содержание   ..  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  ..

Штанговые насосы в геологическом бурении

При гидрогеологических работах для откачки подземных вод из скважин с динамическим уровнем 6—50 м и реже 50— 100 м применяют штанговые поршневые насосы. Подача их колеблется в пределах 3—50 м3/ч в зависимости от типа насоса, диаметра насосного цилиндра, длины хода поршня и числа ходов поршня в единицу времени. Штанговые поршневые насосы делятся на насосы простого и двойного действия.

Штанговый насос простого действия (рис. V.7) состоит из насосного цилиндра 2, внутри которого ходит поршень 3 с проходным отверстием, закрытым нагнетательным клапаном 4. На нижнем конце цилиндра расположен всасывающий клапан 1. Насосный цилиндр прикреплен к насосным трубам 5, которые, в свою очередь, подвешены на хомутах 7. Поршень приводится в движение штангами 6 с полированным штоком 8, который проходит через сальниковую коробку 9. Возвратно-поступательное движение штангам сообщает качалка 11.

При движении поршня вверх нагнетательный клапан 4 закрывается, и столб воды над ним поднимается вверх. Излишки воды сливаются через патрубок 10. В это время в нижней полости цилиндра создается разрежение. Вода под действием атмосферного давления открывает всасывающий клапан 1 и по мере продвижения поршня вверх будет заполнять нижнюю полость цилиндра.

При движении поршня вниз всасывающий клапан под действием находящегося над ним столба жидкости закроется, а нагнетательный клапан откроется, и поршень свободно опустится на дно цилиндра, пропуская жидкость из нижней полости цилиндра в верхнюю. В это время подачи жидкости не будет. Таким образом, за один двойной ход поршня жидкость будет нагнетаться только один раз.

Штанговые насосы двойного действия приводятся в движение одной и двумя колоннами штанг. На рис. V.8 приведена конструкция штангового насоса, приводимого в действие одной колонной штанг. С двумя колоннами штанг насосы встречаются редко.

В цилиндре 7, имеющем всасывающие клапаны 3 и нагнетательные 8, ходит в направляющих втулках 2 поршень 5. Последний имеет сложную конструкцию. По нижнему полому штоку 1 подводится вода из скважины к клапанам 6, расположенным на поршне. Верхний шток 9 также полый и соединяется с нижней полостью цилиндра каналами. В верхней части шток 9 имеет клапан 10 и отверстия 11 для выхода жидкости в насосные трубы 12, на которых закреплен цилиндр 7. Движение поршню сообщается штангами 13.

При движении поршня вверх жидкость из верхней полости цилиндра через клапаны 8 вытесняется в водоподъемные

трубы 12. В это же время нижнюю полость цилиндра через клапаны 3 заполняет жидкость, поступающая из скважины. При движении поршня вниз жидкость через каналы 4, полый шток 9 и клапан 10 вытесняется в напорную магистраль, а верхнюю полость цилиндра заполняет жидкость, поступающая из скважины через полый шток 1 и клапаны 6. Этот насос за один двойной ход поршня дважды подает жидкость в нагнетательную магистраль. Подача его в 2 раза больше, жидкость подается более равномерно и в нем более уравновешена приводная система по сравнению с насосами простого действия.

Насосный цилиндр изготовляется из труб и имеет внутри расточенную шлифованную поверхность. Поршень снабжается кожаными или резиновыми манжетами из расчета одна манжета на 20 м высоты подъема. Всасывающие и напорные клапаны могут быть тарельчатыми и шаровыми.

Рис. V.7. Схема установки штангового насоса
Рис. V.8. Штанговый насос двойного действия

Рис. V.9. Насосная качалка НК-1:
1 — рама; 2—редуктор; 3 — двигатель; 4 - рычаг включения муфты; 5 — шатун; б контргруз; 7 — балансир; 8 — уравнительный блок; 9 — стойка; 10 — хомут

Для насосных штанг обычно используют газовые трубы, которые соединяются между собой при помощи удлиненных бочкообразных муфт, а для водоподъемных труб — обсадные трубы. Диаметры штанг (15, 18, 25, 30 и 38 мм) выбирают соответственно диаметрам насоса (50, 65, 75, 100, 150 мм). На штангах через каждые 10 м устанавливают направляющие ролики, предохраняющие трубы от истирания.

Внутренний диаметр водоподъемных труб должен быть на несколько миллиметров больше внутреннего диаметра цилиндра, чтобы можно было опускать и поднимать поршень без извлечения водоподъемных труб. Всасывающие трубы имеют длину 7—8 м и заканчиваются приемным клапаном. В верхней части подъемных труб устанавливают переходную коробку. Для привода штанговых насосов применяются насосные лебедки и качалки, а также откачечные агрегаты.

Насосная качалка НК-1 (рис. V.9) предназначена для привода штангового насоса простого действия при пробных и опытных откачках воды, а также при режимных наблюдениях, которые проводят в разведочных и разведочно-эксплуатационных скважинах.

Техническая характеристика НК-1

Тип качалки .................... Механическая,

балансирная

Максимально допустимая нагрузка на зажим подвески

штанг (полезная и динамическая) Н ..................5 100

Максимально допустимая глубина откачки (при работе

со штанговым насосом диаметром 102 мм), м ..........30

Длина хода поршня, мм..............................600; 400; 200

Число качаний в 1 мин ..............................26—34

Система уравновешивания .............. Балансирная

Диаметр штанг насоса, мм ..........................33

Приводной двигатель:

тип................................................Л-6/3

мощность, кВт ....................................4,42

частота вращения, об/мин .......................2 200

Редуктор ...................... Трехступенчатый

Габариты, мм .................... 2 995X1 212X2 770

Масса с двигателем и контргрузом, кг ....... . 728

содержание   ..  70  71  72  73  74  75  76  77  78  79  80  ..