Тема 6 ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ

ПРОЦЕССОВ

Вопрос 6 . 1 . Насосные установки

Предназначены для нагнетания в нефтяные и газовые скважины различных жидких сред при цементировании, гидравлическом раз­ рыве пластов, гидропескоструйной перфорации, кислотной обработ­ ке призабойной зоны, промывке песчаных пробок, а также при про­ ведении других промывочно-продавочных работ.

Насосные установки укомплектованы насосами высокого давле­ ния; смонтированы на шасси автомобилей, на тракторах и на специ­ альных рамах.

Насосная установка УН1Т-100х200предназначена для нагнетанияв скважины различных жидких сред в процессе их ремонта, а также при проведении других промывочно-продавочных работ в нефтяных и газо­ вых скважинах в районах с умеренным и холодным климатом.

Установка состоит из насоса, коробки отбора мощности, коробки передач, цепного редуктора, манифольда, вспомогательного трубопро­ вода, поста управления и системы подогрева.

Насос - трехплунжерный горизонтальный со сварной станиной. Привод насоса - от тягового двигателя через коробку отбора мощно­ сти, карданные валы, четырехскоростную коробку передач и цепной редуктор.

Приемная линия манифольда представляет собой рукав с фильт­ ром на конце. На нагнетательной линии манифольда предусмотрены

Рис.6.1. Насосная установка УН1Т-100х200:

1 - трактор Т - 130.1.Г-1; 2- пост управления; 3 - система подогрева; 4 - насос НП - 100ХЛ; 5 - напорный трубопровод; 6 - приемный трубопровод; 7 - цепной редуктор;

8 - коробка передач КП - 4 - 90; 9 - вспомогательный трубопровод

- 3 3 7 -

пробковые краны высокого давления, предохранительный клапан и манометр.

Пост управления установкой расположен в кабине трактора, куда выведены рычаги управления зубчатыми муфтами включения коро­ бок отбора мощности и коробок передач.

Обогрев и продувка гидравлической части насоса и нагнетательно­ го манифольда - выхлопными газами тягового двигателя трактора.

Насосная установка с цистерной АКПП-500предназначена длятранспортирования и нагнетания в скважины жидких сред при со-лянокислотной обработке призабойной зоны нефтяных и газовых скважин.

Установка состоит из насоса, цистерны, вспомогательного трубо­ провода, манифольда и другого оборудования.

Насос - трехплунжерный горизонтальный с трансмиссией; уста­ новлен на раме за кабиной автомобиля.

Привод насоса - от тягового двигателя автомобиля через разда­ точную коробку, коробку отбора мощности, карданную передачу и редуктор.

Для обеспечения всего диапазона давлений и подач насос укомп­ лектован сменными плунжерами двух типоразмеров.

Цистерна, установленная на раме за насосом, служит для транс­ портирования соляной кислоты; она оснащена поплавковым указа­ телем уровня. Внутренняя поверхность цистерны гуммирована.

Манифольд включает в себя всасывающую и нагнетательную ли­ нии. На нагнетательной линии расположены предохранительный клапан со срезным стержнем, запорная арматура и манометр.

Рис. 6.2. Насосная установка с цистерной АКПП-500:

1 - автошасси КрАЗ-255Б; 2 - насос 5НК-500; 3 - цистерна; 4 - вспомогательныйтрубопровод; 5 - редуктор;6 - манифольд; 7 - коробка отбора мощности

Насосная установка УНЦ2-160х500предназначена для транс­портирования и нагнетания в скважины жидких сред при углекис-дотной обработке призабойной зоны нефтяных и газовых скважин в районах с умеренным климатом.

Установка состоит из трехплунжерного горизонтального насоса, цистерны, подпорного центробежного насоса, манифольда и вспомо­ гательного трубопровода.

Насос установлен на раме за кабиной автомобиля. Привод насоса - от тягового двигателя автошасси через раздаточную коробку, короб­ ку отбора мощности и редуктор.

