Буровое оборудование можно отнести к типу, требующему обязательного регулярного осмотра и технического обслуживания. Добыча нефти и газа — крайне важная для нашей страны отрасль, которая составляет огромную долю доходов государственного бюджета. А качество и состояние оборудования — ключевой фактор развития во всех сложных областях промышленности.
В этой статье разберемся в принципах работы одного из ключевых агрегатов в добыче — бурового насоса. А заодно определим порядок и причины замены поршней в нем.
Зачем в конструкции поршни
Поршень бурового насоса — одна из основных подвижных деталей механизма. За счет него происходит движение жидкости через гидравлический блок насоса.
В общих чертах схему работы агрегата можно представить следующей последовательностью:
- Двигатель через систему валов приводит в движение поршень, тянет его по цилиндру вверх (либо в одну из сторон, при горизонтальном расположении цилиндра), открывая внутреннее пространство цилиндра для жидкости.
- Одновременно с началом движения поршня, за счет созданного вакуума, клапан в нижней части цилиндра переключается во впускное положение, открывая доступ жидкости внутрь цилиндра.
- Жидкость заполняет все доступное пространство пока поршень идет вверх.
- Доходя до механического ограничения, поршень останавливается.
- В этот момент привод приходит в верхнее положение и начинается движение поршня вниз.
- Под давлением жидкости, впускное отверстие в нижней части закрывается клапаном, а выпуск — открывается, давая жидкости выход из цилиндра в другую магистраль.
- Поршень двигается вниз, выталкивая жидкость, пока не достигнет низа цилиндра.
- Привод в этот момент достигает нижнего положения и начинает движение вверх. Цикл повторяется.
На этом довольно простом принципе функционируют практически все насосы. Вместо поршней могут использоваться плунжеры, а цилиндры могут быть самых разных конструкций, даже телескопическими. Но в основе лежит все то же последовательное движение поршня внутри цилиндра.
Износ
Любые подвижные относительно друг друга детали могут соприкасаться и создавать трение, либо не соприкасаться. В случае с поршнем и цилиндром, между ними не может быть зазора, иначе не получится создать ни вакуум, ни давление. Но и трение металла о метал тоже нежелательно, поскольку тогда начнется износ поверхностей.
Зазор исключается за счет использования уплотнительных колец на поршне. Они надежно закрывают просвет между поршнем и цилиндром, создавая все необходимые характеристики этого механизма. Но они же и принимают на себя все разрушающие воздействия, которые возникают во время его работы.
Замена поршня
Поскольку вся нагрузка приходится на кольца, обычно поршни менять не требуется: они не истираются и не ломаются. Но если вовремя не менять сами кольца, то проблемы могут усугубиться, и тогда возникают более серьезные угрозы:
- Кольца истираются, принимают неправильное положение, лопаются и т. д. Насос перестает обеспечивать нормативную подачу.
- Если насос продолжает эксплуатироваться, то герметичность продолжает падать, жидкость начинает забрасываться во впускающую полость вместо напорной.
- На этом этапе насос начинает ощутимо шуметь, и его требуется обязательно остановить и провести обслуживание, заменить все вышедшие из строя части.
- Если этого не происходит, то кольцо окончательно ломаются, и может произойти заклинивание поршня с погибом штока, появлением обломков внутри цилиндра и т. д.
После последнего этапа эксплуатация насоса становится невозможной, и требуется серьезный ремонт с заменой поршня (почти всегда), других деталей. Именно поэтому важно не доводить ситуацию до этой стадии и своевременно обслуживать насос.