Трехплунжерные насосы на базе механических частей УМЗ-90 И УМЗ-140

Насосы трехплунжерные разработаны и изготавливаются на базе двух конструктивно-подобных механических частей УМЗ-90, УМЗ-140, способных передавать гидравлическим частям соответственно 90 и 140 кВт мощности.

Механические части УМЗ-90 и УМЗ-140 комплектуются конструктивно-подобными гидроблоками, разработанными в соответствии с мировой практикой под ряды давления, таблица 1.

Таблица 1.

Ряд Давление,
МПа
Обозначение ряда
1 ≤25 L (Low – низкий)
2 25...40 M (Medium – средний)
3 40...63 H (High – высокий)
4 63...80 V (Vero High – очень высокий)
5 80...122 U (Ultra High – сверх высокий)
Рисунок 1 Рисунок 2
Трехплунжерный насос НТ-90-40/7 Насосный агрегат с частотно-регулируемым электроприводом АНТ-90-40/7 ЭПЧР

К трехплунжерным механическим частям УМЗ-90 и УМЗ-140 освоены гидравлические блоки с давлениями с 1 по 3 ряд (таблица 1); гидравлические блоки 4 и 5 рядов находятся в стадии разработки и испытаний.

Аббревиатура трехплунжерных насосов на базе механической части УМЗ-90 и УМЗ-140:
НТ-90-P/Q НТ-140-P/Q
где Q – подача насоса в м3/ч,
P – давление на выходе из насоса в МПа.

На рисунке 1 показан трехплунжерный насос НТ-90-40/7.

Аббревиатура насосных агрегатов на базе трехплунжерных насосов с нерегулируемыми приводами:

АНТ-90-P/Q ЭП
АНТ-140-P/QП

Аббревиатура насосных агрегатов на базе трехплунжерных насосов с частотно-регулируемыми приводами:

АНТ-90-P/Q ЭПЧР
АНТ-140-P/Q ЭПЧР

На рисунке 2 показан насосный агрегат с частотно-регулируемым электроприводом АНТ-90-40/7 ЭПЧР.

В таблице 2 приведены основные характеристики насосных агрегатов на базе механической части УМЗ-90 с частотно-регулируемыми электроприводами.

Таблица 2.

Параметры АНТ 90-20/10 ЭПЧР АНТ 90-25/13,5 ЭПЧР АНТ-90-40/7 ЭПЧР
Мощность электропривода, кВт 75 110 90
Давление на выходе из насоса, МПа 20 25 40
Подача насоса, м3 10 13,5 7

Насосные агрегаты предназначены для перекачивания технической воды при выполнении различных технологических операций, таких как опрессовка, гидроочистка труб нефтяного сортамента от парафинов и солей, поддержания пластового давления, струйной добыче нефти и др.

Химический состав, показатель рН, температура, содержание и размер твердых частиц в перекачиваемой среде согласовываются с производителем при заказе насосных агрегатов для выработки требований к материалам деталей гидравлического блока, конструкциям плунжерной и клапанной групп, уплотнительным устройствам.

Габаритные размеры и масса насосного агрегата зависят от компоновочной схемы.

Масса и габаритные размеры трехплунжерных насосов с механической частью УМЗ-90 и гидравлическими блоками для рядов L, M и H отличаются друг от друга незначительно.

В таблице 3 для сравнения приведены основные технические параметры трехплунжерных насосов НТ-90-40/7 и НТ-140-20/23.

Таблица 3.

Параметры НТ-90-40/7 НТ-140-20/23
Мощность на входе коленчатого вала, кВт 90 140
Частота двойных ходов (номинальная) в мин. 224
Давление на входе РВХ, МПа 0,15≤РВХ≤3
Давление на выходе РВЫХ, МПа РВЫХ≤40 РВЫХ≤20
Объем масла в системе смазки узлов трения насоса, дм3 83 95
Давление масла в системе смазки, МПа:    
– в линии подшипников скольжения 0,5
– в линии щели «ползун-направляющая» 0,5
– в линии подшипников качения 0,3
– в линии уплотнения плунжеров 0,05
Габаритные размеры, мм:    
– длина 1 620 1 695
– ширина 1 203 1 270
– высота 1 270 1 300
Масса (сухая), кг 1 440 1 500