Для обеспечения всего диапазона давлений и подач насос укомп­ лектован плунжерами двух типоразмеров.

Цистерна, установленная на раме за насосом, служит для транспор­ тирования рабочих жидкостей, предназначенных для продавки жид­ кой углекислоты из ствола скважины в пласт. Цистерна овального се­ чения, цельносварная; несплошная перегородка, расположенная внут­ ри цистерны, предохраняет ее днища от гидравлических ударов. В вер­ хней части цистерны имеется люк для залива рабочей жидкости.

Центробежный насос - консольный одноступенчатый; предназ­ начен для создания подпора рабочей жидкости на приеме трехплун-

Рис. 6.3. Насосная установка УНЦ2-160х500: 1-автошасси КрАЗ-257Б1А; 2-насос 5НК-500; 3 - напорный трубопровод; 4 - цистерна; 5 - вспомогательный трубопровод; 6 -редуктор; 7 - приемный

трубопровод; 8 - подпорный насос 4К-6; 9 - коробка отбора мощности

- 3 3 9

жерного насоса при продавке жидкой углекислоты в пласт. Привод насоса - от тягового двигателя автомобиля через коробку отбора мощ­ ности, карданный вал и одноступенчатый редуктор.

Манифольд включает в себя всасывающий и нагнетательный тру­ бопроводы для обвязки цистерны с трехплунжерным и центробеж­ ным насосами, а также для присоединения насосов к посторонним источникам рабочей жидкости. Для плавного сброса давления пре­ дусмотрен секторный кран. Нагнетательный трубопровод насоса укомплектован проходным пробковым краном, предохранительным клапаном и манометром.

Насосная установка ЦА-320Апредназначена для нагнетанияв скважины различных жидких сред при их цементировании в про­ цессе бурения и капитального ремонта, а также при проведении дру­ гих промывочно-продавочных работ в нефтяных и газовых скважи­ нах в районах с умеренным климатом.

Установка состоит из водоподающего блока для подачи воды в смесительное устройство, насоса высокого давления для закачки жидкости в скважину, мерного бака, манифольда, вспомогательного разборного трубопровода и механизмов управления установкой.

Все оборудование смонтировано на двух монтажных рамах, при­ крепленных к лонжеронам автошасси.

Рис. 6.4. Насосная установка ЦА-320А:

1 - автошасси КрАЗ-257Б1А; 2 -коробка отбора мощности; 3 - центробежный насос ЦНС-38-154; 4 - силовой агрегат привода центробежного насоса; 5-мерный бак;

6 - монтажная рама; 7 -манифольд; 8 - карданный вал привода насоса 9Т

- 3 4 0 -

Водоподающий блок состоит из, смонтированных на общей раме центробежного насоса и силового агрегата, выполненного на базе дви­ гателя ГАЗ-52А. Топливо поступает к двигателю из бензинового бач­ ка, установленного под настилом установки.

Насос высокого давления - двухцилиндровый, двустороннего действия. Привод насоса от тягового двигателя автомобиля через ко­ робку отбора мощности и карданный вал, соединяющий выводной вал коробки отбора мощности с концом вала червяка глобоидной пары приводной части насоса.

Для обеспечения работы насоса во всем диапазоне давлений и подач он укомплектован сменными втулками и поршнями грех ти­ поразмеров.

Напорная линия насоса высокого давления оборудована предох­ ранительным клапаном.

На воздушном компенсаторе установлен манометр с разделителем. Для соединения напорной линии с устьем скважины предусмот­ рен разборный вспомогательный трубопровод высокого давления с шарнирными коленами. Напорный коллектор насоса высокого дав­ ления оборудован линией, служащей для проверки работы насоса до начала операции и сброса давления в напорной линии после опера­

ции. Предусмотрен сброс жидкости в мерный бак.

Приемный трубопровод центробежного насоса также соединен с мерным баком, а напорный трубопровод шлангом соединен со сме­ сительным устройством смесительной установки.

