Цементировачный насос 9Т. Курсовая работа-Оборудование для капитального ремонта, обработки пласта, бурения и цементирования нефтяных и газовых скважин

Насос 9Т конструкции завода «Красный молот» используется в самоходных цементировочных агрегатах ЦА-320М, предназначенных для закачки в скважину цементного и глинистого раствора. Его гидравлическая мощность 115 квт, наибольшее давление 390 кГ/см2 при подаче 3л/сек и числе ходов 28 в минуту, наибольшая подача 23 л/сек при давлении 40 кГ/см2 и числе ходов 125 в минуту. Насос 9Т – горизонтальный приводной поршневой двухцилиндровый двойного действия. Приводная часть его размещена в литой станине и содержит две шатунные группы с крейцкопфами, червячную передачу, трансмиссионный и коренной валы. Трансмиссионный вал, расположенный в нижней части картера, вращается в двух роликовых подшипниках No32617, установленных в стаканах.
Осевое усилие на вал воспринимается двумя шариковыми упорными подшипниками No 8222. В средней части вала выполнен глобоидный червяк, приводящий во вращение червячное колесо, закрепленное на коренном валу. Литой коренной эксцентриковый вал вращается в двух сферических роликоподшипниках No 3624, закрепленных на его концевых участках и установленных в гнездах станины. Для восприятия осевых усилий на концах эксцентрикового вала установлены упорные шарикоподшипники No 8320. В средней части вала на ступице напрессован бронзовый венец червячного колеса, закрепленный болтами. Оси эксцентриков коренного вала смещены на 90°. На эксцентриках насажены внутренние кольца роликовых цилиндрических подшипников No 92152. Под них введены разъемные вкладыши для упрощения разборки вала. Вкладыши крепятся на валу болтами и буртами зажимают внутреннее кольцо подшипника. Наружное кольцо роликоподшипника закреплено в мотылевой головке шатуна двумя планками и болтами. В малой головке находится игольчатый подшипник ЦКБ-957, установленный на пальце крейцкопфа. Для повышения твердости поверхности пальца, служащего беговой дорожкой для иголок подшипника, он изготовляется из стали ШХ15 и закаливается токами высокой частоты. Палец установлен в крейцкопфе на конусной посадке, закреплен сквозным болтом с шайбой и зафиксирован от проворачивания шпонкой. Литой стальной крейцкопф снабжен сменными чугунными накладками. Он скользит по термообработанным направляющим станины. В торцевую часть крейцкопфа ввернут шток, закрепленный контргайкой. Шток в месте выхода из станины уплотнен сальником.
Приводной механизм смазывается с помощью коловратного маслонасоса, установленного в нижней части станины и приводимого в действие от трансмиссионного вала. Масло через пластинчатый фильтр по трубкам поступает к подшипникам эксцентрикового вала и крейцкопфам. Подшипники мотылевых головок шатунов смазываются разбрызгиванием масла в картере.
Детали гидравлической части насоса размещены в двух сваренных вместе клапанных коробках. Клапанная коробка отлита из стали и скреплена со станиной шпильками. В ней установлены цилиндровая втулка, поршень, два всасывающих и два нагнетательных клапана, лобовая крышка, корпус сальника и другие детали. К нижней части клапанных коробок прикреплен всасывающий коллектор, а в верхней части – нагнетательный коллектор и нагнетательный колпак-компенсатор.
Стальная цельная цилиндровая втулка установлена в горизонтальном отверстии клапанной коробки и закреплена коронкой и лобовой крышкой. Между выступающим буртом цилиндровой втулки и клапанной коробкой расположено резиновое уплотнительное кольцо прямоугольного сечения, подтягиваемое при осевом перемещении втулки. Внутри втулки находится цельный резино-металлический поршень, надетый на цилиндрический участок штока и закрепленный гайкой и контргайкой. Зазор между сердечником поршня и штоком уплотняется с одной стороны самоуплотняющейся губой поршня, надвинутой на бурт штока, а с другой стороны – U-образной резиновой манжетой. В насосе применяются сменные цилиндровые втулки и поршни диаметром 90, 100, 115 и 127 мм.
Шток в месте выхода из клапанной коробки уплотняется многоманжетным сальником, поджимаемым втулкой и фланцем.
Клапаны насоса – тарельчатые, конические с уплотнением, закрепленным на тарелке диском и гайкой. В верхней части тарелка поджата пружиной. Седла клапанов установлены в конических отверстиях коробки. Крышки закреплены винтовыми втулками. Лобовая крышка и корпус сальника закреплены шпильками. Лобовая и клапанные крышки уплотнены самоуплотняющимися резиновыми манжетами, а корпус сальника – плоской прокладкой. Предохранительный клапан насоса – гвоздевого тип – установлен на нагнетательном коллекторе и состоит из корпуса, поршня, штока, амортизатора и тарированного гвоздя. Для каждого диаметра цилиндровой втулки подобрано определенное сечение гвоздя. Этим обеспечивается предохранение механизма насоса от перегрузки, а гидравлической коробки от разрыва. На нагнетательном коллекторе установлен манометр с предохранительным устройством диафрагменного типа, заполненным маслом. Весовой показатель насоса – 29 кГ/кВт.

