Буровые насосы — что это и как работает?

Для промывки зоны бурения применяется буровой насос, который перекачивает воду или другую рабочую жидкость. Его использование упрощает проведение работ, повышает их продуктивность.

Буровой насос — это гидравлический агрегат, который входит в конструкцию буровой установки. Он относится к части циркуляционной системы, с помощью которой прокачивается буровой раствор, необходимый для выноса породы, улучшения укрепления ствола скважины и охлаждения рабочего инструмента.

Для классификации применяется несколько критериев:

• расположение толкателя — вертикальное, горизонтальное;
• количество цилиндров — 2 или 3;
• кратность работы — двусторонняя, простая;
• схема гидроблоков — непрямоточная, прямоточная;
• тип передачи — приводной, прямой;
• механизм регулировки подачи — бесступенчатый, ступенчатый;
• тип привода — двигатель внутреннего сгорания, гидравлический, электропривод;
• номинальная мощность привода — малая (менее 200 кВт), средняя (200–400 кВт), большая (от 400 кВт).

Еще один принцип классификации — тип рабочего органа (вытеснителя) — плунжер или поршень. В первом случае поршень движется по цилиндру, а клапаны перекачивают жидкость. Во втором — используется плунжер меньшего диаметра с внешним сальниковым уплотнением.

Важно знать, какие бывают типы буровых насосов в зависимости от способа пуска. Есть две разновидности: прямого действия и приводные. Кроме того, выделяют оборудование с 1, 2 и 3 цилиндрами, которые располагаются горизонтально или вертикально.

Назначение бурового насоса и условия эксплуатации

В нашем каталоге представлен буровой насос НБ-4 160/6,3, который применяется для геологоразведочного бурения на глубине до 2 километров. Может работать с различными породоразрушающими инструментами.

Насос нагнетает промывочный раствор, обеспечивает его циркуляцию в скважине. Струя жидкости выносит из ствола выработанную породу, глину и другие фракции, охлаждает буровой инструмент.

В скважину закачивается вода, эмульсия или другая промывочная жидкость. Также может использоваться глинистый раствор со следующими показателями:

• вязкость — до 35 с, при эпизодическом применении — до 60 с;
• плотность (удельный вес) — до 1,2 г/см³, эпизодически — до 2 г/см³;
• концентрация твердых частиц (шлама, песка) не должна превышать 4,5% объема (10% при нерегулярном использовании).

Вязкость буровой жидкости определяется при помощи вискозиметра ВБР-1 (СПВ-5).

Оборудование предназначено для работы в следующих климатических условиях в соответствии с ГОСТ 15150-69:

• УЗ — в умеренном климате, закрытых помещениях с естественной вентиляцией.
• ТЗ — в сухом или влажном тропическом климате, помещениях с естественной системой вентиляции, на открытом воздухе или под навесом.

Температура воздуха может колебаться в пределах от –5 до +40 °С. Если бурение производится при минусовых температурах, необходимо принять меры для предотвращения замерзания промывочного раствора.

Запрещается эксплуатация оборудования в местах, где могут быть залежи природного газа и горючая пыль.

Области применения

Указанная модель насоса подходит для геологоразведки, инженерных изысканий, а также применяется в строительной отрасли: ставится на буровую установку, выполняющую функцию разведки. Например, когда выбирают площадку для возведения здания. Наличие бурового насоса обеспечивает высокий КПД при бурении и дает возможность производить работы с промывкой скважины.

Насосное оборудование такого типа используют на предприятиях пищевой промышленности и в других отраслях производства. Оно перекачивает большие объемы жидкостей по магистралям. При этом нельзя закачивать агрессивные вещества. Химически активные среды — нефтепродукты, кислоты, щелочь, сжиженный газ — могут повлиять на стойкость и функциональность деталей. Они способны разрушить компоненты гидравлики: клапаны гидроблока, уплотнители, плунжеры.

Конструкция и принцип работы бурового насоса

Рассмотрим устройство бурового насоса на примере модели НБ 4-160/6,3.

Основные узлы:

• горизонтальный плунжерный насос с прямоточной гидравлической частью;
• рама насоса;
• коробка передач со шкивами;
• электрический двигатель с рамой;
• клиноременные передачи с кожухами;
• натяжные болты.

Насос состоит из гидравлической и приводной частей.

Гидроблок обеспечивает необходимые параметры работы бурового насоса. В корпусе имеются конические расточки с седлами — в них установлены клапанные группы. Они бывают двух типов: шаровые и тарельчатые (устанавливается один из них).

Техника комплектуется сальниково-плунжерными узлами диаметром 45 или 70 мм. Плунжер укрепляется резиновыми манжетами, хомутами соединяется с кривошипно-шатунным механизмом. Для оперативного монтажа/демонтажа используется быстросъемный крепеж. Во время работы узлы закрываются крышками с бачками и отверстиями для подачи смазочно-охлаждающей жидкости (машинного масла).

В гидроблоке имеется нагнетательная полость с двумя отверстиями. Одно из них при работе заглушено, к другому гайкой крепится узел нагнетания: рукав, предохранительный клапан, манометр на шланге. Клапан соединяется со штоком — необходим для принудительного подъема. При запуске выполняет функцию сливного устройства. По манометру настраивается на определенное давление срабатывания: для плунжера диаметром 70 мм — 4,3+0,2 МПа, для плунжера 45 мм — 6,0+0,3 МПа.

