Разработка процесса монтажа бурового насоса

Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание

Введение

1. Анализ конструктивного исполнения буровых насосов

2. Монтаж оборудования (бурового насоса)

3. Монтажная технологичность оборудования

4. Производственно-технологическая подготовка монтажных работ

5. Меры безопасности при техническом обслуживании

6. Техническое обслуживание и ремонт

Заключение

насос монтаж оборудование ремонт

Введение

Буровые насосы применяются для нагнетания промывочной жидкости в скважину при бурении. Поток промывочной жидкости от бурового насоса направляется к забою скважины внутри колонны бурильных труб, очищает забой и долото от частиц породы, образовавшихся в следствии механического воздействия на забой зубьев долота и струй промывочной жидкости, а затем через затрубное пространство выносит эти частицы на поверхность.

Энергия потока промывочной жидкости часто используется для привода различных забойных механизмов: турбобура, вибробура или забойного механизма подачи.

Развитие техники и технологии бурения скважин требует постоянного совершенства буровых установок в следующих направлениях: повышение мощности и давления насосов, повышение гибкости характеристики Q?P насосов, уменьшение массы насосов и габаритов, улучшение транспортабельности, монтажеспособности и удобства обслуживания. Наблюдается тенденция к повышению гидравлической мощности буровых насосов, объясняемая стремлением увеличить проходку за один рейс долота.

1. Анализ конструктивного исполнения буровых насосов

В настоящее время буровые установки комплектуются насосами двух типов: двухцилиндрового двойного действия или трехцилиндровыми одностороннего действия. Односторонние насосы не имеют различий в принципиальных схемах, они отличаются параметрами технической характеристики и конструктивным исполнением отдельных узлов.

Все буровые насосы имеют гидравлическую и приводную части, смонтированные на общей раме-салазках. Гидравлическая часть поршневого насоса состоит из литой или кованой гидрокоробки с двумя или тремя параллельно расположенными в горизонтальной плоскости цилиндрами, в которых установлены втулки с поршнями. Двухцилиндровые насосы двойного действия имеют четыре всасывающие и четыре нагнетательных клапанных узла. В трехцилиндровых насосах одностороннего действия установлены три всасывающих и три нагнетательных клапана. В каждом насосе имеется одна приемная (всасывающая) коробка и один нагнетательный тройник. Гидравлическая и приводная части обычно соединяются.

Различие насосов состоит в размерах и конфигурации клапанов способов их расположения, конструкции клапанных крышек, конструкции цилиндровых крышек, способах крепления цилиндровых втулок и т.д. Клапаны и гнезда различных насосов также имеют конструктивные отличия.

В трехцилиндровом насосе со стороны штока нет уплотнения что не только упрощает конструкцию, но значительно упрощает эксплуатацию. Отпадает необходимость периодически подтягивать сальник и менять изношенный шток. Важная особенность этой конструкции заключается в том, что со стороны штока открыто зеркало цилиндра и это позволяет его интенсивно охлаждать и смывать с него абразивные частицы бурового раствора.

Приводная часть бурового насоса выполняет функции преобразования вращательного движения ведущего шкива в возвратно-поступательное крейцкопфов и передачи поршням энергии, получаемой от силового привода. Кроме того, трансмиссия насоса снижает частоту вращения коренного вала. Приводная часть насоса состоит из литой и сварной станины, в которой смонтированы трансмиссионный вал с одной или двумя шестернями и приводным шкивом, коренной вал в сборе с одним или двумя зубчатыми колесами, шатуны и крейцкопфы с контрштоками.

В современных конструкциях буровых насосов обычно применяется одна косозубая или шевронная передача. Это уменьшает ширину и массу насоса. Использование эксцентриков на коренном валу вместо кривошипов также уменьшает габариты и массу насоса. При такой конструкции уменьшается длинна трансмиссионного вала.