Насос поршневой цементировочный НЦ-320

Насос НЦ-320 - насос горизонтальный, двухпоршневой двустороннего действия со встроенным червячным редуктором повышенной нагрузочной способности. Назначение - для нагнетания жидких сред (глинистых, цементных, солевых растворов) при промывочно-продавочных работах и цементировании нефтяных и газовых скважин в процессе их бурения и капитального ремонта. Конструкция насоса НЦ-320 разработана на базе насоса 9Т, основные детали и сборочные единицы насосов взаимозаменяемы. Применение червячной пары, цельноштампованной тарели, других конструктивных и технологических улучшений увеличили долговечность и надежность насоса НЦ-320 по сравнению с насосом 9Т.

Насос поршневой цементировочный 9ТС

Горизонтальный, двухпоршневой двустороннего действия, со встроенным червячным редуктором предназначен для подачи различных жидких сред при проведении цементирования скважин и промывочно-продавочных работ в процессе бурения и ремонта скважин в составе насосных установок. Насос цементировочный 9ТС по своим техническим характеристикам, габаритным и присоединительным размерам полностью взаимозаменяем с насосом НЦ-320. Червяк и эксцентриковый вал червячного редуктора приводной части насоса цементировочного НЦ-320 конструктивно отличаются от применяемых в насосе 9ТС и каждый из них по отдельности не взаимозаменяем с аналогичными деталями насоса 9ТС.

Таблица 1.1
Технические характеристики насоса НЦ-320
Полезная мощность насоса, кВт 108
Передаточное число червячной пары 22
Габаритные размеры 2410 мм х 810 мм х 2280 мм
Масса, не более, кг 2890
Давление и объемная подача насоса НЦ-320
Число двойных ходов поршня, ход/мин Диаметр сменных втулок, мм Идеальная подача, дм3/с(м3/ч) Наибольшее давление, МПа
133 90 12,3 (44,3) 9,5
 100 15,6 (56,2) 7,5
 115 21,2 (76,3) 5,5
 127 26,0 (93,6) 4,5
30 90 2,8 (10,1) 40,0
 100 3,5 (12,6) 32,0
 115 4,8 (17,3) 23,0
 127 6,0 (21,6) 18,5

Насос поршневой цементировочный НПЦ-32 (аналог 9-Т)

Предназначен для нагнетания цементировочных, глинистых и других промывочно-продавочных растворов в нефтяные, газовые и прочие скважины в процессе их бурения или ремонта. Конструкция разработана на базе насоса 9-Т с применением модифицированной глобоидной пары (обладает повышенной нагрузочной способностью, долговечностью, надёжностью). Гидравлическая коробка сварная, что позволяет значительно расширить технологические возможности насоса (бустерный вариант), проходит гидростатические испытания при давлении 60 МПа, что позволяет использовать насос на давление 40 МПа.
Цельноштампованные тарели клапанов надёжны и долговечны. Конструктивные особенности системы смазки обеспечивают насосу долговечную и бесперебойную работу. Насос надёжен в работе: средний срок службы - 8 лет. Полная взаимозаменяемость при ремонте насосов 9-Т.

Таблица 1.2
Технические характеристики насоса 9Т
Наименование Норма
Мощность полезная, кВт 105
Ход поршня, мм 250
Число двойных ходов поршня в минуту: 
максимальное 133
минимальное 30
Передаточное число глобоидной передачи 20,5
Давление на входе, МПа, не более 0,5
Габаритные размеры, мм 2400х1000х2200
Масса, кг 3400

Таблица 1.3
Режим работы
Частота вращения коренного
(эксцентрикового) вала, об/мин Наибольшее давление нагнетания МПа / Подача дм3/с
 при диаметре цилиндровых втулок, мм
 90 100 115 127
30 (минимальная) 40*/2,6 32*/3,5 23*/4,8 18,5*/6,0
133 (максимальная) 9,0 /11,6 7,5 / 15,6 5,5 / 21,2 4,5 / 26

* - предельно допустимые значения давления нагнетания при соответствующем диаметре цилиндровых втулок, при которых насос может работать непрерывно непродолжительное время. Продолжительность работы насоса на любом режиме ограничивается температурой нагрева масла в станине насоса.

В результате модернизации цементировачного насоса значительно упростилась замена клапанов, уменьшилось время работы.
В данном дипломном проекте, модернизация насоса не повлияла на экологию окружающей среды и на безопасность. Предложенные технические решения соответствуют всем нормам и правилам установленными нормативными документами.