Цементировочный насос, по сути, сердце любого цементировочного агрегата, такая мощная штука, без которой вся работа по креплению скважин просто невозможна. Вы только представьте: пробурена дыра в земле глубиной в пару километров. Туда опустили стальную колонну из труб. И что, так и оставить? Конечно, нет. Пространство между этой колонной и стенками скважины нужно намертво зацементировать. И вот тут на сцену и выходит наш герой – цементировочный насос, установленный на большом грузовике.
Его задача – взять сухой цемент, смешать его с водой и другой химией, а потом под гигантским давлением закачать эту смесь на самую глубину. Это не просто какой-то водяной насос для дачи, тут давления могут быть такими, что и представить страшно. Тут ведь главное что? Надежность и давление. Если насос подведет в середине процесса, проблемы будут колоссальные. Так что, можно сказать, это один из самых ответственных механизмов во всем буровом деле.
Назначение и области применения
Основная его задача, конечно, закачивать цементный раствор в скважину. Это называется цементирование обсадной колонны. Цели тут сразу несколько. Нужно наглухо отделить друг от друга все пласты, которые прошла скважина. Ну понимаете, чтобы нефть не смешивалась с водой, а газ не уходил куда не надо. Это как залить надежный фундамент для дома, только на километровой глубине. Этот цементный камень потом держит на себе всю тяжесть колонны и защищает ее от давления горных пород. Да и от коррозии спасает, ведь под землей среда бывает очень агрессивной.
Но думаете, на этом все? Как бы не так. Эта машина куда более универсальна. Часто скважина забивается, например, песчаной пробкой. И чем ее оттуда вымыть? Правильно, нашим же агрегатом. Он может подавать под давлением не только цемент, но и простую техническую воду или специальные промывочные жидкости.
Еще одна важная работа – опрессовка. Проще говоря, проверка на герметичность. После того как смонтировали колонну из труб, нужно убедиться, что она выдержит давление. Для этого в нее закачивают жидкость и нагнетают давление выше рабочего. Если все держится и нигде не течет – отлично, можно работать дальше. А кто создаст это давление? Опять же, цементировочный агрегат. Ну и для всяких других технологических операций их используют, когда нужно что-то куда-то под большим напором закачать. Например, глинистый раствор или солевые растворы. В общем, это такая универсальная рабочая лошадка для тяжелых гидравлических работ на скважине.
Устройство и компоненты цементировочного агрегата
Тут важно понимать, что сам насосы, которые предлагает tdmashzavod.ru – это лишь узел, хоть и главный. Он не работает в вакууме. Вся эта система называется цементировочный агрегат, или коротко – ЦА. И смонтировано это все, как правило, на шасси какого-нибудь мощного грузовика вроде Урала или КАМАЗа, потому что работать приходится далеко не на асфальте.
Давайте поглядим, из чего он состоит.
Сердце системы, как мы уже выяснили, – это насос высокого давления. Он и создает тот самый напор. Обычно это двух- или трехпоршневой насос. Здоровенный такой, из чугуна и стали.
Дальше идет привод. Насос же должен что-то крутить. Чаще всего его крутит двигатель самого грузовика, на котором все это стоит, через специалную коробку отбора мощности. То есть, машина приехала на место, водитель включает нужный рычаг, и мощность двигателя идет не на колеса, а на насос. Иногда, на особо мощных установках, ставят отдельный дополнительный двигатель.
Потом, конечно, мерные баки. Это такие большие емкости, обычно их две. В них-то и происходит вся магия – приготовление цементного раствора. Они не просто бочки, а откалиброванные емкости, чтобы оператор точно знал, сколько воды и сколько цемента он смешивает. Ошибешься с пропорцией – и получишь не прочный цементный камень, а какую-то ерунду, вся работа пойдет насмарку.
Чтобы вода попадала в эти баки, есть водоподающий блок. Это свой, отдельный насос, попроще, который забирает воду из привозной цистерны и подает ее в смесительное устройство.
Ну и наконец, чтобы управлять всеми этими потоками нужен целый лабиринт труб и запорной арматуры, который называют одним словом – манифольд. Это сложная система вентилей, задвижек и труб высокого давления. С ее помощью оператор может направить поток от насоса в скважину, или на линию сброса, или закольцевать его для перемешивания. Это, можно сказать, пульт управления всеми жидкостями на агрегате. Все эти компоненты вместе и образуют единую систему для выполнения очень сложных и ответственных задач.
