Определение рабочей точки объемного насоса

Объемные насосы в отличие от центробежных обеспечивают практически постоянную подачу в широком диапазоне напоров (раздел 1.1, Рис.8) и могут передать жидкости очень высокую энергию (давление на выходе из объемного насоса достигает величины 20 МПа и выше).

Такие насосы находят широкое применение в нефтяной промышленности, в частности, при бурении скважин (Рис. 15).

Схема промывки скважины

Рис.15.

Поршневой насос 1 нагнетает промывочную жидкость в буровую трубу 2, далее жидкость проходит через отверстия (насадки) 3 в долоте, подхватывает частицы 5 выбуренной породы и выносит их на поверхность. Чтобы подобрать двигатель для привода насоса, необходимо знать мощность на его валу, и, следовательно, давление и подачу насоса в данной гидравлической сети.

Расход жидкости определяется из условия выноса выбуренных частиц на поверхность [4], по этому расходу подбирается буровой насос, а необходимое для этого давление на выходе из насоса определяется из уравнения Бернулли:

Сечение 1-1 выбираем на входе в буровую трубу, сечение 2-2 на выходе из затрубного пространства в атмосферу. Плоскость сравнения О-О совпадает с сечениями 1-1 и 2-2.

В данном случае:

И уравнение Бернулли принимает вид:

Для решения уравнения Бернулли относительно р_м необходимо знать подачу насоса. Подача поршневого насоса определяется так:

где q - рабочий объем насоса, n - число оборотов вала насоса, h_o - объемный к. п.д.

Для практических расчетов величину h_o можно принять постоянной

и не зависящей от давления. В этом случае подача данного насоса будет постоянной в любой гидравлической системе, соединенной с ним.

Если известна подача насоса, скорость движения жидкости в сечениях определяется так:

Потери давления в циркуляционной системе скважины Dp_1-2 складываются из потерь давления Dp₁ на трение в буровой трубе, потерь

Dp₂ на трение в затрубном пространстве и потерь давления Dp₃ при прохождении жидкости через насадки долота:

Dp_1-2= Dp₁ +Dp₂ +Dp₃

Методика определения потерь на трение изложена в разделе 1.3.

Потери Dp₃ связаны с расходом через насадок известным соотношением:

([4], раздел 4.4)

(44)

где: Q_o - расход жидкости через один насадок ; w_o - площадь сечения насадка ; Dp₃ - перепад давления на насадке; m- коэффициент расхода насадка.

При определении перепада давления Dp₃ предварительно необходимо проверить, наблюдается или нет явление кавитации внутри насадка. Для этого нужно определить давление в сжатом сечении насадка и сравнить его с давлением насыщенного пара жидкости при данной температуре (этот вопрос рассмотрен в [4]). Если давление внутри насадка р_с > р_н.п -кавитации нет, и коэффициент расхода m в формуле (44) равен 0,82. В противном случае при наличии кавитации истечение происходит по типу отверстия и m = 0,6.

Вывод:

Параметры рабочей точки объемного насоса (подача и давление) определяются автономно и независимо друг от друга.

 

 

Глава 2
	Регулирование подачи центробежного насоса в гидравлическую сеть

 

 

Изменить подачу насоса можно двумя способами: изменяя характеристику сетипри неизменной характеристике насосаили изменяя характеристику насоса при неизменной характеристике сети.

 

⇐ Предыдущая12345678910111213141516Следующая ⇒

 

Поиск по сайту: