Модернизация системы смазки и охлаждения штоков бурового насоса УНБ-600-Дипломная работа-Оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин

В данном дипломном проекте представлены результаты конструкторской проработки модернизации системы смазки и охлаждения штоков бурового насоса УНБ600. Проект базируется на материалах, собранных на преддипломной практике, и на анализе научно-технической и патентной информации. На их основе в пояснительной записке представлены технико-экономические обоснования выбранного варианта технического предложения, а также проработаны вопросы обеспечения безопасности и защиты окружающей среды при использовании нового оборудования. Подача смазывающей и охлаждающей жидкости к штокам бурового насоса осуществляется вспомогательным насосом с отдельным электроприводом. Для смазки штока применяют масло или специальные масляные эмульсии, ис-пользование воды резко снижает срок службы штока.
На раме 1 и станине 2 насоса ( лист 5) смонтирована система смазки и охла-ждения штоков. Она предназначена для смазки и охлаждения штоков, умень-шает трение штока поршня о резиновые манжеты и отводит тепло из зоны тре-ния.
Подача смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ) на оба штока осу-ществляется центробежным насосным агрегатом горизонтального типа, шифр К8/18.
Электронасосный агрегат 15 установлен на раме 1 на приварных плитах 14.
Нагнетательный трубопровод 4 смонтирован на агрегате электронасоса 15 вдоль боковой стенки бурового насоса и при помощи рукава соединен с кол-лектором 11. В нагнетательный трубопровод входит манометр 3 и вентиль 10, который предназначен для регулировки количества СОЖ на штоки поршня.
Бак 8 установлен на раме 1 и соединен с электронасосным агрегатом всасы-вающим трубопроводом 13. Для лучшего образования водомасляной эмуль-сии к всасывающему трубопроводу 13 в баке подсоединен смеситель 12, кото-рый должен быть установлен вертикально. В нижней части бака 8 имеется по-лость соединения с патрубками 5, к которым можно подвести горячий воздух, воду или пар для подогрева СОЖ.
К штокам поршня СОЖ подводится через отверстия в патрубке 23, которая при помощи ниппеля 19, корпуса шарнира 21 соединена с коллектором 11. Для предотвращения разбрызгивания СОЖ на крышке бака 8 установлен жез-ловый маслоуказатель 7. В баке для слива загрязненной СОЖ предусмотрена пробка 6.
СОЖ циркулирует по замкнутому циклу и из штоковых камер сливается в бак 8 по рукаву 9 через отверстие в крышке бака.
Из анализа работы насоса, видно, что при увеличении числа двойных хо-дов штока увеличивается производительность и повышается давление на выхо-де из насоса.
По мере углубления забоя скважины при диаметре втулок большего разме-ра для повышения давления возникает необходимость увеличение числа двой-ных ходов, что может привести к износу и выходу из строя насоса и силовых агрегатов, так как приходится работать на пределе. В связи с этим переходят на втулки меньшего диаметра, что позволяет увеличить давление на выходе и снизить число двойных ходов штока. Из анализа (таб. 4) мы видим, что на глу-бине 2618м была произведена замена поршней и втулок на Ø150мм.
Общее рабочее время за месяц составило 325,5 ч. За это время было прове-дено 1074150 рабочих циклов поршня.
Затраты времени на ремонт насоса за месяц составил 3,05ч. из которых бы-ло связано с:
Выходом из строя электродвигателя насоса системы охлаждения штоков, замена электродвигателя – 0,3ч.
Заменой латунной диафрагмы в предохранительной коробке – 0.15ч.
Заменой уплотнения штока – 0,4ч
Заменой штоков – ремонт 1,4ч.
Смена поршней и втулок не является ремонтом, это технологический про-цесс, который учитывается при составлении проекта, и нормами времени на замену в ч.
Из этого видно, что в основном ремонт насоса производится по гидравли-ческой части, и большее время тратится на ремонт при смене штоков.
Также из анализа видно, что был выход из строя системы смазки и охла-ждения штоков. Это могло привести к износу штоков и уплотнения штока в следствии их нагрева.
Межремонтный период бурового насоса составляет 240 часов. Норматив-ный ресурс насоса до капитального ремонта составляет 3600 машино-часов.
Данный насос No86 1995г выпуска прошел 2 капитальных ремонта. После последнего капитального ремонта . На данной скважине насос отработал 1725 машино-часов. При монтаже насоса на следующей скважине необходимо про-вести капитальный ремонт.
Проанализировав работу бурового насоса, видим, что наиболее актуаль-ным вопросом по модернизации бурового насоса УНБ-600 является поиск решения по улучшению работы системы смазки штоков. С целью значительно-го увеличения срока службы, штоков и уплотнений штока.

Техническим предложением является замена электрического привода насоса системы смазки и охлаждения штоков на механический привод от трансмиссионного вала бурового насоса. Главным недостатком электрона-сосного агрегата является частый выход из строя электродвигателя, трудо-емкость его замены, также обслуживания. Необходимо постоянно следить за тем чтобы при работе он был включен, и выключен при остановке насоса.
Механический привод позволит улучшить удобство обслуживания, а также автоматически будет включаться и выключаться в зависимости от ра-боты и остановок насоса, увеличит надежность и долговечность.
Предлагается заменить штатный насос К 8/18 системы смазки и охла-ждения с частотой оборотов 2900 об/мин, на насоса ВКС 1/16, схожий по параметрам и технической характеристике, но с меньшей частотой враще-ния. В Табл. 4.1приведено сравнение показателей насосов.
Из (таб. 4.1) видно, что в первом приближении предлагаемый насос ВКС 1/16 по своим техническим характеристикам подходит для замены штатного насоса. Далее в нашем проекте ставится цель выполнить расчетную проверку соответствия рабочих параметров предлагаемого насоса требуе-мому режиму смазки и охлаждения штоков и разработать чертежи новой системы.
Цель технического предложения достигается тем, что в передаче, уста-навливаем ведущий шкив на трансмиссионном валу насоса и ведомый шкив на валу насоса системы охлаждения штоков, передачу между ними осу-ществляем гибким элементом в виде бесконечной ленты.
Из рассмотренных конструкторских предложений патентного обзора не один не отвечает требованию по решению данной задачи. Главным недо-статком конструкций являются: сложность устройства ввиду большого наличия составных звеньев, неудобностью в эксплуатации и большая трудо-емкость их сборки.
Предлагаю в качестве гибкого элемента бесконечной ленты на данный привод установить клиноременную передачу, что значительно уменьшит трудоемкость при замене, и эксплуатации.
Также необходимо будет модернизировать плиту крепления насоса и установить на ней консоль для установки натяжных винтов.