Мерный бак разделен перегородкой на два равных отсека; в каж­ дом отсеке установлены мерные линейки и донные клапаны. Под дон­ ными клапанами расположена приемная камера, к которой присое­ динены приемные трубы обоих насосов.

Приемная линия насоса высокого давления подсоединена к мер­ ному баку; выводы, расположенные по обе стороны установки, по­ зволяют устанавливать цементный бачок с любой стороны; переклю­ чение производится поворотными заслонками. Раствор из цементно­ го бачка отсасывается шлангом, присоединенным к концу приемного трубопровода.

Механизм управления работой насоса высокого давления распо­ ложен в кабине автомобиля, а механизм управления работой донных клапанов мерного бака и кранов наливного трубопровода - непос­ редственно у мерного бака.

Насоснал установка 5ЦА-320Спредназначена для нагнетанияв скважины различных жидких сред при их цементировании в про­ цессе бурения и капитального ремонта, а также при проведении дру­ гих промывочно-продавочных работ в нефтяных и газовых скважи­ нах в труднодоступных районах с умеренным климатом.

- 3 4 1 -

Рис. 6.5. Насосная установка 5ЦА-320С:

1 - сани; 2-монтажная рама; 3-бензиновый бак; 4-силовой агрегат с двигателем ЯМЗ-238; 5-карданный вал привода насоса 9Т; 6 - мерный бак; 7 - пост управления; 8 - насос 9Т; 9 - вспомогательный трубопровод; 10 - напорная линия;

11 - приемная линия; 12 - палец крепления внешней подвески вертолета; 13 - стремянка крепления монтажной рамы к саням; 14 - аккумуляторная батарея;

15 - дышло саней

Установка, смонтированная на раме, состоит из силового агрега­ та, насоса, мерного бака, вспомогательного трубопровода, манифоль-да и системы управления.

Силовой агрегат выполнен на базе дизельного двигателя с двух­ дисковой фрикционной муфтой сцепления постоянно-замкнутого типа и коробкой передач. Оборудован системами водяного охлажде­ ния и смазки, а также подогревателем ПЖД-44 для запуска дизель­ ного двигателя в холодное время года.

Для обеспечения работы насоса во всем диапазоне давлений и подач он укомплектован сменными втулками и поршнями трех ти­ поразмеров.

В приемную линию насоса жидкость поступает из мерного бака,

а также из постороннего источника.

Напорная линия насоса оборудована воздушным компенсатором, предохранительным клапаном, разделителем с манометром и проб­ ковыми кранами.

- 3 4 2 -

Мерный бак разделен перегородкой на два равных отсека; в каждом отсеке установлены мерные линейки, донные клапаны и наливные пат­ рубки. Под донными клапанами расположена приемная камера, соеди­ няющая приемный трубопровод с любым отсеком мерного бака.

Установка укомплектована приемным шлангом и напорным вспо­ могательным трубопроводом с шарнирными коленами для соедине­ ния с блоком манифольда или с устьем скважины.

Управление установкой централизованное, с поста, расположен­ ного на платформе у мерного бака.

Масса установки позволяет транспортировать ее вертолетом МИ-6 на внешней подвеске, а также на санях или прицепе - тягачом. При обслуживании морских скважин установка может быть установлена на различных судах.

Насосная установка ЗЦА - 400Апредназначена для нагнетанияв скважины различных жидких сред при их цементировании в про­ цессе бурения и капитального ремонта, а также при проведении дру­ гих промывочно-продавочных работ в нефтяных и газовых скважи­ нах в районах с умеренным климатом.