Трехцилиндровые буровые насосы одностороннего действия имеют ряд преимуществ перед насосами двойного действия. С увеличением глубин скважин до 7-15 тыс.м возникла необходимость в насосах сверхвысоких давлений (более 30 МПа) с большой приводной мощностью. С увеличением давления нагнетания растут нагрузки штоки поршней, что вызывает необходимость увеличения диаметров штоков. В результате в насосах двойного действия существенно сокращается объем насосных камер со стороны привода и соответственно увеличивается неравномерность подачи, которая в двухцилиндровых насосах и без того большая. Трехцилиндровые насосы одностороннего действия обеспечивают равномерную подачу при любом давлении.

С другой стороны, масса двухцилиндровых насосов двойного действия мощностью около 1300 кВт достигает 50 т, что затрудняет их транспортировку по шоссейным дорогам и монтаж на буровых. Трехцилиндровые насосы одностороннего действия значительно легче и более компактны, что имеет не мало важное значение, особенно в условиях морского бурения. Кроме того, эти насосы имеют конструктивные и эксплуатационные преимущества.

2. Монтаж бурового насоса

Бесперебойная работа агрегатов зависит от качества их монтажа. Монтаж буровой установки должен выполняться в строгом соответствии с монтажными установочными и узловыми чертежами для каждого вида оборудования.

На буровой установке обычно монтируют два насоса. Для бурения глубоких скважин монтируют три и более насоса. Количество насосов, входящих в комплект буровой установки, определяется необходимой для промывки скважины и для привода забойного двигателя гидравлической мощностью. Монтаж насосов на буровой сводится к установке их на подготовленной площадке.

Насосы устанавливают на балки металлических оснований, однако возможна установка их и на деревянные брусья, уложенные в грунт на расстоянии около 500 мм друг от друга. Ввиду значительной массы насоса нет необходимости в специальном фундаменте или креплении насоса к балкам или брусьям.

Насос устанавливают по уровню как по длине, так и по ширине. Отклонение от горизонтальности не более 1,5 мм на длине 1000 мм. Зазоры между основанием и рамой устраняются прокладками. Емкости с раствором рекомендуется размещать так, чтобы уровень жидкости в них был выше оси цилиндров насоса. В противном случае коэффициент наполнения насоса уменьшается и снижается подача. На конце всасывающей трубы надо установить фильтр, а если уровень раствора ниже осей цилиндров, то и обратный клапан. Диаметр всасывающей трубы должен быть не менее диаметра приёмной коробки, то есть 250 мм, а длина её (с целью уменьшения гидравлического сопротивления) короткой с минимальным числом изгибов; при установке труба должна иметь уклон от насоса к чану.

Чем ближе к насосу установлен воздушный компенсатор, тем спокойнее нагнетается раствор в трубы. В насосах, выпускаемых Уралмашзаводом, компенсатор расположен непосредственно на насосе.

На воздушном компенсаторе необходимо установить манометр. На нём красной чертой должно быть указано предельное давление. Для промывки штоков к насосам от водопровода подводится труба диаметром 19 мм.

Только после установки и крепления насосов, выверки параллельности трансмиссионного вала насоса относительно вала трансмиссии приводного агрегата, выверки параллельности осей валов и совпадения плоскостей ведущего шкива привода и ведомого шкива на насосе можно начинать монтаж трубопроводов высокого давления, подсоединения насоса к компенсаторам и соединение ёмкостей с буровыми насосами.

Клиновые ремни следует подбирать одинаковой длины. Отклонение по длине отдельных ремней в комплекте свыше 15 мм не допускается. Контроль натяжения ремней производится усилием 180 Н, приложенным перпендикулярно к середине пролёта каждого ремня. Допустимый прогиб ремня при нормальном натяжении должен быть в пределах 55 - 65 мм. Натяжку ремней нужно производить устройством, специально для этого предназначенным. Категорически запрещается производить бесконтрольную натяжку ремней тяговыми средствами, так как это может привести в дальнейшем к поломке трансмиссионного вала. Клиноремённая передача должна быть надёжно закрыта предохранительным кожухом.

После сборки насос прокручивается вручную за шкив на один ход поршня для того, чтобы убедиться, что кривошипно-шатунный механизм свободно вращается, без заеданий и скрежета.