В приводах используются:

  • Мотор-редуктор (МР) с прямой передачей (П), рисунок 3;
  • Мотор-редуктор (МР) с клиноременной трансмиссией (Т), рисунок 4;
  • Электродвигатель (ЭР) с клиноременной трансмиссией (Т), рисунок 5;
  • Электродвигатель (ЭД) на стойке над насосом, рисунок 6.
Рисунок 3 Рисунок 4
Прямая передача мощности от мотор-редуктора Клиноременная передача мощности от мотор-редуктора
Рисунок 5 Рисунок 6
Клиноременная передача мощности от электродвигателя Установка электропривода на стойке над насосом

Принятые обозначения к рисунках 3–6:

  • – вход жидкости в насос под давлением РВХ;
  • – выход жидкости из насоса под давлением РВЫХ;
  • МР – мотор-редуктор;
  • ЭД – электродвигатель;
  • Т – трансмиссия (клиноременная);
  • П – передача прямая;
  • d – расчетный диаметр ведущего шкива;
  • D – расчетный диаметр ведомого шкива.

НЕКОТОРЫЕ ДОСТОИНСТВА ТРЕХПЛУНЖЕРНЫХ НАСОСОВ НА БАЗЕ МЕХАНИЧЕСКИХ ЧАСТЕЙ УМЗ-90 И УМЗ-140 И НАСОСНЫХ АГРЕГАТОВ НА ИХ ОСНОВЕ.

  1. Материалы деталей гидравлического блока (клапанные коробки, корпуса сальников, коллекторы и др.) выбираются под конкретные условия эксплуатации с учетом содержания в воде растворенных химических соединений и элементов, наличия и размера твердых включений.
  2. Для кардинального улучшения работы и существенного снижения высокочастотных колебаний давления нагнетания (вибрации) клапаны насосов снабжены специальными направляющими центрирующими втулками.
  3. Клапанные группы, разработанные для различных условий работы, конструктивно-подобные с конусностью посадочной поверхности седла 1:6. Изготавливаются четыре типоразмера клапанных групп, обеспечивающие работоспособность клапанных коробок для рядов давлений от L до U (таблица 1) с размерами А: Ø85,7+0,15; Ø73+0,15; Ø58+0,15; Ø45+0,15 (таблица 4), где А – больший диаметр на основной плоскости посадочного конуса в клапанной коробке.
  4. Шток ползуна и плунжер сворачиваются через соединитель, устройство которого позволяет компенсировать их возможную радиальную и угловую несоосность относительно ползуна.
  5. Система смазки узлов трения имеет увеличенный объем масла, участвующего в циркуляции. В результате темп нагрева масла снижен и в большинстве случаев не требуется организация принудительного охлаждения.
  6. Система частотного регулирования скорости вращения приводного вала электродвигателя позволяет оптимизировать работу насосного агрегата с точки зрения возможности плавного пуска, в том числе и в противодавление, выхода частоты ходов на минимально необходимый уровень без нарушения технологического регламента. Средние наработки до отказа расходных деталей и узлов (клапанные и плунжерные группы, диафрагма пневмокомпенсатора, уплотнительные устройства) увеличиваются в степенной зависимости 2,7...2,8 от снижения частоты двойных ходов.

Технологический регламент работы насоса по подаче и давлению настраивается с пульта управления в ручном или автоматическом режиме по заданию оператора представлен в таблице 4.

Таблица 4.

Подача насоса
Q, м3
Обозначение ряда, таблица 1
L M H V U
А, мм
≤10 (±5%) Ø58 Ø58 Ø58 Ø45 Ø45
10≤Q≤25 (±5%) Ø73 Ø73 Ø58 Ø45
25≤Q≤35(±5%) Ø85,7 Ø85,7 Ø73

ПАТЕНТЫ
Трехплунжерные буровые насосы защищены патентами на полезную модель №42595 от 10.12.2004г.; №14080 от 10.10.2004г.; №50263 от 27.12.2005г.