Рис. 6.6. Насосная установка ЗЦА-400А:

1 - автошасси КрАЗ-257Б1А; 2 - силовой агрегат; 3 - фара для освещения рабочего места; 4 - вспомогательный трубопровод; 5 -коробка передач; 6 - пост управления; 7 -насос 11Т;8 - мерный бак; 9 - приемный трубопровод; 10 - напорный трубопровод; 11 - аккумуляторы

- 3 4 3 -

Установка состоит из силового агрегата, коробки передач, трех­ цилиндрового горизонтального насоса, вспомогательного трубопро­ вода, манифольда, мерного бака и системы управления, закреплен­ ных на общей монтажной раме.

Силовой агрегат, выполненный на базе дизельного двигателя, обо­ рудован системами водяного охлаждения, смазки и питания, много­ дисковой фрикционной муфтой сцепления постоянно замкнутого типа, контрольно-измерительными приборами и электросистемой с аккумуляторной батареей, обеспечивающей запуск дизельного дви­ гателя электростартером.

Система смазки принудительная, циркуляционная.

Для обеспечения работы насоса двустороннего действия во всем диапазоне давлений и подач он укомплектован сменными втулками

и поршнями трех типоразмеров.

В приемную линию насоса жидкость поступает из мерного бака, а также из бака, установленного на земле.

Напорная линия насоса оборудована предохранительным клапа­ ном, разделителем с манометром и пробковыми кранами. Предусмот­ рен сброс жидкости из контрольной линии в мерный бак.

Установка укомплектована приемным и напорным шлангами, а также вспомогательным трубопроводом с шестью шарнирными ко­ ленами для соединения с блоком манифольда или устьем скважины.

Мерный бак разделен перегородкой на два равных отсека. В каж­ дом отсеке установлены мерные линейки и донные клапаны, под ко­ торыми расположена приемная камера, соединяющая приемную ли­ нию насоса с любым отсеком мерной емкости.

Управление установкой - с поста, расположенного на платформе.

Насосная установка УН1 - 630 х 700А (4АН-700)предназна­чена для нагнетания различных жидких сред при гидравлическом раз­ рыве пластов, гидропескоструйной перфорации и других продавоч-но-промывочных работах, проводимых в нефтяных и газовых сква­ жинах в районах с умеренным климатом.

Установка состоит из силового агрегата, коробки передач, трехплун-жерного насоса, вспомогательного трубопровода, манифольда и систе­ мы управления. Все оборудование закреплено на общей монтажной раме.

Силовой агрегат, выполненный на базе дизельного двигателя обо­ рудован системами водяного охлаждения, смазки и питания, много­ дисковой фрикционной муфтой сцепления постоянно замкнутого типа, контрольно-измерительными приборами, электросистемой с аккумуляторной батареей, обеспечивающей запуск дизельного дви­ гателя электростартером.

Для обеспечения работы насоса во всем диапазоне давлений

и подач он укомплектован сменными плунжерами двух типоразмеров.

- 3 4 4 -

Рис. 6.7. Насосная установка УН1-630Х700А (4АН-700):

1 - автошасси КрАЗ-257Б1А; 2 - пост управления; 3 - силовой агрегат; 4 - коробка передач ЗКПМ; 5-зубчатая муфта; 6 - насос 4Р-700; 7 - напорный трубопровод; 8 - вспомогательный трубопровод; 9 -фара для освещения рабочего места;

10 - аккумуляторная батарея

Приемная линия насоса оборудована выводами, расположенны­ ми с обеих сторон установки; напорная линия - предохранительным клапаном.

Управление установкой - централизованное, с поста, расположен­ ного в кабине автомобиля.

Насосная установка УНБ1 - 400x40применяется для нагнета­ния различных неагрессивных жидкостей при цементировании, гид­ ропескоструйной перфорации, гидравлическом разрыве пласгов и других промывочно-продавочных работах, проводимых на нефтяных и газовых месторождениях.

