НАГНЕТАТЕЛЬНЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ БУРОВЫХ НАСОСОВ

Нагнетательные трубопроводы (манифольды) служат для по­дачи бурового раствора от насосов в скважину при бурении или промывках. Нагнетательный трубопровод состоит из верти­кальной и горизонтальной частей. Вертикальная часть называ­ется стояком. Их монтируют на наружной грани вышек и кре­пят хомутами. Между стояком и элементами вышек устанавли­вают деревянные прокладки. В верхней части стояк имеет горловину с фланцем для присоединения к буровому шлангу, который вторым концом соединяется с вертлюгом.

Изготовляют манифольды в заводских условиях из углероди­стых сталей, обладающих хорошей свариваемостью (сталь мар­ки 20). При отсутствии заводских манифольдов допускается их изготовление в полевых условиях из бурильных труб группы прочности Д или Е диаметром 127 или 140 мм с толщиной стен­ки 10—11 мм в зависимости от рабочего давления в трубопрово­де. На высоте 1,5—2 м от пола буровой к стояку приваривают патрубок, на который устанавливают манометр. Выше пола буровой на стояке монтируют задвижку высокого давления.

В зависимости от типа буровой установки применяют раз­личные варианты монтажа горизонтальной части манифольда: каждый насос можно соединять со стояком отдельным трубо­проводом, или же от стояка прокладывают общий трубопровод, к которому подключают каждый насос. В современных установ­ках используется в основном последний вариант манифольда.

Техническая характеристика нагнетательных трубопроводов приведена в табл. 26.

Горизонтальная часть манифольда монтируется прямолиней­ной с уклоном в сторону насосов для возможного слива раство­ра из труб самотеком при остановках. работы в зимнее время.

Для трубопроводов исполь­зуют бурильные трубы труппы прочности Д и Е диаметрами 114, 127 и 140 мм с толщиной стенок 10—11 мм. Трубы со­единяют сваркой, при помощи фланцев или быстроразъемных соединений. С целью ускоре­ния монтажа нагнетательного трубопровода применяют быстроразъемные замковые соеди­нения следующих конструкций: плоские с несмещенной осью трубопровода и сферические со смещаемой осью в пределах до 15°, которые упрощают мон­таж трубопровода. Плоское соединение (рис. 54,а) состоит из двух патрубков 1 и 4, кото­рые приваривают к трубам. Патрубки имеют фланцы с на­ружной конической поверхно­стью, между фланцами уста­навливают прокладку 2. Соеди­няют фланцы шарнирным хо­мутом 3. Шарнирный хомут (рис. 54,б) состоит из двух по­ловин 4 и 5, к которым прива­рены серьги 1 и 3. Соединя­ются обе половины осью 2 и болтом с гайкой 6 и 7.

Сферическое соединение (рис. 54,6) состоит также из

двух патрубков 1 и 4. Патрубок 4 имеет проточку под уплотнительную прокладку 5, патрубок 1 — седло с внутренней сфери­ческой и наружной конической поверхностями. На патрубок с шарообразной поверхностью устанавливают накидное упорное кольцо 2 с внутренней сферической и наружной конической по­верхностями. Соединяют патрубки также шарнирным хомутом 3. Могут применять также и другие конструкции быстроразъемных соединений.

Элементы быстроразъемных соединений к секциям нагнета­тельного трубопровода приваривают на заводах или в мастер­ских. При монтаже буровой трубопровод должен собираться из готовых секций. Трубопровод крепят хомутами к специальным забетонированным стойкам или к крупноблочным основаниям оборудования.

Рис. 54. Быстроразъемные соединения манифольда

Рис. 55. Монтажный компенсатор

Для упрощения монтажа нагнетательных трубопроводов между отдельными блоками буровой установки при­меняют монтажные компенсаторы, обеспечивающие угловое сме­щение оси трубопровода до 10° и линейное перемещение до 200 мм. Монтажный компенсатор (рис. 55) состоит из двух сфе­рических соединений 1 и 3, смещаемых под углом, и телескопи­ческого винтового соединения 2, смещаемого по оси в пределах 200 мм.

На нагнетательных линиях около каждого насоса после ком­пенсаторов устанавливают отсекающую задвижку высокого дав­ления или обратный клапан с целью возможности работы одним насосом в случае ремонта второго. Кроме этого около насоса устанавливают пусковую задвижку, которая устраняет гидрав­лический удар при пуске насоса и выравнивает давление в наг­нетательной линии при восстановлении циркуляции бурового раствора. Нагнетательный патрубок пусковой задвижки соеди­няют с приемной емкостью. При монтаже общего для всех насо­сов нагнетательного трубопровода в конце его можно устанав­ливать одну пусковую задвижку, которая обеспечивает возмож­ность пуска любого насоса.

