Усунення пульсацій подачі та тиску рідини під час роботи поршневих насосів

Abstract

Широке використання у нафтогазовій галузі поршневих насосів зумовлює необхідність їх періодичної модернізації з метою покращення характеристик та усунення недоліків. Одним із недоліків насосів об’ємної дії, зокрема бурових поршневих насосів, є пульсація тиску та подачі рідини. Це негативно впливає на всю високонапірну лінію насосно-циркуляційної системи, в тому числі і на свердловинне обладнання (бурильні труби, вибійні двигуни, породоруйнівний інструмент тощо), а також на стінки необсадженої свердловини. Проаналізувавши графіки миттєвих подач насосів різних типів, встановлено, що найменший коефіцієнт (1,047) нерівномірності подачі спостерігається у насоса трикратної дії (трипоршневого бурового насоса односторонньої дії). Проте, сьогодні ще застосовуються двопоршневі насоси двосторонньої дії, у яких коефіцієнт нерівномірності подачі складає 1,1. Щоб усунути пульсацію тиску та подачі зазвичай застосовують пневмокомпенсатори. Але, навіть при використанні пневмокомпенсаторів, все ще спостерігається пульсація подачі та тиску рідини. Щоб усунути це явище, у статті пропонується схема поршневого насоса, у якій використовується модифікована зубчаста рейкова передача та додаткова циліндро-поршнева пара. Особливістю привода додаткового поршня є приведення його в дію за допомогою кулачка, що має спеціальний профіль. Провівши теоретичні дослідження та порівнявши отримані графіки миттєвих подач модернізованого та існуючого насосів (двопоршневих двосторонньої дії), встановлено, що у модернізованого насоса пульсація подачі та тиску відсутні. Також наведено принципову схему модернізованого поршневого бурового насоса двосторонньої дії, яка може бути основою для проєктування пропонованого привода насоса.