Установка (рис. 6.8), смонтированная на автомобиле КрАЗ-250, состоит из силовой установки 2, карданного 6 и промежуточного 8 валов, коробки передач 9, плунжерного насоса 12 с навесным редук­ тором, бака мерного 5, манифольда 11, вспомогательного трубопро­ вода 7, водоподающего блока 14, цементного бачка 13, поста управле­ ния 4 с фарой для освещения 3, зубчатой муфты 10 и выхлопной тру­ бы двигателя автомобиля 1 с искрогасителем.

- 3 4 5 -

Рис. 6.8. Установка насосная УНБ1-400х40: 1-двигатель; 2- силовая установка; 3 -фара освещения; 4 - пост

управления; 5 - мерный бак; б - карданный вал; 7 - вспомогательный трубопровод; 8 - промежуточный вал; 9 - коробка передач; 10 - зубчатая муфта; 11 - манифольд; 12 - плунжерный насос; 13 - бачок для цемента; 14 - водоподающий блок

Силовая установка включает двигатель В2-500АВ-СЗ с главным фрикционом и вентилятором, системы топлива, охлаждения и смазки, воздухоочистители, подогреватель, стартер с пусковым реле и другое вспомогательное оборудование. Двигатель через фрикционную муф­ ту и промежуточный вал передает вращение валу коробки передач. Вращение с выводного вала коробки передач через зубчатую муфту передается приемному валу навесного редуктора плунжерного насоса.

Трехплунжерный, горизонтальный одностороннего действия насос 14Т1 состоит из гидравлической, приводной частей и редуктора. Ме­ ханизм насоса работает по следующей схеме: от коробки передач вра­ щение передается на вал-шестерню редуктора, от него на зубчатое ко­ лесо, которое соединено с коренным валом насоса зубчатой муфтой. Коренной вал приводит в движение шатуны и посредством их приво­ дит в возвратно-поступательное движение крейцкопфы и плунжеры.

Водоподающий блок, предназначенный для подачи чистой воды в цементосмеситель при затворении цементного раствора, включает центробежный насос, коробку отбора мощности, карданные валы и промежуточную опору.

- 3 4 6 -

Манифольд насосной установки состоит из приемной, напорной, наливной, сбросовой линий к основному плунжерному насосу и при­ емной, напорной линий к водоподающему насосу.

С помощью манифольда можно выполнить следующие операции:

- забрать воду из мерного бака и закачать ее центробежным насо­ сом в смесительное устройство цементосмесительнои машины или отдельный смеситель;

- забрать воду центробежным насосом от постороннего источни­ ка и подать ее в свой мерный бак или какую-либо другую емкость;

- забрать цементный раствор плунжерным насосом из цементно­ го бачка и подать его в скважину;

- принять плунжерным насосом глинистый раствор или другую продавочную жидкость из мерного бака и подать их в скважину;

Рис. 6.9. Кинематическая схема установки УНБ 1-400x40:

а - привод плунжерного насоса; 6 -привод водоподающего насоса:1-двигатель В2-500АВ-СЗ; 2- главный фрикцион; 3 - вал промежуточный (муфта зубчатая): 4 - четырехскоростная коробка передач; 5 - муфта зубчатая; 6 - навесной редуктор; 7 - плунжерный насос; 8 - двигатель ЯМЗ-238; 9 - сцепление; 10 - коробка передач; 11- вал карданный;

12 - раздаточная коробка; 13 - коробка отбора мощности; 14 - вал карданный; 15 - многоступенчатый водоподающий центробежный насос; 16 - промежуточная опора

- 3 4 7 -

- наполнить мерный бак от постороннего источника;

- сбросить жидкость из плунжерного насоса в мерный бак при за­ рядке насоса или после окончания работы;

- забрать плунжерным насосом промывочную жидкость из посто­ роннего источника по обе стороны насосной установки и закачать ее по нагнетательной линии в скважину или какую-либо другую емкость.

Кинематическая схема установки приведена на рис. 6.9. Всасывающая линия центробежного насоса расположена с левой,

а плунжерного насоса - с правой стороны по ходу автомобиля.

