Буровые насосы

Буровые насосы

Буровые насосы применяются на бурильных установках для обеспечения циркуляции буровых растворов при бурении скважин.

ИА Neftegaz.RU. Буровые насосы применяются на буровых установках для обеспечения циркуляции буровых растворов при бурении скважин.

Под обеспечением циркуляции понимается совокупность следующих процессов:

нагнетание бурового раствора в скважину,

поддержание выбуренной породы во взвешенном состоянии,

очистка ствола шахты и забоя от шлама,

охлаждение долота в процессе бурения.

Работа бурового насоса

1 стадия — через трансмиссию двигателя к валу передается вращательное движение

2 стадия — побочные механизмы (шатуны, крейцкопф, кривошипное устройство и др.) преобразуют вращательное движение вала в возвратно-поступательное

3 стадия — поршень в процессе движения в цилиндре формирует область давления, в которую всасывается буровая жидкость (далее при повышении давления в трубопроводе закрытый до этого всасывающий клапан открывается, и раствор выходит).

Буровые насосы бывают двух типов:

Трехцилиндровый тип бурового насоса эффективнее в силу следующих свойств и особенностей:

• увеличенная в 2 раза в сравнении с двухцилиндровым типом равномерность подачи раствора
• возможность быстрой смены поршней, втулок и прочих деталей, подвергающихся быстрому износу
• общая масса снижена до 35 %

Трехпоршневые буровые насосы наиболее полно отвечают требованиям технологий бурения. Они обеспечивают наименьшую степень неравномерности давления на выходе и меньший износ штоков и клапанов поршня соответственно.

Назначение буровых насосов

• Обеспечение циркуляции бурового шлама и предотвращение его оседания в процессе бурения скважин.
• Подъем разбуриваемой породы на поверхность и очистки скважины от взвесей породы.

Устройство буровых насосов

Гидравлическая часть бурового насоса:

гидравлический блок с входными и выходными клапанами,

Механическая часть бурового насоса:

корпус с узлами системы смазки.

Шифры, параметры, характеристики и другие технические показатели буровых насосов ВЗБТ и ПО «Уралмаш» приведены ниже (табл. 16-21).

Техническая характеристика насоса УНБ-600А* (геометрические размеры, мм)

* См. рисунок.

* Параметры базовой модели представлены без шкива, компенсаторов и консольно-поворотного крана.

Шифр насосов ВЗБТ «Триплекс» следует читать: насос НБТ-475 — насос буровой мощностью 475 кВт, насос УНБТ-950 — уралмашевский насос буровой триплекс мощностью 950 кВт. Буровые насосы ВЗБТ и ПО «Уралмаш» (рисунки) одностороннего действия, триплексы, сконструированы на уровне мировых стандартов.

Мощность и КПД центробежных насосов

Здравствуйте, читатели блога nasos-pump.ru

Продолжим рубрику «Общее» и рассмотрим такие понятия как коэффициент полезного действия (КПД) и мощность центробежных насосов. Электрический центробежный насос состоит из привода – электрического двигателя и насосной части. Двигатель – это электрическая машина, которая преобразовывает энергию электрического поля в энергию вращения на валу. Мощность, которая подводиться к валу насоса, называется подводимой. Она определяется как произведение крутящего момента на валу насоса к его угловой скорости Центробежный насос это – гидравлическая машина, в которой подводимая вращательная энергия от двигателя преобразуется в энергию потока жидкости. Подбор насосов под конкретные цели и задачи производится по каталогам. В результате выбора учитываются такие показатели как напор и расход, потребляемая мощность и КПД насоса, а также его кавитационная характеристика. Выбранный насос должен работать с высоким КПД, без кавитации в требуемом диапазоне напора и расхода. Из нескольких выбранных вариантов предпочтение отдается тем насосам, которые потребляют меньшую мощность, имеют более высокий КПД, обладают меньшим значением допустимого кавитационного запаса и имеют меньший вес и габаритные размеры.

Между мощностью, потребляемой электрическим двигателем от электрической сети, мощностью на валу двигателя и гидравлической мощностью, насоса существует прямая связь. В процессе производства насосов на заводе изготовителе используются следующие обозначения этих видов мощности.

P1 (кВт) Входная электрическая мощность насосов – это мощность, которую электрический двигатель насоса забирает от электрической сети питания.

