуска. Снять транспортные заглушки с отверстий трубопроводов пароподогрева картера, линии всасывания и нагнетания и других трубопроводов. Убрать парафинированную бумагу и консервационную смазку со штоков ветошью, смоченную маловязкими маслами или растворителями по ГОСТ 8505-80, ГОСТ 3134-78 и ГОСТ 443-76.

Заполнить маслом гидрозажимы, залить смазку и охлаждающую жидкость в поддоны приводной и гидравлической частей согласно указаниям, изложенных в предыдущих подразделах.

Провернуть вручную трансмиссионный вал перед первым включением насоса на 4-5 оборотов, для того, чтобы эксцентриковый вал сделал не менее оборота с целью определения беспрепятственного вращения.

Установить в гидравлическую часть насоса цилиндровые втулки и поршни необходимого размера, согласно заданного технологического режима бурения и технической характеристики насоса.

Заполнить пневмокомпенсатор ПК40/250 азотом или воздухом. Давление в компенсаторе установить в зави­симости от ожидаемого давления жидкости в напорном трубопроводе.

Заполнить пневмокомпенсатор ПК40/250 воздухом от воздушной сети низкого давления (до 0,8 МПа). Давление закачки в пневмокомпенсаторе должно быть равным половине давления, развиваемого напорным насосом на линии всасывания, не более 0,4 МПа. Осуществить контроль давления по манометру на пневмокомпенсаторе.

Установить стержень в одно из отверстий пре­дохранительного клапана, соответствующее предельно-допустимому давлению в напорном трубопроводе для установленных в насос поршней и втулок.

Подтянуть и закрепить все резьбовые соединения.

Включить электродвигатель центробежного насоса системы охлаждения цилиндро-поршневой пары и проверить подачу им охлажда­ющей жидкости визуально. Открыть запорные устройства во всасываю­щем и напорном трубопроводах и пусковую задвижку. Включить подпор­ный насос. По манометру проверить его напор, который должен соот­ветствовать его технической характеристике.

Порядок работы

Произвести пуск бурового насоса включением муфты или двигателя. Убедиться, что сразу после запуска в подаче насосом жидкости по сливу, через пусковую задвижку (или другое пусковое устройство) и перекрывая ее поднять давление по манометру до рабочего.

Проверить надежность работы уплотнительных устройств при достижении требуемого давления на выходе из насоса. В случае обнаружения утечек перекачиваемой жидкости, насос остановить для выяснения причины и устранения утечек.

Не рекомендуется нагружать новый насос по давлению более 60%, для лучшей приработки подшипников, зубчатого зацепления, ползунов и других узлов в первые две-три недели.

Контролировать нагрев масла в картере и подшипников во время работы насоса. Наибольшая их температура нагрева не должна превышать 700.

Производить остановку насоса отключением шино-пневматической муфты трансмиссии или двигателя. При этом происходит автоматическое отключение электронасоса для подачи смазочно-охлаждающей жидкости и электродвигателя подпорного насоса.

Профилактический осмотр

Обслуживающему персоналу необходимо использовать все
остановки насоса для профилактического осмотра. При остановках периодически должны проверяться:

а) состояние станины, рамы, зубчатого зацепления;

б) уровень масла и смазочно-охлаждающей жидкости;

в) затяжка всех крепежных деталей;

г) давление газа в компенсаторах ПК-40/250 и ПК-20/4.

Во время работы насоса должны проверяться:

а) давление во всасывающем трубопроводе, создаваемое подпор­ным насосом, которое должно соответствовать паспортным данным под­порного насоса, но таким, чтобы не вызвать стука всасывающих кла­панов;

б) давление в напорном трубопроводе, которое не должно превышать величин, указанных в технической характеристике;

в) подача смазки к направляющим ползунов (визуально);

г) подача охлаждающей жидкости на рабочие поверхности цилиндровых втулок (визуально);

д) температура нагрева наружных поверхностей стенок корпуса в областях расположения подшипниковых опор и ползунов, которая должна быть не более 70^оС.