Вспомогательный трубопровод состоит из девяти труб высокого давления, семи шарнирных колен, 100-мм шланга всасывающего

и 50-мм шлангов нагнетательного, сброса и продувки манифольда. Трубы высокого давления уложены в стойках, расположенных под

и на настиле установки. Каждая труба с одной стороны имеет гнездо конуса, а с другой стороны - конус с накидной гайкой.

Всасывающий шланг резинотканевый гофрированный, длиной 4 м, нагнетательный длиной 10 м, а шланг продувки манифольда - 5м.

Мерный бак вместимостью 5,5 м³ сварной конструкции разделен перегородкой на две равные половины, в каждой из которых уста­ новлены указатели уровня с ценой деления 0,1 м³.

В днище бака вмонтированы донные клапаны для плунжерного

и водоподающего насосов, которые позволяют соединить каждую по­ ловину бака или обе вместе с приемными линиями манифольда.

Установка насосная УНБ1-160х40(рис. 6.10), смонтированнаяна шасси автомобиля КрАЗ-250, предназначена для нагнетания раз­ личных жидких сред при цементировании скважин в процессе буре­ ния, капитального ремонта скважин и проведении промывочно-про-давочных работ в нефтяных и газовых скважинах.

Для монтажа навесного оборудования на шасси автомобиля устанав­ ливают две дополнительные рамы, на которых монтируют: поршневой цементировочный насос типа 9ТМ, дополнительный верхний двига­ тель марки ГАЗ-52 А для привода центробежного водяного насоса типа ЦНС38-154, мерный бак, трубы, шарнирные колена разборного тру­ бопровода, защитный кожух поршневого насоса, выхлопную трубу с искрогасителем, выведенную вверх и снабженную кожухом для за­ щиты обслуживающего персонала от ожогов, манифольд, донные клапаны и электрооборудование.

Привод насоса 9ТМ осуществляется от двигателя автомобиля КрАЗ-250 посредством коробки отбора мощности, установленной на фланце раздаточной коробки автомобиля.

Манифольд установки состоит из приемной и нагнетательной линий. Приемная линия насоса 9ТМ при помощи установленных на ней шиберных заслонок позволяет забирать жидкость как из мерно­ го бака, так и из цементного бачка, установленного на земле.

- 3 4 8 -

2120 13 H 17

Рис. 6.10. Кинематическая схема установки УНБ1 - 160х40 1 - двигатель ЯМЗ-238; 2 - коробка передач; 3 - раздаточная коробка автомобиля;

4 - шестерня высшей передачи первичного вала раздаточной коробки; 5 - рычаг включения насоса 9ТМ; 6 - коробка отбора мощности; 7 - карданный вал; 8 - двигатель ГАЗ-52А; 9 - коробка передач; 10 - муфта; 11 - насос, 9ТМ;

12 - кран высокого давления; 13 - нагнетательная линия; 14 - заслонка; 15 - мерный бак; 16 - наливная линия; 11 -донные клапаны; 18 - заслонка; 19 - линия сброса; 20 - приемная линия насоса 9ТМ; 21 - бачок для цементного раствора;

22 - кран сброса давления; 23 - цементосмеситель

Жидкость из цементного бачка можно забирать с правой или ле­ вой стороны установки с помощью шланга, присоединяемого к при­ емному трубопроводу.

На приемной линии насоса ЦНС, соединяющей насос с нижней камерой мерного бака, установлена шиберная заслонка. Нагнетатель­ ная линия этого насоса выведена под настил с левой стороны уста­ новки и заканчивается гнездом уплотнения, к которому на месте про­ ведения работ присоединяют резиновый рукав для подачи жидкости в цементосмеситель. Количество жидкости, подаваемой насосом ЦНС, регулируют изменением частоты вращения двигателя. Водо-подающий насос оборудован системой продувки выхлопными газа­ ми двигателя для удаления жидкости из насоса после окончания ра­ боты при минусовых температурах и прогрева насоса.