P2 (кВт) Мощность на валу электрического двигателя – это мощность, которую двигатель передает на вал насоса. Соотношение входная электрическая мощность насоса P1 равна мощности на валу электрического двигателя P2, разделённой на КПД электрического двигателя.

P3 (кВт) Входная мощность насоса равна мощности P2, с условием, что муфта соединяющая вал насоса и вал электрического двигателя не рассеивает энергию.

P4 (кВт) Гидравлическая или полезная мощность насоса. Это та мощность, которая получается в результате работы насоса в виде расхода и напора жидкости.

Как это выглядит наглядно, можно посмотреть на (Рис. 1).

Коэффициент полезного действия

Коэффициент полезного действия двигателя центробежного насоса представляет собой отношение полезной мощности к потребляемой. Обозначается он буквой η (эта). Схематически все это изображено на (Рис. 2)

КПД двигателя, никогда не будет больше единицы (100%) ни при каких условиях, ибо «вечного двигателя» еще не изобрели, а все существующие приводы имеют потери. Потребляемая мощность P1 двигателя больше на величину возникающих в электрическом двигателе механических и тепловых потерь P_vдв. (Рис. 2).

Коэффициентом полезного действия насоса как было сказано выше, называется отношение гидравлической мощности к подводимой мощности на валу насоса, а их разность указывает на потери мощности в насосе.

Потери мощности в центробежном насосе также складываются из нескольких составляющих, а именно: гидравлических, механических и объёмных потерь Р_vнас. (Рис. 2). Общий КПД насосов представляет собой произведение коэффициентов полезного действия объемного, гидравлического и механического. КПД насоса характеризует степень конструктивного его совершенства, как в механическом, так и гидравлическом отношении.

Потери гидравлической мощности в насосе состоят из потерь на преодоления сопротивлений (трение) в рабочем колесе и корпусе во время движения жидкости от всасывающего патрубка, к напорному патрубку и вихревых потерь. Потери на преодоление сопротивления трения очень сильно зависят от конструктивных особенностей насосов размеров их проточной части, качества обработки (шероховатости) стенок и поверхностей насоса. Данные потери пропорциональны квадрату скорости течения жидкости. Возникающие в насосе вихревые потери зависит от многих факторов. Очень большие вихревые потери появляются при внезапном расширении сечения или резком повороте потока жидкости. Возникают вихревые потери вследствие отрыва потока от поверхности рабочего колеса или при режимах работы насоса вне предела его рабочей характеристики. Гидравлический КПД насосов находится в пределах η_г= 0,85…0,96.

Н – напор создаваемый насосом;

h – потери напора внутри насоса

Механические потери обусловлены трениями, происходящими в опорах радиальных и осевых подшипников, в механическом торцевом уплотнении, а также потери на трение о рабочую жидкость возникающие при вращении рабочего колеса и вала насоса. Механические потери также очень сильно зависят от конструкции, качества изготовления и типоразмера насоса. Механический KПД насосов находится в пределах η_м= 0,95…0,98.

Р – мощность, на валу насоса;

Р_тр – потери мощности на преодоление сопротивления трения.

Объемные потери в основном возникают за счет перетекания жидкости из области с высоким давлением в область низкого давления, через зазоры между рабочим колесом и диффузором или неподвижными деталями корпуса насоса. Например, в центробежном насосе часть жидкости из спирального отвода в обход рабочего колеса перетекает обратно во всасывающий патрубок, при этом она не поступит в напорный патрубок, хотя на нее уже была затрачена энергия. КПД η_о у современных центробежных насосов составляет от 0,96 до 0,98.

Q – подача насоса;

Q_к – расход жидкости проходящий через рабочее колесо насоса.

Произведение η_г*η_м*η_о=η и определяет общий КПД насоса. Изменение величины любого из сомножителей приводит к изменению величины и общего КПД насоса. Эта зависимость задается функцией от подачи в характеристике насоса, а на графиках изображается в виде кривой η=f(Q). Полезную мощность насоса Р (кВт) можно также определяют как произведение весовой подачи (Q) на напор (H) по формуле:

pg – удельный вес жидкости (Н/м 3 );

Q – объемная подача насоса (м/с);

H – напор насоса в (м).

На (Рис. 3) находятся рабочие характеристики серии насосов, а также зависимость характеристики MPSH и характеристики КПД от расхода.

