1.2 Кпд буровых насосов.

Коэффициент полезного действия любого агрегата рассчитывается как отношение полезной производительной мощности к потребленной мощности от привода в процессе эксплуатации. Поскольку еще не изобретен такой привод, благодаря которому передача энергии осуществлялась бы без каких-либо потерь, то, и величина коэффициента полезного действия (КПД), в любом случае, никогда не будет равной 100%.

Нулевое значение КПД можно получить, если агрегат работает, а подача жидкости при нарастающем давлении не происходит из-за закрытого нагнетательного клапана. Либо в случае, когда клапан открыт, жидкость перемещается, а давления в системе нет.

Другими словами, коэффициент полезного действия любого насоса может меняться в зависимости от эксплуатационного режима его функционирования. Значительно отличается КПД насосов, отличающихся размерами и конструкционными особенностями.

Например, значение КПД насоса, оснащенного мокрым ротором от 5 до 50%, с сухим ротором от 30 до 80%. Значение коэффициента полезного действия выпускаемых сегодня крупных насосов при максимальной нагрузке 90-92%, малых насосов 60-75%.

При расчете коэффициента полезного действия насосов необходимо учитывать все потери, которые возникают при передаче энергии привода к перекачиваемой жидкости. Их целесообразно разделять на механические, гидравлические и объемные.

Гидравлические потери складываются из вихревых потерь и потерь при трении жидкости о направляющие ее поверхности. В случае внезапного расширения сечения трубопровода, либо из-за резкого поворота потока, либо при скачкообразном отклонении режима работы насоса от предельно допустимых значений, возникают вихревые потери.

Потери трения пропорциональны квадрату средней скорости течения жидкости и в значительной степени зависят от габаритов и наличия неровностей на стенках проточной системы. К механическим относятся дисковые потери, возникающие при трении вращающихся деталей (рабочих колес и вала) о жидкость и потери от трения в сальниковых подшипниках.

Объемные потери возникают, когда часть жидкости, на перекачивание которой уже была затрачена энергия, из-за зазоров между рабочим колесом и неподвижными деталями корпуса насоса не поступает к выходному клапану, а возвращается во всасывающий трубопровод обратно.

2. Основные свойства двигателей внутреннего сгорания буровых установок. Внешняя механическая характеристика.

Двигатели внутреннего сгорания подразделяются на поршневые (дизельные - с воспламенением рабочей смеси от её сжатия) и карбюраторные - бензиновые (с искровым воспламенением рабочей смеси).

В геологоразведочных организациях эти двигатели находят применение для привода буровых установок и станков, в том числе самоходных, стационарных и передвижных, электроагрегатов и компрессоров.

Наибольшее распространение получили дизельные двигатели как наиболее экономичные в эксплуатации и ремонте, обладающие большой гибкостью рабочего процесса, надёжностью и универсальностью.

Для привода лёгких блочных передвижных гидрофицированных буровых установок нового поколения (типа УПБ-50Б, УПБ-100Б) применены разработанные отечественной промышленностью малогабаритные дизели ТМЗ-450Д/90 мощностью 8 кВт и В24 - 8,2/7,8 мощностью 8,8 кВт.

На самоходных буровых установках в подавляющем большинстве привод осуществляется от двигателей автомобиля или трактора (УКБ-3СТ-Э, УКБ-4С, ЛБУ-50, УРБ-2А-2, УШ-2Т и др.), но в ряде случаев используется и автономный двигатель внутреннего сгорания: дизель Д-65 ПС мощностью 45,6 кВт на установках типа ПБУ-1 и ПБУ-2, дизель Д-144 мощностью 46 кВт на установке МЛТБ, дизель 12ч 8,5/11 мощностью 12 кВт на установке УБР-2М.

Для привода электроагрегатов и компрессоров на геологоразведочных работах отрасли находят применение дизельные двигатели широкой номенклатуры, в том числе 42 10,5/13 мощностью 20 кВт, ЯАЗ-М2046 мощностью 44,1 кВт, дизель А-41Б мощностью 69 кВт, ЯМЗ-238М2 мощностью 100 кВт и другие.

Типовое устройство дизельного двигателя, регулировки и уход за ними приводятся на примере дизеля ЯАЗ-М204, общий вид которого приведён на рис. 108.

Рис. 108. Общий вид (справа и слева) дизеля.

Если смотреть на двигатель со стороны маховика, то справа на нём установлены топливный насос 3.6 с регулятором 7, фильтры грубой 8 и тонкой 3 очистки топлива, пусковой двигатель 1 с редуктором 9 и глушителем 4, форсунки 5, впускная труба 2 основного двигателя, управление декомпрессионным механизмом. Слева размещаются выпускная труба 1, маслозаливная горловина 2, счётчик моточасов 7, привод водяного насоса и вентилятора, декомпрессионный механизм, фильтры грубой 3 и тонкой 4 очистки масла, маслоуказатель 5. Спереди двигателя установлены водяной насос и вентилятор, генератор, передняя опора двигателя, картер шестерен распределения, а сзади - воздухоочиститель и главная муфта сцепления.

Для обеспечения нормальной работы дизеля запрещается:

• полностью загружать новый или отремонтированный двигатель без обкатки;

• загружать двигатель при температуре охлаждающей воды ниже 50 °С;

• длительная работа при температуре охлаждающей воды ниже 80°С;

• продолжительная перегрузка двигателя;

• допускать перегрев двигателя;

• работа двигателя с перебоями, стуками и дымным выхлопом;

• длительная работа на холостом ходу, приводящая к закоксовыванию поршневых колец;

• запускать двигатель без прогрева горячей водой и подогретым маслом при температуре окружающего воздуха ниже +5°С.