Приводная часть насоса имеет картер, в котором размещен коленвал с зубчатым колесом. Оно находится в зацеплении с входным валом шестерней. На коленвале расположены шатуны, соединенные с ползунами.

Вот как все работает. Ременные передачи передают движение от двигателя к коробке передач, а затем — к входному валу и коленвалу. Натяжные болты отвечают за натяжение передач. Кривошипно-шатунные механизмы преобразуют вращательное движение электрического двигателя в возвратно-поступательное движение плунжеров.

За счет этого в рабочей камере гидроблока создается воздушное разрежение для всасывания раствора. Когда жидкость поступает внутрь устройства, всасывающий клапан перекрывается. Из-за нарастающего давления нагнетательный клапан открывается, буровой раствор выходит в напорную полость и магистраль насоса.

Процесс повторяется циклически, обеспечивая циркуляцию раствора для бурения скважины. Жидкость нагнетается в скважину, очищает ствол шахты от шлама и выводится из него, а также охлаждает бурильный инструмент.

Технические характеристики

При выборе оборудования необходимо учитывать, какие существуют виды буровых насосов, а также их параметры:

• мощность;
• конструкция гидроблока, блока привода;
• размещение шкива с пневматической муфтой или двигателем;
• вес, габариты и другие характеристики.

Корректный подбор оборудования позволяет:

• поддерживать бесперебойное бурение в различных условиях;
• использовать жидкости с механическими примесями, неагрессивные жидкости;
• обеспечивать равномерную подачу промывочного раствора независимо от колебаний давления в линии;
• корректировать подачу среды в соответствии с технологическими требованиями;
• гарантировать простоту, безопасность эксплуатации, легкий и оперативный ремонт.

Для самоходных буровых установок подбираются модели, забирающие раствор, даже если его уровень на 4 м ниже размещения самого оборудования.

Смотрим на характеристики модели НБ 4 — они отвечают всем этим критериям:

• Подача жидкости: с плунжером диаметром 45 мм — 8, 10, 22, 40, 65 л/мин, диаметром 70 мм — 20, 25, 50, 95, 160 л/мин.
• Частота вращения коленвала: 32, 38, 81, 147, 249 оборотов в минуту.
• Максимальное давление на выходе: не менее 6,3 МПа (плунжер на 45 мм) и 4,5 (на 70 мм).
• Разница между высотой насоса и поверхности жидкости (высота всасывания): 5 м.
• КПД: от 0,7.
• Вес: до 580 кг.
• Габариты: 1160х830х1470.
• Двигатель: электрический, АИР 132М4УЗ, мощность 11 кВт, скорость вращения 1470 о6/мин, подключается к сети 220/380 В.

Вывод: модель обладает оптимальным соотношением мощности, массы, компактности и других параметров. Это повышает эффективность ее использования для буровых работ. Благодаря высокому качеству сборки, продуманной конструкции, надежным комплектующим выдерживает высокие нагрузки. Отличается долговечностью, неприхотливостью.

Заказчик может выбрать один из четырех вариантов исполнения модели:

• с коробкой скоростей, электродвигателем мощностью 11 кВт;
• с коробкой скоростей, двигателем на 7,5 кВт;
• с коробкой скоростей, без двигателя и рамы крепления;
• без коробки скоростей, кронштейна для ее крепления, двигателя и рамы.

Во всех случаях техника поставляется с комплектом запасных частей.

АО «Горные машины» — надежный поставщик

Буровые насосы — надежное, производительное, долговечное оборудование. Его стоимость достаточно высока, но если выбирать технику у проверенного поставщика, все затраты окупятся быстро.

Группа компаний «Горные машины» поставляет надежную и мощную технику на выгодных условиях, предлагает комфортный формат сотрудничества.

Мы поставляем оборудование для предприятий горнодобывающего комплекса по доступным ценам. Присутствуем на рынке более 18 лет. Являемся дилером 27 российских и зарубежных заводов, сотрудничаем только с проверенными производителями. Поставляем технику в 19 стран, имеем офисы в РФ, Казахстане, Узбекистане. Работаем по дилерским контрактам с 60 предприятиями. Ежегодно у нас покупают технику 1700 различных компаний горнодобывающей отрасли.

Почему предприятия выбирают нас в качестве поставщика:

• широкий ассортимент техники для добычи, переработки, транспортировки горных пород;
• консультация, помощь при выборе оборудования — в штате специалисты с высшим горным образованием, которые знают все о применении и классификации буровых насосов и другой техники;
• быстрая обработка заявок;
• поставка в любых объемах с соблюдением оговоренных сроков — в Москву, все регионы страны;
• сертифицированные товары с необходимой документацией;
• наличие оригинальных запчастей, расходных материалов;
• гарантийное, сервисное обслуживание, ремонт — все работы производят высококвалифицированные инженеры.

По вопросам покупки насосного оборудования обращайтесь по телефонам, указанным на сайте. Также можно отправить заявку на электронный адрес gm@aogm.ru. Расскажем об ассортименте и характеристиках, подберем технику для ваших задач, любых условий эксплуатации. Обеспечим доставку в любой регион России точно в срок по выгодным тарифам.

Обратите внимание