Виды цементировочных насосов
Так, с устройством агрегата в целом разобрались, а теперь давайте про сами насосы, про их насосную часть. Их ведь тоже не один вид придумали. Если по-простому, то их делят в основном по тому, как они эту самую жидкость толкают.
И тут у нас два основных лагеря.
Первый – это поршневые насосы. Это, можно сказать, классика жанра. Самые распространенные, как, например, старый добрый НЦ-320 или 9Т. Это горизонтальные двухпоршневые машины. Что это значит? А то, что у него есть два здоровенных поршня, которые ходят туда-сюда, как в двигателе автомобиля. И что важно, они двустороннего действия. Ну, то есть, насос качает и когда поршень идет вперед, и когда он движется назад. За счет этого подача получается более-менее равномерной. Конструкция у них проверенная временем, довольно простая и, что называется, «дубовая», в хорошем смысле этого слова. Их легко чинить прямо в полевых условиях, запчасти найти не проблема.
Второй лагерь – это насосы плунжерные. Например, СИН-32. Они тоже горизонтальные, но, как правило, трехплужерные и одностороннего действия. Вместо широкого поршня с резиновыми манжетами там используется плунжер – это, по сути, гладкий и длинный металлический стержень. Он просто вытесняет жидкость из цилиндра. Качают они только при движении вперед. Спрашивается, зачем так сложно? А дело в том, что плунжеры лучше держат очень высокое давление и более стойкие к абразивным жидкостям. Ну, понимаете, цементный раствор – это ведь, по сути, песок с водой, он жрет металл и резину будь здоров. А уплотнение на плунжере сделать надежнее и долговечнее проще, чем на огромном поршне. Так что для особо ответственных работ и высоких давлений часто предпочитают именно их.
Если сравнивать их лоб в лоб, то поршневые – это такие работяги, простые и надежные. А плунжерные – это уже специалисты для более сложных задач, где требуется выносливость и способность держать сверхвысокое давлене. Выбор тут зависит от конкретных задач и, конечно, от бюджета.
Технические характеристики
Теперь о самом скучном, но самом важном – о цифрах. Технические характеристики – это как паспорт для человека. По ним сразу видно, на что способна машина. Без понимания этих параметров выпускать агрегат на скважину – это как отправлять первоклассника решать интегралы.
Главных параметров, на которые смотрят в первую очередь, всего три.
Максимальное давление нагнетания. Это, пожалуй, самый главный показатель. Измеряется он в мегапаскалях (МПа). Эта цифра говорит нам, с какой силой насос может толкать жидкость. Чем глубже скважина, чем плотнее раствор, тем выше нужно давление, чтобы продавить его до самого низа и поднять обратно за колонной. Если давления не хватит, работа просто встанет на полпути. Для современных насосов это могут быть и 40, и 70 МПа, а то и больше. Это колоссальные значения.
Дальше идет максимальная подача. Это объем, который насос может перекачать за единицу времени. Обычно измеряют в литрах в секунду (л/с). Эта характеристика показывает, насколько быстро мы можем выполнить работу. Иногда нужно закачать большой объем раствора за короткое время, и вот тут-то важна высокая подача.
И третий кит – это мощность привода в киловаттах или лошадиных силах. Тут все просто: давление и подача не берутся из воздуха. Чтобы создавать и то, и другое, нужна энергия. Чем мощнее двигатель, который крутит насос, тем более высокие параметры по давлению и подаче он может обеспечить одновременно.
Но это еще не все. Есть и другие важные детали. Например, диаметры сменных втулок и поршней (или плунжеров). Почти у всех насосов есть возможность менять эти детали. Ставишь поршни большого диаметра – получаешь большую подачу, но давление будет ниже. А если нужно давить со всей силы, то ставят поршни самого маленького диаметра. Подача падает, зато давление можно развить максимальное. Это делает агрегат очень гибким инструментом. Ну и, само собой, смотрят на габариты и массу, чтобы понимать, как его транспортировать, и на ресурс до капитального ремонта, чтобы оценить, как долго он проживет без серьезных вложений.
Добавить комментарий
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.