Характеристика насоса и КПД

Красным прямоугольником выделен участок кривой с самым оптимальным КПД. В каталогах заводов производителей насосного оборудования указывается рабочая характеристика насоса, характеристика подпора NPSH (net positive suction head -кавитационный запас) и характеристика коэффициента полезного действия. КПД насосов очень сильно зависит от режима их работы и конструктивных особенностей, типов, размеров и может изменяться в очень широком диапазоне. При работе в оптимальном режиме, КПД мощных центробежных нефтяных насосов может достигать 92%, а малых насосов около 60% – 75%. КПД насосов с «мокрым» ротором колеблется от 5% до 54 % у высокоэффективных циркуляционных насосов. Мощность и КПД насосов в конечном итоге определяют затраты на электроэнергию в процессе их эксплуатации. Чем тщательнее подобрано насосное оборудование под заданные параметры тем оно эффективнее и, следовательно, менее затратно.

Подбор поверхностного насосного оборудования

У владельцев загородных домов, дач и участков возникает вопрос- как организовать подачу воды. Так как даже только для полива растений необходимо немалое количество воды. Раньше с этой проблемой справлялись с помощью ведер и коромысла, но в современном мире такой вариант зачастую неприемлем.

Решить эту непростую задачу помогают производители насосов для воды, предоставляя большой выбор. Но одновременно это же и осложняет задачу выбора, какой же купить насос, ставя потребителей в тупик. В этой статье предлагаю разобраться с подбором необходимого оборудования для Ваших условий эксплуатации.

Первым и самым важным аспектом при выборе насосного оборудования является полное понимание для чего оно будет использоваться. Понятно, что первое, что приходит в голову- качать воду. Далее необходимо точно установить, как и где будет использоваться вода. Здесь может быть только полив и подвод в баню, например. В ином случае это может быть и организация автономного водоснабжения в частном доме с круглогодичным проживанием. От этого зависит тип водяного насоса- поверхностный насос или насосная станция. Как следствие и цена насосы значительно отличается.

Ниже рассмотрим основные случаи применения насосного оборудования.

Случай 1. На даче необходимо организовать только полив, при этом вода используется из емкости. Зачастую, при такой задаче, помимо выполнения функции подачи воды, есть еще один важный момент- небольшие затраты. В таком случае отличным выбором становится поверхностный вихревой насос. Включается и отключается он при подключении к электророзетке, то есть когда нужно подать воду, необходимо вставить вилку насоса в розетку, и он включится и будет работать, пока не будет отсоединен от электропитания. Минусом такой системы является полностью ручное управление.

Особенностью вихревых насосов является то, что при небольшой подаче воды, они способны создать большое давление.

Вихревые насосы могут использоваться при перекачке воды из емкости, из колодца, глубиной до 8 метров. Также они являются решением в тех случаях, когда необходимо увеличить давление воды в имеющемся водопроводе.

Их преимуществами являются низкая цена, неприхотливость.

К недостаткам можно отнести требовательность вихревых насосов к качеству воды.

Случай 2. Подача воды осуществляется не только для полива, но и для использования в доме, бане, для мойки машины. То есть несколько точек водоразбора, которыми могут пользоваться одновременно и ручное включение насоса будет просто-напросто неудобно. При таких обстоятельствах используются насосные станции. При этом давление насосная станция поддерживает автоматически.

Насосная станция-автоматизированная система подачи воды, которая поддерживает давление в системе водоснабжения. В ее конструкцию входят:

-мембранный бак (гидроаккумулятор)

Рассмотрим отдельно комплектующие станции. Логично, что насос все так же служит для перекачивания жидкости. Но, в отличии от предыдущего варианта, эти насосы центробежные.

-Мембранный бак обычно служит основанием для установки насоса. Его функцией является поддержание давления в системе водоснабжения, гашение гидроударов и обеспечение резервного запаса воды. Внутри металлического бака расположена резиновая мембрана, в которую поступает жидкость. Между мембраной и баком есть воздух, который находится под давлением 1.5 бар. Именно из-за воздуха внутри, бак поддерживает давление в системе водоснабжения.

-Реле давления контролирует давление в мембранном баке. Наполненный бак имеет давление 3 бар, но когда начинается использование воды, давление в баке падает. Чтобы подача воды не прекращалась, реле давления включает насос, а при достижении заданного давления отключает. Заводские настройки реле- 1.5 бар на включение насоса и 2.8 бар на отключение.