Указание мер безопасности

При эксплуатации насоса необходимо руководствоваться действующими «Правилами безопасности в нефтегазодобывающей промышленности» ЗАПРЕЩАЕТСЯ:

а) запускать насос в работу: без надёжного электрического заземления; без установленной блокировки на кожухе цепной (ремённой) переда­чи; без сигнала, передаваемого с поста бурильщика по специальной связи и при отсутствии необходимых ограждений; до включения подпорного насоса на всасывающей линии и насоса системы охлаждения цилиндро – поршневой пары; при закрытых манифольдных задвижках, отсекающих выкид насоса от нагнетательной линии или линии для хозяйственных нужд;

б) эксплуатировать насос при давлениях газа в пневмокомпенсаторах,

отличающихся от рекомендованных;

в) производить проверку давления в пневмокомпенсаторах во время работы насоса;

г) устанавливать в насос одновременно цилиндровые втулки различных диаметров;

д) проверять наличие люфтов в соединении движущихся частей насоса касаясь их руками, на работающем насосе;

е) производить затяжку хомутов крепления цилиндровых втулок, што­ков и других деталей гидравлической части на работающем насосе;

ж) разбирать пневмокомненсатор ПК-40/250 без прокола пробойником прокладки с целью гарантийного выпуска из него газа.

Категорически запрещается: запускать насос в работу, не убедившись в работоспособности клапана предохранительного КП-250; заполнять баллоны высокого давления.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Боралчиков, В.И. Справочник Прогрессивные режущие инструменты и режимы резания металлов [Текст]. Машиностроение, Москва, 1990г.

2. Ливитский, И.С. Технология ремонта машин [Текст]. Колос, Москва, 1979г.

3. Роабен, А.А. Ремонт и монтаж нефтепромыслового оборудования [Текст] Недра, Москва, 1985г.

4. Шайнблит, А.Е. Курсовое проектирование деталей машин [Текст] Калининград, ФГУИПП, «Янтарный сказ», 2003г.

5. Куцин, П.В. Охрана труда в нефтяной и газовой промышленности [Текст] Недра, Москва, 1987г.

6. Панов, Г.Е., Пайрянин, А.Ф. Охрана окружающей среды на предприятиях нефтегазовой промышленности. [Текст]

7. Паспорт насоса УНБТ-1180L [Текст]

8. Производственные данные.

9. Следков, В.В. Организация, планирование и учет вспомогательного производства в бурение [Текст] Недра, 1982г.

10. Авербух, А.А. Ремонт и монтаж нефтепромыслового оборудования [Текст].

11. Система технического обслуживания и планового ремонта бурового и нефтепромыслового оборудования [Текст] ВНИИОЭНГ, 1982г.

12. Верзилин О.И. Современные буровые насосы [Текст]. М.: Машиностроение 1971 г. 256 с.

13. Ильский А. Л., Расчеты и конструирование бурового оборудования [Текст] Миронов Ю. В., Чернобыльский А. Г. М.: Недра 1985 г. 457 с.

14. Баграмов Р. А. Буровые машины и комплексы [Текст] М.: Недра 1988 г. 432 с.

15. Композит – каталог нефтегазового оборудования и услуг [Текст] 1-е издание в 3-х томах. М.: Энергетика. 2374 с.

16. Волков, А. С. Машинист буровой установки [Текст] ВИЭМС, МПР России 2003 г. 640 с.

17. Северенчик, Н. А. Машины и оборудование для бурения скважин [Текст] М.: Недра 1986 г. 362 с.

18. Устел – Буровое оборудование – поставки и запчасти [электронный ресурс] – режим доступа http://ustel.ru/ (дата обращения 6.05.2021).

19. «Торговый дом Нефтемаш» — поставки оборудования [электронный ресурс] – режим доступа http://www.neftemash.ru (дата обращения 12.05.2021).

20. УМЗ – Уральский машиностроительный завод [электронный ресурс] – режим доступа http://www.umz.info(дата обращения 16.05.2021).