1 ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ КОНСТРУКЦИЙ ДВУХПОРШНЕВЫХ
НАСОСОВ
Поршневые приводные насосы с двумя цилиндрами двустороннего действия благодаря своей конструктивной простоте и достаточно равномерной подаче, получаемой с применением пневматических компенсаторов, наиболее технологичные для изготовления и удобные в эксплуатации, являются широко распространенным видом бурового насоса.
Рисунок 1.1 –Схема устройства
В отличие от прямодействующего насоса с постоянной скоростью на большей части длины хода поршня движение поршня приводного насоса неравномерно, что является результатом преобразования вращательного движения кривошипа в возвратно-поступательное движение поршня при помощи кривошипно-шатунного приводного механизма. В первом приближении можно считать, что скорость поршня приводного насоса изменяется во времени по кривой, близкой к синусоиде. В мертвой точке при положении кривошипа Qс (рисунок 1.1) скорость поршня равна нулю (точка с на рисунке 1.2). Затем скорость поршня непрерывно увеличивается до своего максимума М1 (у середины хода), образуя восходящую ветвь ОМ1 кривой подачи, и снова постепенно уменьшается до нуля в мертвой точке е на противоположном конце хода, образуя нисходящую ветвь M1е кривой подачи. Поворот кривошипа на некоторый угол, когда поршень находится около мертвого положения, вызывает относительно небольшое перемещение поршня. В середине длины хода поршня поворот кривошипа на тот же угол вызывает относительно большее перемещение поршня. Например, при длине хода поршня 350 мм поворот кривошипа
Рисунок 1.2 - Типичная диаграмма подачи промывочной жидкости
поршневого насоса с на 10° в конце хода соответствует двумя цилиндрами перемещению поршня на 2,5 мм, а двустороннего действия такой же поворот кривошипа в середине длины хода поршня вызывает его перемещение на величину 30 мм, т. е. в 12 раз большую. Из этого следует, что скорость поршня различна на разных участках длины его хода, и поршень движется переменно с ускорением и замедлением - при постоянной угловой скорости кривошипа.
Рисунок 1.3 - Диаграмма скорости поршня
На рисунке 1.3 видно, что скорость поршня прямо действующего насоса в 1,57 раза меньше максимальной скорости поршня приводного насоса при одинаковой длине хода обоих насосов и одинаковом числе двойных ходов поршня в 1 минуту.
Теоретическая величина подачи промывочной жидкости из насосной камеры равна произведению скорости поршня при данном угле поворота кривошипа на площадь поршня.
Кривошипы поршневого бурового насоса с двумя цилиндрами двустороннего действия установлены на коренном валу с угловым смещением по направлению вращения на 90° друг относительно друга. Суммарную подачу промывочной жидкости двумя цилиндрами насоса определяют сложением ординат двух смещенных вдоль оси абсцисс на 90° диаграмм bи а подачи левого В и правого А цилиндров. Полученная кривая dизображает также изменение вращательного момента на коренном валу за один оборот.
Степень неравномерности δ подачи жидкости цилиндрами насоса при объемном коэффициенте, равном 100%, определяется выражением:
(1.1)
Эта же величина представляет собой степень неравномерности вращательного момента на валу насоса при постоянном давлении нагнетания. Величина δ характеризует тип насоса. Для насоса с двумя цилиндрами двустороннего действия 0,042 < δ < 0,4.
Разновидностью приводного двухлинейного насоса является плунжерно-поршневой насос с двумя раздвоенными цилиндрами одностороннего действия - раздвоенные цилиндры на каждой из параллельных линий расположены последовательно на некотором расстоянии друг от друга. Этот насос может быть использован и как поршневой - с поршнями большого диаметра при максимальной подаче, и как плунжерный - при высоком давлении нагнетания. В обоих случаях усилие по штоку, равное произведению давления нагнетания на площадь поперечного сечения поршня или плунжера, должно быть одинаковым при всех диаметрах сменных поршней и плунжеров для того, чтобы нагрузка приводного механизма не изменялась.
Наиболее распространенным на практике остается насос без водяной рубашки с двумя цилиндрами двустороннего действия, в которых работают поршни двустороннего действия.
2 НАЗНАЧЕНИЕ, КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БУРОВОГО
НАСОСА
2.1 Назначение
Буровые насосы предназначены для нагнетания в скважину промывочной жидкости с целью очистки забоя и ствола от выбуренной породы (шлама) и выноса её на дневную поверхность, охлаждения и марки долота; создание гидромониторного эффекта при бурении струйными долотами; приведение в действие забойных гидравлических двигателей.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