3. Монтажная технологичность оборудования

Сборку устьевой арматуры проводит завод - изготовитель. Для установки данного оборудования ответственная бригада должна знать условия эксплуатации, технологию монтажа.

По окончании сборки устьевой арматуры на скважине вся система должна быть спрессована через боковой отвод на давление, соответствующее максимально допустимому (расчетному) внутреннему давлению обсадной колонны с выдержкой под давлением в течение 30 мин.

По окончании сборки колонной головки на скважине вся система должна бить спрессована через боковой отвод на давление, соответствующее максимально допустимому (расчетному) внутреннему давлению обсадной колонны с выдержкой под давлением в течение 30 мин.

Вся сборка соединяется 12 болтами М20.

В корпусе подвески плашки монтируют на установочных винтах, ввинчиваемых при сборке подвески, и центрируют при посадке колонны вокруг ее верхней трубы.

Вся сборка соединяется 12 болтами М20.

В корпусе подвески плашки монтируют на установочных винтах, ввинчиваемых при сборке подвески, и центрируют при посадке колонны вокруг ее верхней трубы.

Монтаж манифольда занимает не менее суток при полной сборке комплекта задвижек, штуцеров, тройников и других узлов.

Монтаж манифольда МПБ2-100Х350 в блочном исполнении осуществляется в сборке противовыбросового оборудования при работе с буровыми установками типа ДГУ, ЗУ конструкции Уралмашзавода и завода «Баррикады».

После обвязки устья второй промежуточной колонны проводят сборку манифольда и наземного оборудования.

При сборке противовыбросового оборудования с тремя превенторами по схеме на промежуточной колонне морских скважин с приэстакадной площадки и стационарной платформы.

После сборки выкидная линия устанавливается в прорезь металлической стойки и вращением винта прочно закрепляется в ней.

Для этого должны строго соблюдаться разделение деталей по рабочим давлениям и их сборка.

С этой целью серьезное внимание уделяется порядку сборки испытателя, особенно узлу вращения, циркуляционному клапану и ясу, предназначенным для предотвращения и ликвидации прихвата колонны труб, испытателя пластов и, как следствие, газонефтепроявлений.

Сборка плашек выполнена с шестью цилиндрическими пружинами и предохранительной втулкой из фторопласта.

В задвижке ширина двух плашек после сборки на 1--2 мм меньше,

после сборки манифольда выкидные линии его спрессовывают на давление 10 МПа.

После сборки запорной арматуры вокруг устья строят настил и площадку под буровой агрегат для принудительного спуска в скважину бурильных или-насосно-компрессорных труб.

При сборке клиновой подвески устанавливают по четыре манжеты с каждой стороны и для установки комплекта манжет прилагают усилие от 400 до 3000 Н в зависимости от диаметра подвешиваемой обсадной колонны.

Колонные головки ГК-1000 выпускаются следующих модификаций (по сборке): ГК-ЮОО-04, ГК-1000-05, ГК-ЮОО-06.

Эту сборку спрессовывают на соответствующее давление и укладывают на мостках.

4. Производственно-технологическая подготовка монтажных работ

К началу работ по монтажу технологического оборудования должны быть смонтированы и в установленном порядке сданы в эксплуатацию технологические грузоподъемные средства и передаточные тележки, которые будут использованы для производства работ, а также постоянные и временные железнодорожные пути и автодороги, необходимые для подачи оборудования.

Для обслуживания монтажных операций мостовые краны могут быть сданы во временную эксплуатацию под ответственность монтажной организации.

Расконсервация рабочих поверхностей оборудования производится в соответствии с ГОСТ 9.014-78. Защитный состав, который покрывает оборудование, должен быть удален, как правило, перед индивидуальным испытанием оборудования без его разборки в соответствии с указаниями, приведенными в технической документации предприятия-изготовителя.

Очищенные и протертые поверхности должны быть покрыты рабочей смазкой, указанной в технической документации предприятия-изготовителя.

Способы установки и выверки оборудования на фундаментах должны соответствовать требованиям проектной документации, ВСН 125м и "Руководства по креплению технологического оборудования фундаментными болтами".

