Выбор насосной установки

2.3.3 Выбор насосной установки

Буровые насосы и циркуляционная система выполняют следующие функции:

-  Нагнетание бурового раствора в бурильную колонну для обеспечении циркуляции в скважине в процессе бурения и эффективной очистки забоя и долота от выбуренной породы, промывки, ликвидации аварий, создания скорости подъема раствора в затрубном пространстве, достаточной для выноса породы на поверхность;

-  Подвод долоту гидравлической мощности, обеспечивающей высокую скорость истечения (до 180 м/с) раствора из его насадок для частичного разрушения породы и очистки забоя от выбуренных частиц;

-  Подвод энергии к гидравлическому забойному двигателю.

Буровой насос для промывки скважины в конкретных геологических условиях выбирается по технологически необходимому количеству промывочной жидкости и развиваемому при этом давлению для преодоления потерь напора в элементах циркуляционной системы буровой.

Количество необходимой промывочной жидкости при бурении под эксплуатационную колонну составляет 31,11 л/с. Определим теперь потери давления в циркуляционной системе, зная которые можно выбрать наиболее рациональную компоновку бурильного инструмента, обоснованно подобрать буровые насосы и полнее использовать их потенциальные возможности.

Потери напора, кГс/см², в циркуляционной системе буровой при роторном бурении определяются по формуле:

где Р_м – потери напора при движении бурового раствора в наземных трубопроводах от насосной части до колонны бурильных труб, включая стояк в буровой, буровой шланг, а также вертлюг и ведущую трубу (потери напора в наружной обвязке буровой - манифольде);

Р_б.т. - потери напора при движении бурового раствора в бурильных трубах и замковых соединениях (потери давления зависят от глубины скважины);

Р_к.п. – потери напора при движении бурового раствора в затрубном кольцевом пространстве скважины (потери давления зависят от глубины скважины);

Р_Д – потери напора при движении бурового раствора через промывочные отверстия бурового долота;

Р_м, Р_Д – не зависят от глубины скважины, а Р_б.т. и Р_к.п. увеличиваются с глубиной скважины.

При циркуляции очистного агента потери напора, кГс/см², различны при прокачке воды и глинистого раствора и зависят от их свойств и расхода.

,

где λ – безразмерный коэффициент гидравлических сопротивлений при движении в трубах;

Q – расход бурового раствора, л/с;

γ – удельный вес раствора, г/см³;

d – внутренний диаметр бурильных труб, см;

L_э – эквивалентная длина наземных трубопроводов, которая определяется по формуле:

где d_Н, L_Н – внутренний диаметр и длина нагнетательной линии, идущей от буровых насосов к стояку;

d_с L_с – внутренний диаметр и длина стояка с буровой;

d_ш L_ш – внутренний диаметр и длина бурового шланга;

d_в L_в – внутренний диаметр ствола вертлюга и его длина;

d_э.ф L_э.ф. – диаметр и эквивалентная длина фильтра, устанавливаемого под ведущей трубой;

d_в.тр. L_в.тр. – внутренний диаметр и длина ведущей трубы.

  =98,5

где L_б – длина бурильной колонны, м;

l_э – эквивалентная длина замковых соединений, м;

l – расстояние между замковыми соединениями, м.

где λ₁ – коэффициент гидравлических сопротивлений при движении бурового раствора в кольцевом (затрубном) пространстве;

Д_с – диаметр скважины (долота), см;

d_Н – наружный диаметр бурильных труб, см.

Потери давления от замковых соединений в кольцевом пространстве составляют небольшую величину, поэтому ею обычно пренебрегают.

Потери напора, кГс/см², в долоте зависят от конфигурации промывочных отверстий, от количества и площади их сечения, расхода очистного агента (бурового раствора).

где С – коэффициент, характеризующий потери напора в промывочных отверстиях долота, который можно вычислить по формуле:

где μ – коэффициент расхода,

f₀ – суммарная площадь сечений промывочных отверстий, см².

Вычислим суммарные потери напора:

Таким образом, технологически необходимое количество (расход) промывочной жидкости для обеспечения своевременного и бесперебойного выноса шлама из забоя по затрубному пространству и очистки ствола скважины с учетом потерь давления, обеспечит нам насос УНБ-600.

Конструкция трехпоршневого насоса УНБ-600.

Трехпоршневой буровой насос одностороннего действия УНБ-600, выпускаемый ПО "Уралмаш", по принципиальному устройству отличается гидравлической частью, в которой с целью уменьшения мертвого пространства всасывающий и нагнетательный клапаны размещены на одной оси. Это, усложняет конструкцию и извлечение всасывающего клапана и втулки цилиндров.

