Курсовая работа-Расчет гидравлической части бурового поршневого насоса. Прототип У8-7М

Насос буровой У8-7М предназначен для подачи промывочной жидкости на забой при бурении скважин глубиной до 5000 м. При роторном бурении промывочная жидкость подается через колонну бурильных труб на забой скважины для охлаждения и выноса разрушенной долотом горной породы, а также для передачи энергии потока турбобуру и связанному с ним долоту. В качестве промывочной жидкости можно применять воду или глинистый раствор с наличием нефти, щелочи, соды и других компонентов.
В данном курсовом проекте проведены расчеты гидравлической части насоса У8-7М и сделан информационный обзор буровых насосов
Курсовая работа содержит описание общего устройства и принципа работы поршневых буровых насосов, расчет гидравлической части насоса У8-7М, а также графическую часть.
Целью данной работы является ознакомление с общим устройством насоса У8-7М, принципом его действия.
Основными задачами курсовой работы являются:
1. Определение диаметра цилиндра насоса;
2. Определение числа двойных ходов насоса;
3. Расчет параметров клапанов насоса.
4. Расчет КПД насоса и мощности двигателя с учетом перегрузок.

В курсовом проекте для расчета взяты данные из технической характеристики насоса У8-7М.

3.1. Насос НБТ-600.
Буровой трехпоршневой насос НБТ 600 предназначен для нагнетания промывочной жидкости под давлением в скважину при геологоразведочном и эксплуатационном бурении, а также для перекачки бурового и других растворов для хозяйственных нужд и других целей. В качестве промывочной жидкости применяется вода или глинистый раствор с наличием нефти, щелочи, соды и других компонентов.

Оптимальные режимы бурения обеспечиваются установкой цилиндровых втулок и поршней одного из типоразмеров от 110 до 180 мм и регулирования числа ходов бурового насоса.
Насос НБТ 600 выпускается заводом в различных исполнениях:
1. базовая модель;
2. насос в комплектном исполнении, т.е. оснащенный вспомогательным оборудованием: пневмокомпенсаторами, приводным элементом – шкивом или звездочкой.
Teхнические характеристики:
Технические характеристики
Мощность, кВт 600 
Полезная мощность, кВт 475 
Наибольшая идеальная подачи ,л/с 45 
Предельное давление , МПа 25 
Число ходов поршней в минуту 150 
Длина хода поршня, мм 250 
Передаточное отношение редуктора(i=) 3,125 
Тип пневмокомпенсатора на входе и выходе сферический, диафрагменный 
Тип предохранительного клапана гвоздевой или диафрагменный 
Тип пускового устройства ДЗУ-250 
Тип клиноременной передачи по ГОСТ 1284.1-80 Е(Д) 
Диметр шкива, мм 1120 
Число ремней 12 
Габариты, мм:
1. длина
2. ширина
3. высота 
1. 4842
2. 2408
3. 2009 
Масса, кг. 13980 

3.2. Насос У8-6МА.
Буровой насос УНБ-600 (У86МА2) предназначен для подачи промывочной жидкости на забой при бурении скважин глубиной до 5000 м. При роторном бурении промывочная жидкость подается буровой насосом УНБ-600 через колонну бурильных труб на забой скважин для охлаждения и выноса разрушенной долотом горной породы, а также для передачи энергии потока турбобуру и связанному с ним долоту. В качестве промывочной жидкости применяется вода или глинистый раствор с наличием нефти, щелочи, соды и других компонентов.

Насос буровой двухпоршневой УНБ-600 по конструктивному исполнению горизонтальный, кривошипный, двустороннего действия.