Допускаемые отклонения на сборку и монтаж оборудования должны быть указаны в технической документации предприятия-изготовителя. При отсутствии таких указаний допускаемые отклонения не должны превышать значений, приведенных в настоящих правилах на соответствующее оборудование.

Установочные поверхности (базы) должны быть указаны в технической документации предприятия-изготовителя. Изменение установочной базы должно согласовываться с предприятием-изготовителем.

Специальные инструменты, приспособления и приборы, необходимые для монтажа оборудования, поставляются предприятием-изготовителем в соответствии с ОСТ 24.010.01-80 и техническими монтажными требованиями.

При выверке оборудования определение отклонений от параллельности, горизонтальности и вертикальности базовых поверхностей и осей отдельных машин и механизмов, а также проверка установки их в плане и по высоте должны производиться, как правило, методами прямого визирования и высокоточного нивелирования с использованием оптико-геодезического инструмента и приспособлений соответствующего класса точности.

При закреплении оборудования на фундаментах преимущественно должен применяться бесподкладочный метод монтажа.

После выверки и закрепления оборудования на фундаменте составляется акт проверки установки на фундаменте в соответствии со СНиП 3.05.05-84 и оборудование сдается под подливку, которая должна быть выполнена не позднее 48 ч после письменного извещения монтажной организации.

Подливка производится строительной организацией в присутствии представителя монтажной организации, заказчика и в соответствии с требованиями СНиП 3.05.05-84 и ВСН 361-85.

5. Меры безопасности при техническом обслуживании

Монтаж, эксплуатация и техническое обслуживание арматуры устьевой насосной должны соответствовать требованиям настоящего паспорта, ГОСТов, и «Правил безопасности в нефтяной и газовой промышленности», утвержденных Госгортехнадзором России в 1998г.

К монтажу арматуры и ее обслуживанию допускается персонал, ознакомленный с особенностями ее конструкции и проинструктированный по безопасному ведению работ, согласно правил, действующих на нефтепромыслах и в бригадах по подземному ремонту скважин.

При обслуживании арматуры запрещается:

Производить монтажные и демонтажные работы узлов и деталей, находящихся под давлением. Эксплуатировать задвижки в полуоткрытом положении шибера. Производить вращение маховиков с помощью рычага при открывании и закрывании задвижек. Стоять вдоль оси клапана нагнетательного у задвижки, перепускного клапана в корпусе арматуры или разрядного у вентиля манометрического при технологических операциях с ними. Наносить механические удары по деталям арматуры, находящейся в эксплуатации.

При монтаже-демонтаже фланцевых соединений арматуры следует пользоваться накидными ключами и центраторами.

При проведении гидравлических испытаний арматуры наличие воздуха в системе не допускается.

6. Эксплуатация и ремонт

Высокое давление нагнетания и наличие абразивных частиц в перекачиваемой жидкости вызывают интенсивный износ гидравлической части бурового поршневого насоса, приводная же часть изнашивается вследствие больших динамических нагрузок.

Техническое обслуживание производит буровая бригада в период, когда насос не участвует в процессе бурения. Проводят следующие основные работы: смену быстро изнашивающихся частей и деталей (клапаны, поршни, штоки, цилиндровые втулки).

При текущем ремонте производятся следующие работы:

- проверка и подтяжка всех болтовых соединений;

- замена быстроизнашивающихся деталей: цилиндровых втулок, поршней, штоков, клапанов, сёдел и клапанных пружин;

- замена уплотнительных манжет цилиндровых крышек, крышек клапанов, уплотнений штоков, уплотнений цилиндровых втулок и надставок штоков;

- проверка состояния и регулировка направляющих и накладок крейцкопфа;

- проверка состояния надставок штока и их крепления со штоком;

- проверка приводного шкива и регулировка натяжения ремней;

- замена баллонов и промывка фильтров воздушных колпаков;

- смазка всех подшипников не реже одного раза в неделю.