В качестве пусковых задвижек в основном применяют дроссельно-запорные устройства ДЗУ-250 с дистанционным управле­нием. Дроссельно-запорное устройство (рис. 56) состоит из кор­пуса 1, пневматического цилиндра 2 с поршнем 3 и запорного клапана 4 с седлом 5. Устройство соединяется с нагнетательным трубопроводом при помощи накидной гайки 6. Привод дроссельно запорного устройства осуществляется пневматическим ци­линдром 2 двойного действия (открытие — закрытие). Воздух в цилиндр подается через штуцеры от пневмо системы буровой установки при помощи крана, установленного на пульте буриль­щика. От размера внутреннего диаметра штуцеров зависит ско­рость перемещения клапана 4. Буровые насосы запускаются при открытом запорном клапане. Подачей сжатого воздуха в верх­нюю полость пневматического цилиндра система поршень — шток — клапан перемещается вниз, плавно перекрывает клапан и повышает давление в нагнетательном трубопроводе. К ниж­нему отводу корпуса присоединяют трубу и выводят ее в прием­ную емкость.

Рис. 56. Дроссельно-запорное устройство ДЗУ-250 дистанционного управления

На нагнетательном трубопроводе могут устанавливаться от­воды для наполнения раствором запасных емкостей.

В этом случае на каждом отводе ставят задвижку высокого давления. Для работы в зимних условиях горизонтальная часть нагнетательных линий обычно прокладывается вместе с паро­проводом и утепляется термоизоляцией (кошмой, стекловатой и др.).

При бурении разведочных скважин обычно монтируют до­полнительный насос. Нагнетательный трубопровод этого насоса соединяют с механизмами приготовления и утяжеления раствора (гидромешалками, гидросмесителями) и при помощи его рас­твор перекачивают в рабочие и запасные емкости.

На нагнетательном трубопроводе устанавливают компенса­торы и предохранительные клапаны. После окончания монтажа перед сдачей буровой в эксплуатацию нагнетательные трубопро­воды подвергают гидравлическому испытанию (опрессовке) на давление, превышающее максимальное рабочее на 50%. Опрессовку производят при помощи цементировочного агрегата. На испытание трубопровода составляется акт.

КОМПЕНСАТОРЫ

Компенсаторы служат для смягчения гидравлических толчков при пульсирующей подаче жидкости поршневыми насосами, вы­равнивания их подачи и уменьшения вибрации нагнетательных трубопроводов. В современных буровых насосах (У8-6-МА2, НБТ-600) применяют пневматические компенсаторы диафрагменного типа, в рабочую плоскость которых предварительно за­качивается воздух или азот под давлением на 40—60% менее рабочего давления насосов. По принципу действия все компен­саторы аналогичны и различаются только конструктивным ис­полнением резервуаров. На рис. 57 показан компенсатор ПК-40/250 бурового насоса НБТ-600. Компенсатор состоит из корпуса 10, седла 1, крышки 8, диафрагмы 3 со стабилизато­ром 2 и фасонной шайбы 9. На крышке под защитным кожу­хом 7 установлены пробойник 6, вентиль 4 и манометр 5. При заполнении газовой полости “а” азотом или воздухом диафрагма принимает форму внутренней поверхности корпуса. Конус диаф­рагмы перекрывает проходное отверстие седла. Для предотвра­щения выдавливания конуса диафрагмы в проходное отверстие седла в центральной части диафрагмы завулканизирован метал­лический сердечник, к которому крепится фасонной шайбой и болтом стабилизатор. Манометр предназначен для контроля давления при заполнении компенсатора газом и для проверки наличия газа и давления в компенсаторе при неработающем на­сосе путем открытия вентиля. В остальных случаях во избежа­ние утечек газа игольчатый вентиль должен быть закрыт.

Во время работы насоса буровой раствор при давлениях в нагнетательном коллекторе выше давления газа в полости компенсатора, проходя через отверстие седла, приподнимает диафрагму и сжимает газ до выравнивания давлений в газовой полости компенсатора и 'коллектора. В периоды подачи раствора насосом часть раствора поступает в полость б компенсатора и дополнительно сжимает газ. В период прекращения подачи на­соса подача возмещается за счет увеличения объема газа в ком­пенсаторе и поступления раствора из компенсатора в коллектор насоса. Диафрагма компенсатора во время работы насоса со­вершает колебательное движение. Пробойник 6 служит для про­кола прокладки, установленной между крышкой и пробойником, для гарантированного выпуска газа из компенсатора. Это дела­ют перед снятием крышки для замены поврежденной диафрагмы. Для буровых насосов У8-6М применяются трех баллонные блоки пневматических компенсаторов. Такие компенсаторы со­стоят из корпуса, на котором установлены три воздушных кол­пака. Внутри колпака помещены перфорированная труба и надетый на нее резиновый баллон. На корпусе колпака установ­лена пробка и вентиль, к которому присоединяется приспособле­ние для заполнения газовой полости азотом или воздухом и контроля давления в ней. В корпусе компенсатора имеется от­верстие с наружным патрубком для установки предохранитель­ного клапана диафрагменного типа.

Рис. 58. Предохранительный клапан КП-250

Компенсаторы монтируют на нагнетательном коллекторе на­сосов и крепят к ним фланцевыми соединениями.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: