Принцип работы и классификация поршневых насосов. Расчет колонны насосно-компрессорных труб (фонтанная эксплуатация)

Министерство образования и науки Российской Федерации.

Федеральное агентство по образованию.

Контрольная работа

по нефтегазопромысловому оборудованию.

                                                                                           Выполнил:

                                                                                           Проверил:

2006 г.

Принцип работы и классификация поршневых насосов.

В поршневом насосе, перекачивающем жидкость, происхо­дит поочередное заполнение жидкостью рабочих камер и ее вытеснение в результате соответственно увеличения или умень­шения их объема.

Поршневые насосы состоят из механической и гидравлической частей.

Гидравлическая часть служит для преобразования механи­ческой энергии поршня или плунжера в механическую энергию жидкости. Механическая часть предназначена для преобразования движения входного эвена привода в возвратно-посту­пательное движение поршня или плунжера.

Простейший поршневой насос (рис. 1а) состоит из ци­линдра 4, поршня 5, соединенного при помощи штока 6 с при­водкой частью насоса 7, всасывающего 2 и нагнетательного 1 клапанов, размешенных в клапанной коробке 3.

Пространство, ограниченное поршнем, стенками цилиндра и клапанной коробкой, называется рабочей камерой насоса. Объем рабочей камеры обусловлен положением поршня: минимальный соответствует левому предельному положению поршня и называется объемом мертвого пространстве, максимальный - предельному правому положению поршня. Разница между мак­симальным объемом и объемом мертвого пространства называ­ется полезным объемом рабочей камеры.

При движении поршня вправо (ход всасывания) объем ра­бочей камеры увеличивается, а давление в ней уменьшается. Перекачиваемая жидкость под действием атмосферного давления открывает всасывающий клапан и заполняет рабочую ка­меру. В это время нагнетательный клапан закрыт. Таким об­разом, при ходе всасывания рабочая камера связана с всасы­вающим патрубком и изолирована от нагнетательного патрубка.

При обратном ходе поршня в рабочей, камере создается давление, превышающее давление в нагнетательном патрубке, нагнетательный клапан открывается и жидкость, по объему соответствующая полезному объему рабочей камеры, вытесня­ется. Во время нагнетательного хода рабочая камера насоса связана с нагнетательным патрубком (клапан 1 открыт) и изолирована от всасывающего (клапан 2 закрыт).

Рис. 1. Поршневые насосы.

В зависимости от условий работы, свойств перекачиваемой жидкости и назначения поршневые насосы отличаются устрой­ством и конструкцией деталей.

В основу классификации поршневых насосов положены сле­дующие признаки:

1. По способу приведения в действие:

а) приводные, в которых поршень приводится в движение шатунно-кривошипным механизмом от отдельно расположен­ного двигателя, присоединенного к насосу при помощи той или иной передачи;

б) прямого действия, в которых возвратно-поступательное движение поршня насоса обеспечивается либо бескривошипной паровой машиной, либо от гидравлического (пневматического) цилиндра, представляющих вместе с насосом один агрегат;

в) ручные;

2. По роду органа, вытесняющего жидкость:

а) поршневые (рис. 1а, в, г), имеющие поршень в форме диска;

б) плунжерные (рис. 1б), поршень которых выполнен в виде длинного цилиндра (плунжера);

в) диафрагменные (рис.1д, е, ж), в которых объем ра­бочей камеры образован стенками клапанной коробки и пере­мещающейся диафрагмой. В зависимости от конструкции диафрагма может быть пассивной (рис. 1д, е) или активной
(рис. 1ж);

3. По способу действия:

а) одинарного действия (рис. 1а, б);

б) двойного действия (рис. 1в);

в) дифференциальные (рис, 1г);

4. По расположению цилиндра:

а) горизонтальные;

б) вертикальные;

5. По числу цилиндров:

а) одноцилиндровые;

б) двухцилиндровые;
          в) трехцилиндровые;

г) многоцилиндровые;

6. По роду перекачиваемой жидкости:
          а) обыкновенные;

б) горячие (для перекачки горячих жидкостей);

в) буровые (для перекачки промывочных растворов при бурении скважин и др.);

г) специальные (кислотные и др.);

7. По быстроходности рабочего органа:

а) тихоходные, с числом двойных ходов поршня (плунжера) в минуту 40-80;

б) средней быстроходности, с числом двойных ходов поршня (плунжера) в минуту 80-150;

в) быстроходные, с числом двойных ходов поршня (плунжера) в минуту 150-350;

Помимо этого насосы по подаче делятся на малые (диаметр поршня D≤50 мм), средние (D=50-150 мм) и большие (D>150 мм). По развиваемому давлению различают насосы малого, среднего и высокого давлений.

РАСЧЕТ КОЛОННЫ НАСОСНО-КОМПРЕССОРНЫХ ТРУБ.

(фонтанная эксплуатация).

При Выборе колонны подъемных труб, которая должна быть спущена в фонтанную скважину, необходимо обеспечить следующие условия:

1). Возможность получения дебита жидкости, который может дать пласт при рациональных условиях эксплуатации на весь период фонтанной добычи;

2). Продление периода фонтанирования;

3). Возможность спуска труб в эксплуатационную колонну скважины.