Гидравлическая часть его состоит из всасывающего коллектора и всасывающего компенсатора-колпака, гидравлической коробки, в которой размещены три цилиндра с поршнями, втулками и клапанами, сбрасывающей линии, предохранительного клапана, нагнетательного коллектора с компенсатором высокого давления. Вращение трансмиссионного вала от двигателя передается клиноременной или цепной передачей. Гидравлическая коробка прикреплена к станине при помощи болтов. Насос смонтирован на раме-салазках.

Буровой раствор поступает в нагнетательную камеру из всасывающего коллектора через всасывающий клапан, при ходе влево поршня со штоком. Последний соединен быстросъемным хомутом с контрштоком, который соединен резьбой с ползуном. При ходе вправо поршень выталкивает раствор из камеры через нагнетательный клапан в напорный коллектор. Трансмиссионная часть насоса состоит из вала с зубчатой шестерней, передающей вращение зубчатому колесу, укрепленному на коренном валу. На этом валу смонтированы на роликоподшипниках шатуны, соединенные пальцем с ползуном. Станина насоса имеет съемную крышку. Втулки цилиндров крепятся к гидравлической коробке быстросъемным соединением, а крышки клапанов – зажимами.

Техническая характеристика УНБ-600:

Мощность, кВт:

приводная……………………………………………………………..600

Число поршней……………………………………………………………3

Число камер……………………………………………………………….3

Число двойных ходов поршня в 1 мин………………………………..125

Длина хода поршня, м…………………………………………………0,29

Диаметр цилиндрических втулок, м:

наибольший ………………………………………………………....0,18

наименьший……………………………………………………….....0,14

Подача насоса, м³/с:

наибольшая .………………………………………………………..0,046

наименьшая ………………………………………………………...0,028

Идеальная подача на один оборот кривошипного вала, л:

наибольшая .…………………………………………………………22,1

наименьшая ………………………………………………………....13,3

Давление на выходе, МПа:

наибольшее .…………………………………………………………...32

наименьшее ………………………………………………………........19

Диаметр штока, мм………………………………………………………60

Частота вращения трансмиссионного вала, об/мин………………….566

Передаточное число редуктора насоса……………………………….4,45

Нагрузка на шток, кН…………………………………………………..490

Диаметр клапана, мм…………………………………………………...145

Диаметр трубопровода, мм:

всасывающего………………………………………………………...230

нагнетательного………………………………………………………100

Габариты, м:

длина………………………………………………………………….5,45

ширина……………………………………………………………….3,21

высота………………………………………………………………...2,88

Масса насоса без шкива, т……………………………………………..22,5

Похожие работы

Проектирование строительства эксплуатационной скважины №11 на Северо-Прибрежной площадке Краснодарского края

Скачать

117445

16

2

... СКЦ-2М Осреднитель тонн м³ м³ шт шт шт шт шт шт 64,8 6,6 32,4 2 3 3 1 1 2 80,7 6,6 38,8 2 3 4 1 1 2 39 1,1 14 1 4 5 1 1 1 3. ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ   СМЕТА К РАБОЧЕМУ ПРОЕКТУ на строительство эксплуатационной скважины №11 на площади СЕВЕРО-ПРИБРЕЖНАЯ. Цель работ эксплуатация Способ бурения роторный Вид бурения вертикальный ...

Специализированная поликлиника в г. Краснодаре

Скачать

116208

21

14

... и переносят к месту их складирования. 9. Экономическая часть   9.1 Составление сметной документации   9.1.3 Локальная смета Локальная смета №1 на общестроительные работы Специализированной поликлиники в г. Краснодаре Сметная стоимость 17 688 432 руб. Нормативная трудоемкость 58 981,6 чел/час Сметная заработная плата 1 786 724 руб.   ...

Характеристика газового предприятия Западно-Сибирского региона

Скачать

79940

4

5

... месторождений от сейсморазведки до производства и ввода в эксплуатацию. Миссия ООО "ЮганскСибстрой" - быть головной организацией по научному обеспечению производственной деятельности предприятий газовой промышленности в Западно-Сибирском регионе. Основная функция - научное и проектное обеспечение развития предприятий газовой промышленности в Западной и Восточной Сибири, сокращение сроков ...

Бухгалтерский учет движения, аренды и восстановления ОС

Скачать

142228

32

0

... бухгалтерского учета движения, аренды и восстановления основных средств в организации ООО «ХХХ». Так же были изучены принципы документального оформления и отражения в бухгалтерском учете движения, аренды и восстановления основных средств на примере данного предприятия. На предприятии были выявлены некоторые ошибки и даны рекомендации по их устранению. Список использованной литературы ...