Проверка щупом уровня смазки в картере и доливка масла. Смена масла производится не реже одного раза в 3 месяца, а также после окончания бурения скважины. В среднем ремонтный цикл для насосов составляет 24 месяца, а межремонтный период - 8 месяцев работы.

При текущем ремонте в дополнение к перечисленным работам проверяют и регулируют подшипники коренного и трансмиссионного валов, заменяют изношенные корпуса сальников, пальцы, втулки, направляющие и накладки крейцкопфа, а также надставки штока.

При капитальном ремонте разборку начинают с гидравлической части и проводят в следующем порядке: отвинчивают гайки и снимают крышки цилиндров, вынимают нажимные коронки цилиндровых втулок, вывинчивают коронки крышек клапанов, вынимают крышки клапана, пружины клапанов и клапаны, затем ослабляют сальники штоков, отсоединяют штоки от надставок, вынимают штоки с поршнями из цилиндров, снимают грундбуксы, вынимают уплотнения сальников штоков и специальным съёмником - цилиндровые втулки из клапанных коробок. Далее отвинчивают гайки и снимают нагнетательный коллектор в сборе с воздушными компенсаторами, отсоединяют гидравлическую коробку от приёмного тройника и корпуса насоса и снимают её. Затем из гидравлической коробки при помощи съёмников выпрессовывают сёдла клапанов.

После этого приступают к разборке воздушных компенсаторов.

Далее приступают к разборке приводной части насоса. Вначале снимают шкив клиноремённой передачи, для чего вывинчивают болты контршайбы, снимают её и вывинчивают болт. Затем отвинчивают болты и снимают боковые и основную крышки картера. Далее следует отвинтить болты, снять четыре боковые крышки подшипников, отвинтить гайки, снять верхние крышки подшипников и трансмиссионный вал с подшипниками и шестернёй. Затем вывинчивают надставки штока из крейцкопфов, снимают стопорные планки пальцев крейцкопфа, специальным съёмником выпрессовывают пальцы крейцкопфов, снимают сначала крышки коренных подшипников коренного вала, а затем - вал в сборе с шатунами. Далее вынимают крейцкопфы и масляные уплотнения надставок штока.

После этого приступают к разборке узлов приводной части насоса.

Коренной вал разбирают в следующем порядке: снимают крышки шатунных подшипников и шатуны, спрессовывают с помощью винтовых съёмников роликовые подшипники с шатунных шеек вала. Затем вал устанавливают на гидравлический пресс, снимают крышки коренных подшипников, торцовые крышки и корпуса подшипников, спрессовывают при помощи пресса коренные подшипники и зубчатое колесо. Затем из малой головки шатунов с помощью специального съёмника или выколоток выпрессовывают бронзовые втулки.

С трансмиссионного вала с помощью винтового съёмника спрессовывают роликовые подшипники. С крейцкопфа снимают накладки. После промывки узлов и деталей их разбраковывают и составляют дефектную ведомость.

Замене подлежат все подшипники и стаканы, шестерни и зубчатое колесо редуктора, а также все уплотнения. Гидравлическую коробку либо заменяют, либо восстанавливают.

Сборка насоса производится в последовательности, обратной разборке. Важной операцией является регулировка осевого люфта в конических роликовых подшипниках трансмиссионного вала. Регулировку производят следующим образом. Затягивают равномерно болтами крышку установочного стакана до полного выбора люфта, что характеризуется затруднённым вращением вала. Затем замеряют зазор между торцом корпуса стакана и фланцем крышки. Сняв крышку, под неё устанавливают набор прокладок, толщина которых на 0,2…0,3 мм больше замеренного зазора. Собранный трансмиссионный вал должен легко проворачиваться за шкив. Причиной перегрева и износа подшипников может быть непараллельность между валами или несоосность подшипников, что устраняется прокладками под установочные стаканы.

Заключение

В процессе выполнения работы, я ознакомился с конструктивными особенностями бурового насоса. И опираясь на конструктивные особенности разработал процесс монтажа бурового насоса. Ознакомился с ремонтом бурового насоса.

Изучил теорию монтажа технологических машин.

Размещено на Allbest.ru