В расчете основных характеристик принято: коэффициент подачи – 1, к.п.д. – 0,85.
Буровой насос УНБ-600 по основным параметрам соответствует ГОСТ 6031.ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БУРОВОГО НАСОСА УНБ-600:
Технические характеристики:
Мощность, кВт 600
Число поршней двухстороннего действия: 2
Частота двойных ходов наибольшая в мин 65
Длина хода поршня, мм 400
Тип зубчатого зацепления кривошипно-ползунного механизма косозубая
Угол наклона зуба, град 9°22'00''
Конструкция клапанной коробки L-образная двойного действия
Присоединительные размеры клапанной группы в клапанной коробке  №9 API Spec 7K
Давление жидкости на входе не менее, МПа (кгс/см2) 0,1 (1)
Система подачи охлаждающей жидкости на штоки поршней Под давлением от вспомогательного
центробежного насоса с электроприводом
Давление охлаждающей жидкости не менее, МПа (кгс/см2) 0,15 (1,5)
Система подачи масла в узлы трения механической части 1. Самотечная из накопительных лотков
 2. Окунание в масляную ванну
Габаритные размеры, мм: 
длина 5 100
ширина 3 000
высота 4 040
Корпус редукторной части Литой
Масса, кг 25 450
Параметры, данные в зависимости от частоты хода и диаметров поршней для насоса УНБ-600:


Диаметр поршня, мм Предельное давление на входе, МПа Подача идеальная при частоте двойного хода в минуту, м3/ч
  65 60 50 40 20 1
200 10,0 186,84 172,44 143,64 114,84 57,6 2,87
190 11,5 164,52 151,92 126,72 99,72 50,76 2,53
180 12,5 151,2 139,68 116,28 92,88 46,44 2,32
170 14,5 129,6 119,52 99,72 79,92 39,6 1,99
160 16,5 113,4 104,76 87,12 69,84 34,92 1,74
150 19,0 99,0 91,44 76,32 60,84 30,96 1,54
140 22,5 83,88 77,4 64,44 51,48 25,92 1,28
130 25,0 70,92 68,04 54,72 43,56 21,96 1,09
Мощность, кВт 600 554 462 369 185 9,230
СХБУРОВОГО НАСОСА УНБ-60



3.3 Насос УНБ-1250.

Назначение насоса УНБ-1250:
• Для подачи бурового раствора на забой в процессе строительства разведочных и эксплуатационных скважин на суше и на море в нефтегазодобывающей промышленности.
• Для перекачивания под большим давлением жидкостей в горнорудной, угольной, металлургической промышленностях и машиностроении.
• Для нагнетания воды в насосно-аккумуляторных станциях тяжелых гидравлических прессов.
Преимущества:
• экономичность – за счет снижения расходов на эксплуатацию;
• надежность и безаварийность – благодаря повышенной износостойкости деталей за счет упрочнения наиболее нагруженных деталей методом ионного азотирования рабочих поверхностей;
• простота в эксплуатации и ремонте – за счет рационального решения гидравлической и редукторной частей;
• насос УНБ-1250А отличается улучшенной компоновкой системы смазки.

Технические характеристики насоса УНБТ-950:
Мощность на валу 1250 кВт
Частота двойных ходов поршней в минуту, предельная 125
Частота вращения входного вала, предельная 566 об/мин
Направление линий зуба зубчатой передачи шевронное
Тип компенсатора на выходе из насоса ПК 70-320
Масса (без шкива и компенсатора) 21500 кг
Габаритные размеры (ДxШxВ), мм 5400x2627x1830
Давление на входе в насос, наименьшее 0,02(0,2) МПа (Кгс/см2)
Мощность, идеальная подача и предельное давление зависят от частоты ходов и диаметров поршней насоса УНБ-1250:











ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

В данном курсовом проекте был рассмотрен поршневой буровой насос У8-7М. Было изучено общее устройство и назначение буровых насосов. Проведен расчет гидравлической части насоса. Проведен патентно-информационный обзор буровых насосов, изучены их технические характеристики.
В результате расчета были получены данные для выбора диаметра цилиндра насоса, рекомендуемое количество двойных ходов, параметры тарелок клапанов, а также мощность двигателя и КПД насоса.