В целом эти составляющие делают насосную станцию автоматизированным средством подачи воды и делает ее использование максимально комфортным.

Насосные станции служат для подачи воды из скважин, колодцев, емкостей, а так же, как и вибрационные поверхностные насосы, могут служить для увеличения давления воды из центрального водопровода.

К плюсам станций однозначно относится автономность работы, где не требуется участие человека. Как говорится «поставил и забыл». В это же время с помощью станции постоянно поддерживается давление в водопроводе, благодаря этому не нужно ждать, пока насос накачает воду, достаточно лишь легкого движения вентилем.

Недостаток-шум при работе. В связи с этим насосные станции редко размещают в жилых помещениях, а для их работы нужна положительная температура.

Случай 3. Автономное водоснабжение. При проживании в частном доме важно, чтобы обыденные вещи, например, такие как помыть руки, постирать или принять душ, не доставляли неудобств. Для этого можно использовать насосную станцию, с принципом работы которой, мы познакомились выше.

В случае автономного водоснабжения можно выделить 2 возможных варианта- это расположение насосной станции в доме или в кессоне (приямок у скважины).

Так как работа насосных станций довольно шумная (из-за охлаждения воздухом), то размещение в доме может вызывать некоторое неудобства. Чтобы решить эту проблему, производитель насосного оборудования Grundfos, выпустил серию станций MQ. За счет охлаждения двигателя водой, протекающей в насосе, эта станция работает практически незаметно. У остальных насосных станций охлаждение осуществляется воздухом, поэтому они более шумны

Компания Grundfos является мировым лидером в производстве передового насосного оборудования и задает тенденции в области технологий обработки воды. Насосы Grundfos известны отечественным потребителям c 60-х годов прошлого века. Стабильно высокое качество продукции, надёжность и энергоэффективность выпускаемых насосов позволяют заявить, что они лучшие на рынке. Так же Grundfos получил награду ООН за разработку системы, обеспечивающие надежную и устойчивую подачу воды в развивающихся странах

При размещении насосной станции вне жилого помещения проблема звука работы отпадает. Но объема мембранного бака может оказаться недостаточно (у насосных станций он около 20 литров) для большого потребления воды и насос будет часто включаться, что сказывается на сроке его службы. Второй пункт при выборе гидроаккумулятора большего объема- обеспечить запас воды на случай отключения электричества, ведь насос энергозависимое устройство.

Для того, чтобы осуществить сборку такой системы, понадобятся:

На основе этих примеров, можно определиться какой тип насосного оборудования нужен. Далее нужно разобраться с техническими характеристиками насосов, чтобы понимать, что выбрать для обеспечения водой.

Подбор насоса

У насосов есть 3 показателя, по которым производится главный отбор:

Напор— давление, которое может быть достигнуто насосом при перекачке жидкости. Если выражаться проще, то это столб воды, который насос сможет поднять вверх над собой. Измеряется напор в метрах. Для этой единицы измерения есть правило- 10 метров напора равняется 1 бар (1 атм.).

Производительность— количество жидкости, которое может быть перекачано насосом за определенную единицу времени. Измеряется в м3/ч или в л/мин.

Мощность- количество энергии, передаваемой двигателем на рабочие элементы насоса. Единица измерения кВт. Так же стоит отметить, что мощность двигателя станции равна электропотреблению (кВт/час).

При заборе воды из скважины у поверхностных насосов есть ограничение-максимальная глубина всасывания 9 метров. В этом диапазоне насосное оборудование делится на 2 группы- забор воды с глубины до 6 метров и выше 6 метров. Эту легко понять, исходя из мощности насоса. Если его мощность меньше 0.85 кВт, то глубина забора воды до 6 метров. Соответственно при увеличении мощности до 1 кВт и выше, возможное расстояние до воды увеличивается до 9 метров.

Для подбора насоса по напору, необходимо знать, на сколько метров по вертикали нужно будет поднять воду и на какое расстояние по горизонтали её протолкнуть, при этом нужно помнить правило, что 1 метр по вертикали равен 10 метрам по горизонтали. Тут же учитывается расстояние от воды до насоса. Но тут уже действует правило 4:1, то есть 1 метр по вертикали равен 4 по горизонтали.

Вода находится на глубине 5 метров, от скважины до дома 8 метров, ширина дома 8 метров и высота 6 метров. На 2-м этаже находятся точки водоразбора.

Складываем глубину воды (5м) и высоту дома (6м). Получаем 11 метров по вертикали.

Далее необходимо учесть длину по горизонтали. 8 метров до дома и 8 метров сам дом, то есть 16 метров. Так как отношение 1:10, то необходимо 1.6 метров напора

Плюсуем полученные данные и получаем 12.6 метров. Это минимально необходимый напор.

Производительность насоса подбирается исходя из потребности в воде. Но эта характеристика меняется в зависимости от напора. Чаще всего производителями насосного оборудования указывается максимальная производительность. Чтобы понимать сколько воды будет поступать из насоса, в паспорте изделия указывается напорно-расходная характеристика.

График представляет собой напорно-расходную характеристику.

Напорно-расходная характеристика — графическое отображение зависимости напора насоса от его подачи в координатах Q [м³/ч] / H [водяной столб]. Напорно-расходная характеристика, является основной характеристикой, используемой для выбора насосов и приводится в каталогах производителей в виде графиков.

Справа по вертикали указана такая характеристика, как напор (в метрах), а внизу производительность насоса (м3/час).

Выяснив, какой напор будет необходим, можно узнать сколько воды мы получим от насоса. В пример возьмем полученную нами в ходе подсчета цифру (12,6 метров). Определив на вертикальной оси отметку 12.6 м, проводим от нее горизонтальную линию перпендикулярно основанию.

В итого получаем, что при напоре 12.6 метров, насос выдаст нам 28 литров в минуту или 1.7 м3 в час.

Определившись с нужными характеристиками, стоит обратить внимание на материал корпуса насоса. Они бывают пластиковые, чугунные и из нержавеющей стали.

Насосы с пластиковым корпусом менее шумны в работе и дешевле, в сравнении с остальными.

Чугунный корпус представлен в средней ценовой категории, более устойчивый к воздействию частиц, находящихся в воде, будь то песок или ему подобные включения, по сравнению с пластиком. Единственным минусом является возможность образования ржавчины после простоя, так что для питьевой воды он не подойдет.

Корпус насоса из нержавеющей стали наиболее устойчив к воздействию частиц в воде. Из такого насоса никогда не пойдет вода со ржавчиной из-за процессов, происходящих внутри насоса. Так же подкупает внешний вид отполированной нержавеющей стали.

Ознакомившись с этой статьей, можно узнать, как выбрать необходимое насосное оборудование. Здесь мы разобрали основные параметры основываясь на которых, можно без проблем выбрать подходящий насос. Если Вы не смогли точно определиться с нужным насосом, можете всегда обратиться за консультацией к нам. Мы поможем подобрать именно то насосное оборудование, что подойдет для Вас. При этом можно купить насос в Иркутске и области.

47:1 — Насос Dura-Flo 430 куб. см с пневматическим двигателем XL 10000, конструкция из углеродистой стали MaxLife

24Y227

Dura-Flo XL 1800

47:1 — Насос Dura-Flo 430 куб. см с пневматическим двигателем XL 10000, конструкция из углеродистой стали MaxLife

24Y227

Питающие насосы Graco обеспечивают надежную подачу однокомпонентных герметиков, клеев и других материалов низкой и средней вязкости в системы измерения и дозирования. Максимально увеличьте производительность вашей установки.

Рассматриваете возможность приобретения нашей продукции и хотели бы проконсультироваться
перед приобретением?

Особенности

Питающие насосы Graco обеспечивают надежную подачу однокомпонентных герметиков, клеев и других материалов низкой и средней вязкости в системы измерения и дозирования. Максимально увеличьте производительность вашей установки.

Прочность и долговечность – Насосы Dura-Flo проверены временем и продемонстрировали высокую производительность

• Пневматический двигатель XL 1000
  
  • Модульность конструкции облегчает процесс технического обслуживания
  • Надежная конструкция корпуса, не подвержен коррозии и образованию вмятин
  • Наиболее высокотехнологичный пневмомотор в своем классе
• Насосный блок Dura-Flo 430 куб. см
  
  • Покрытие Maxlife на цилиндре и штоках увеличивает срок безотказной работы

  Стандартная соединительная муфта —

  Заменяемый выпускной патрубок с внешней резьбой NPT 1 1/2″-11 1/2

  • Снижение расходов на ремонт

  Сменное седло

  • Минимизирует стоимость обслуживания

  Литой выпуск и впускной корпус

  • Улучшает структурную целостность