Классификация и основные параметры объемных насосов Текст научной статьи по специальности «Математика»

КЛАССИФИКАЦИЯ И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ОБЪЕМНЫХ НАСОСОВ Габдулов И.Н.

Габдулов Илъяс Ниязович - аспирант, факультет научно-педагогических кадров и кадров высшей квалификации,

Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) им. И.М. Губкина, г. Москва

Аннотация: объемные гидромашины способны передавать энергию и выполнять полезную работу. Объемные насосы нашли широкие области применения в таких отраслях промышленности: нефтегазовой, химической, атомной, теплоэнергетике и морской. Широкое распространение нашли объемные насосы в области бурения нефтяных и газовых скважин, а также для подачи бурового раствора в скважину. Поэтому варианты для подбора оптимального насоса и возможного его применения в той или иной индустрии рассмотрены в данной статье. В данной статье приведена классификация насосов и рассмотрены основные типы насосов объемного действия. Описаны принцип действия, конструкция и назначения данных насосов. Ключевые слова: классификация насосов, плунжерный, шестеренный, радиально-поршневой, пластинчатый, насос.

УДК 621.651

Введение

Гидромашины - это агрегаты, преобразующие механическую энергию в гидравлическую энергию потока жидкости (насосы) или энергию потока - в механическую (гидротурбины, гидро-моторы). Классификация насосов представлена на рис. 1.

Рис. 1. Классификация насосов

Большинство гидромашин обратимы: они могут работать как в режиме насоса, так и в режиме гидродвигателя, если конструктивно изготовлены такими.

Чаще всего гидромашины делают специализированными: или насос, или гидродвигатель.

Насос - это гидравлическая машина, предназначенная для преобразования механической знергни двигателя, приводящего его в действие, в гидравлическую энергию перекачиваемой жидкости.

Основные особенности объемных насосов следующие:

1. Наличие рабочих камер (полостей), периодически сообщащихся с всасывающим и нагнетательным патрубками

2. Нагнетательный патрубок геометрически изолирован от всасыющего.

3. Подача перекачиваемой жидкости неравномерная.

4. Количество жидкости, подаваемой насосом, не зависит от развиваемого давления.

5. Максимальный развиваемый напор теоретически не ограничен и определяется мощностью двигателя, прочностью деталей насоса и нагнетательноо трубопровода.

Объемные насосы применяют для извлечения из скважин нефти, перекачивания нефти по трубопроводам,

13

подачи в скважины различных реагентов. Помимо зтого насосы объемного действия применяют при промывке и обработке скважин, гидравлическом разрыве пласта, т.е. тогда, когда необходимо перекачивать сравнительно небольшой объем жидкости, содержащий абразивную взвесь, растворенный газ, химически активные компоненты [1].

Насосы объемного действия - перемещают жидкость путем периодического изменения объема рабочей камеры, попеременно сообщающейся с входным и выходным патрубками.

К ним относятся поршневые (плунжерные) и роторные насосы.

Поршневые и плунжерные насосы.

На рис. 2 показана схема одноплунжерного насоса.

Рис. 2. Одноплунжерный насос: 1 - цилиндр (корпус); 2 - плунжер; 3 -всасывающий клапан; 4 - напорный клапан

Плунжерный насос состоит из цилиндрического корпуса 1, плунжера 2 диаметром d, совершающего от привода возвратно-поступательное движение с ходом s, и двух клапанов - всасывающего 3 и напорного 4. Привод плунжера

14

от электродвигателя осуществляется кривошипно-шатунным механизмом или кулачковым валом (в этом случае в рабочей камере насоса устанавливается возвратная пружина).

Когда плунжер движется влево, объем рабочей камеры возрастает, в ней образуется разряжение, всасывающий клапан поднимается и жидкость заполняет камеру, следуя за плунжером. При движении вправо плунжер уменьшает объем рабочей камеры и вытесняет жидкость через напорный (верхний) клапан.

За каждый цикл насос подает жидкость в объеме равном: па s /4. Следовательно, если число циклов в минуту составляет п, то средняя теоретическая подача (м /с) будет равна: Qср.т = (л-а2 /4) ^п /60).

Особенностью такого насоса является то, что подача осуществляется толчками, то есть, подача пульсирует. Это главный недостаток показанного насоса (нестационарное течение жидкости).

Для снижения пульсации поршневые и плунжерные насосы делают двух или трех плунжерными или двухстороннего действия.

В последних подача осуществляется как при прямом ходе плунжера (поршня), так и при возвратном. Но полного устранения пульсации потока перекачиваемой жидкости в таких насосах достигнуть невозможно [2].

Список литературы

1. Буровой портал. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.drillings.ru/obemnasos/ (дата обращения: 24.05.2019).

2. Башта Т.М., Руднев С.С., Некрасов Б.Б. и др. 4-е изд., стереотипное, перепечатка со второго издания 1982 г. М: Альянс, 2010. 423 с.