Инновационное оборудование для нефтегазопромысловой отрасли

В состав специализированных мобильных комплексов нефтегазопромыслового оборудования при проведении цементирования и кислотной обработки скважин, гидравлического разрыва пластов, гидропескоструйной перфорации, глушения скважин и других тампонажных работ применяются передвижные установки с...

В состав специализированных мобильных комплексов нефтегазопромыслового оборудования при проведении цементирования и кислотной обработки скважин, гидравлического разрыва пластов, гидропескоструйной перфорации, глушения скважин и других тампонажных работ применяются передвижные установки с насосами высокого давления, работающие в сложных условиях с абразивосодержащими, быстротвердеющими, коррозионными и другими агрессивными жидкими средами. От надежности этих установок, и прежде всего насосов, во многом зависит качество проведения перечисленных технологических операций и, как следствие, эффективность дальнейшей эксплуатации нефтяных и газовых скважин. Применяемые в настоящее время серийные плунжерные насосы отечественного производства не соответствуют современному уровню научно-технического прогресса и в недостаточной мере отвечают возрастающим в связи с этим требованиям проведения упомянутых выше дорогостоящих и ответственных операций. Эти насосы отличаются недостаточной долговечностью и надежностью, увеличенными массогабаритными характеристиками, высокой удельной материалоемкостью (отношение массы к полезной мощности насоса), значительной неравномерностью подачи, низким кпд и узким диапазоном основных рабочих параметров.

В существующих условиях экономического кризиса и наступающей посткризисной ситуации в мировой экономике, отмеченные недостатки делают данную продукцию крайне неконкурентоспособной, что ни в коей мере не может отвечать, поставленным руководством РФ целям на модернизацию и интенсификацию экономики страны. В связи с этим, на основе критического анализа конструкций отечественных и зарубежных насосов высокого давления, «Траст-Инжениринг» начало разработку и изготовление опытного образца трехплунжерного насоса высокого давления НП-720х105 приводной мощностью 720 кВт и максимальным давлением подачи 105 МПа. Насос разработан в 2008 году и освоен в производстве в 2009 году. Этот насос может поставляться в трех основных и трех дополнительных исполнениях в соответствии с типоразмером плунжера. В этом случае наибольшая идеальная подача будет составлять 2461 л/мин. (41,02 л/сек.). Исполнения насоса, кроме параметров, в основном отличаются диаметрами плунжеров и сопряженными с ними штатными деталями. Насос НП-720х105, созданный на основе творческой переработки и освоения конструкций наиболее передовых представителей данного класса машин, по основным показателям не уступает или превышает лучшие отечественные и зарубежные образцы. Ресурс сменных частей насоса и прежде всего плунжеров и клапанных узлов, предопределяющих наработку на отказ любых плунжерных насосов, значительно выше ресурса применяемых в настоящее время.

Более подробно с трехплунжерным насосом НП-720х105 потребители могут познакомиться на сайте компании по адресу www.trustneft.ru

Трехплунжерный насос НП-720х105 — горизонтальный, одностороннего действия (базовая модификация). Он состоит из гидравлической и приводной частей, а также систем их принудительной смазки. Гидравлическая часть насоса крепится к приводной посредством двенадцати стяжных шпилек и включает: гидроблок, в гнездах которого установлены взаимозаменяемые всасывающие и нагнетательные клапанные узлы с пружинами сжатия; нажимные втулки с центральным шестигранным отверстием для крепления цилиндровых и клапанных крышек с манжетными уплотнителями; плунжеры и штоки; универсальные уплотнительные пакеты плунжеров и нажимные винты. Клапанные узлы включают седло, затвор и пружину сжатия. Затвор клапана с зафиксированным на нем резиновым уплотнением имеет нижнее направление в виде четырех рожков. Седло, зафиксированное в коническом отверстии гидроблока, имеет установленное в наружной кольцевой канавке эластичное уплотнение. Как показали многолетние исследования и промысловые испытания, клапанные узлы такого типа отличаются долговечностью, а главное увеличивают коэффициент подачи насосов до 7 % за счет улучшенной гидродинамики затворов небольшой массы. Плунжер имеет длину хода 164 мм и полированную рабочую поверхность, упрочненную порошковым износостойким и коррозиестойким покрытием высокой твердости. Уплотнительный пакет плунжера поджимается нажимным винтом.

Применение металлофторопластов обеспечивает минимальные размеры уплотнительного пакета, повышенную герметизирующую способность и долговечность уплотнительного пакета в целом.

В нижней части гидроблока через фланцы на шпильках крепится приемный коллектор. Отверстия с пробками, расположенные под всасывающими клапанными узлами, обеспечивают с помощью специального приспособления полный слив жидкости из цилиндров насоса после его остановки. В верхней части гидроблока на уровне верхней кромки седел клапанов находится коллектор насоса, соединяющий все нагнетательные клапанные камеры. Нагнетательный коллектор имеет выходные отверстия на левом и правом торцах гидроблока, к которым крепятся посредством шпилек и гаек нагнетательный манифольд и предохранительный клапан насосной установки. В гидроблоке имеются штуцеры с регулировочными дросселями для подачи смазки на трущиеся поверхности плунжеров. Приводная часть насоса включает сварную безразъемную станину, в которой смонтированы продольно расположенные шатунно-крейцкопфные группы и поперечно установленный коренной (коленчатый) вал с тремя эксцентрично расположенными шейками. Станина включает наружные боковые и внутренние стенки, соединенные поперечными вертикальными (лобовой, внутренней и задней) перегородками, верхние и нижние горизонтальные плиты, а также днище. В лобовой перегородке станины имеются расточки, в которых монтируются корпуса с размещенными в них уплотнениями штоков, а также резьбовые отверстия под стяжные шпильки крепления гидроблока. К верхней и нижней горизонтальным плитам болтами крепятся направляющие крейцкопфов. Коллекторы, трубопроводы и штуцеры насоса служат для принудительной подачи смазки под давлением на верхние и нижние направляющие крейцкопфов. Шатунно-крейцкопфные группы включают стальные кованые крейцкопфы и шатуны, в малые головки которых запрессованы антифрикционные втулки, охватывающие пальцы крейцкопфов. В больших головках шатунов размещены антифрикционные полувкладыши разъемных подшипников скольжения, охватывающие шейки кривошипов коленчатого вала. Большие головки шатунов соединены с крышками болтами-стяжками. Коренной вал — коленчатого типа, четырехопорный; его опорами служат специальные подшипники. По оси кривошипов коренного вала имеются отверстия для подвода по радиальным каналам смазки на трущиеся поверхности шеек кривошипов. На глухом торце коренного вала выполнено центральное отверстие, в которое введен патрубок вертлюга с манжетным уплотнением для принудительного ввода смазки в коренной вал. Система смазки насоса обеспечивает принудительную раздельную смазку подвижных узлов приводной и гидравлической частей насоса. Система смазки приводной части включает приемный сетчатый фильтр грубой очистки, масляный фильтр тонкой очистки, манометры, предохранительный клапан, приемный и нагнетательный трубопроводы, смонтированные на станине и крышке коренного подшипника насоса. Нагнетательный трубопровод, через фильтр тонкой очистки обеспечивает доставку масла одновременно в коллектор для смазки нижних направляющих крейцкопфов, а через вертлюг — в коренной вал для смазки головок шатунов.

Под давлением, создаваемым насосным агрегатом, масло из картера насоса высокого давления подводится к его узлам трения и стекает обратно в картер. Давление в линии нагнетания ограничивается с помощью предохранительного клапана, который при превышении давления сверх установленного открывается и перепускает часть масла через линию дренажа в картер. Система смазки оснащена двумя манометрами для контроля давления масла и состояния фильтра тонкой очистки. Система смазки плунжеров включает масляный бак, установленный на насосе; закрепленный на крышке подшипника приводной части шестеренный насос с приводом через мультипликатор от коренного вала; предохранительный клапан; коллектор с обратным клапаном и игольчатыми кранами вентильного типа; всасывающий и нагнетательные трубопроводы, смонтированные на приводной и гидравлической частях насоса. Коллектор распределяет смазку на плунжеры, расход которой регулируется игольчатыми кранами. При превышении давления в системе выше допустимого часть смазки перепускается в масляный бак.

Насос имеет систему предотвращения неравномерности температурных деформаций в приводной части насоса. При работе насоса НП-720х105 коленчатый вал получает вращение от привода, например, дизельного силового агрегата, состоящего например из двигателя Сaterpillar C27 и автоматической коробки перемены передач Allison 8610, и передает движение шатунам, приводящим в возвратно-поступательное движение крейцкопфы, от которых движение через шток передается плунжерам.

Основными достоинствами насоса НП-720х105 являются:

  • • Максимальное давление, развиваемое насосом, — 105 МПа (производительность -309 л/мин.), при диаметре плунже- ра — 80 мм.
  • • Максимальная производительность — 1254,5 л/мин. (давление — 29,4 МПа), при диаметре плунжера — 100 мм.
  • • Максимальная производительность — 2461 л/мин. (давление — 14,7 МПа), при диаметре плунжера — 140 мм.
  • • Ход плунжера —164 мм. Максимальное число двойных ходов в минут — 325. • Масса насоса — 3150 кг.
  • • Применение специальных подшипников в опорах кривошипного вала позволяет двести ресурс работы насоса до 15 лет.
  • • Использование современных антифрикционных мате- риалов в опорах скольжения позволяет снизить коэффици- т трения до 30 раз, по сравнению с традиционными бронзовыми втулками.
  • • Ресурс насоса до первого капитального ремонта 5000 часов в течении срока службы 10 лет
  • • Межремонтный ресурс 1000 часов при 8 текущих и одном капитальном ремонтах в течении срока службы 10 лет.

 

В заключении отметим, что, освоение в производстве всей гаммы новых плунжерных насосов высокого давления компанией ЗАО «Траст-Инжениринг», позволит отечественному нефтегазопромысловому машиностроению успешно конкурировать с ведущими транснациональными корпорациями на рынке технологического оборудования для нефтяных и газо- х месторождений как внутри страны, так и на рынках Азии, Южной и Центральной Америки.

Категории
Нефтегазовая промышленностьСтатьи

Комментировать

*

*

Похожие