Буровой грязевой насос — машина другого класса, чем привычный погружной дренажник. Его задача не откачивать, а нагнетать: подавать промывочную жидкость в скважину под давлением, вынося выбуренную породу на поверхность. Отсюда и конструкция, и параметры, по которым его подбирают.
Что делает насос в буровой промывке
Промывочная жидкость — буровой раствор на основе воды и бентонита — идёт по замкнутому контуру. Насос подаёт её через колонну к долоту, раствор охлаждает инструмент, выносит шлам вверх по затрубному пространству, отдаёт его в системе очистки и возвращается в приёмную ёмкость. Про сам раствор и работу с ним — в статье про насос для бурового раствора.
Ключевое отличие от откачки: важна не столько подача, сколько давление. Именно оно продавливает раствор через колонну и долото, преодолевая сопротивление всей трассы.
Поршневая и центробежная схемы
| Признак | Поршневой (плунжерный) | Центробежный |
| Принцип | Объёмное вытеснение поршнем | Разгон среды рабочим колесом |
| Давление | Высокое, задаётся конструкцией | Ограничено напором колеса |
| Подача | Пульсирующая, стабильная по объёму | Равномерная, падает с ростом сопротивления |
| Роль на буровой | Основной промывочный насос | Подпитка, перекачка, зачистка амбаров |
| Чувствительность к абразиву | Изнашиваются цилиндровые втулки и клапаны | Изнашивается проточная часть |
На буровой обычно работают обе схемы: поршневой создаёт промывку, центробежные обслуживают ёмкости, перекачивают раствор между секциями и откачивают шламовые амбары. Для второй задачи применяют обычные грязевые и шламовые насосы — см. грязевой насос.
Что изнашивается
Буровой раствор абразивен по определению: в нём взвешена выбуренная порода. Поэтому расходники здесь плановые.
- Цилиндровые втулки и поршни — основная расходная пара поршневого насоса.
- Клапаны и сёдла — работают на пульсирующем потоке с абразивом.
- Уплотнения штока.
- Проточная часть центробежных насосов — колесо и улитка, см. типы рабочих колёс.
Скорость износа напрямую зависит от того, насколько хорошо работает система очистки раствора. Чем больше песка возвращается в контур, тем чаще меняются втулки. Общие закономерности абразивного износа — в статье про абразивность среды, материалы — в материале про материалы проточной части.
Параметры подбора
- Рабочее давление — определяется глубиной, диаметром колонны и типом долота.
- Подача — должна обеспечивать скорость восходящего потока, достаточную для выноса шлама.
- Тип привода — электрический либо дизельный, если сети на точке нет.
- Ремонтопригодность — доступность втулок и клапанов важнее заявленного ресурса.
- Обвязка — компенсатор пульсаций, предохранительный клапан, манометр; см. обвязку насоса.
Предохранительный клапан на поршневом насосе не опция, а обязательный элемент: объёмная машина при перекрытой линии продолжает нагнетать до разрушения обвязки.
Где применяются
Бурение скважин на воду. Классическая роторная схема с промывкой.
Геологоразведка. Малогабаритные установки с насосом соответствующей производительности.
Горизонтально-направленное бурение. Здесь бентонитовый раствор выполняет ещё и роль смазки и стабилизатора стенок — см. насос для ГНБ и бентонита.
Обслуживание шламовых амбаров и отстойников. Задача уже не промывочная, а откачная, и решается погружными грязевыми или шламовыми моделями, см. обезвоживание шлама.
Типичные ошибки
Подбирают по подаче, забыв про давление. Насос с нужными кубометрами, но недостаточным давлением не продавит колонну.
Экономят на очистке раствора. Плохая очистка кратно сокращает ресурс втулок и клапанов; экономия оборачивается расходниками.
Ставят центробежный насос на промывку. Он не даст стабильного давления при росте сопротивления и просядет по подаче.
Забывают про предохранительный клапан. Самая опасная ошибка на объёмных насосах.
Оставляют раствор в насосе после остановки. Осевший бентонит с песком схватывается и превращает пуск в ремонт; про промывку и хранение — консервация насоса.
Расчёт скорости восходящего потока
Подача бурового насоса подбирается не «с запасом», а под конкретную геометрию скважины. Смысл в том, чтобы восходящий поток в затрубном пространстве двигался быстрее, чем оседает частица шлама. Если скорость ниже критической, порода начинает копиться в стволе — растёт давление, инструмент прихватывает.
Величины, от которых считают: диаметр скважины, наружный диаметр колонны и требуемая скорость подъёма. Чем больше кольцевой зазор, тем большая подача нужна для той же скорости — и наоборот, в узком затрубье достаточно меньшего расхода. Отсюда неочевидное следствие: насос, идеально подходящий для одного диаметра, на другом объекте окажется избыточным или недостаточным.
Свойства самого раствора тоже влияют: более вязкий раствор удерживает шлам во взвеси при меньшей скорости. Про связь плотности и вязкости с работой насоса — в статье про плотность и вязкость пульпы.
Система очистки раствора
Ресурс бурового насоса определяется не столько его качеством, сколько тем, что в него попадает. Замкнутый контур означает, что песок, не удалённый из раствора, пройдёт через насос ещё раз — и ещё, пока не сточит втулки.
Типовая цепочка очистки: вибросито снимает крупную фракцию, дальше идут гидроциклоны — пескоотделитель и илоотделитель, при необходимости центрифуга. Про работу насоса на гидроциклон есть отдельный материал: насос для гидроциклона.
Практическое правило: деньги, вложенные в очистку раствора, возвращаются экономией на расходниках насоса и на времени простоя. Оценивать это удобно через совокупную стоимость владения — см. стоимость владения насосом.
Частые вопросы
Можно ли качать буровой раствор обычным грязевым насосом?
Перекачивать между ёмкостями — да, для этого центробежные грязевые насосы и применяют. Создавать промывочное давление в скважине — нет, для этого нужна объёмная машина.
Чем буровой насос отличается от шламового?
Назначением и принципом. Шламовый — центробежный, откачивает абразивную пульпу. Буровой промывочный — объёмный, нагнетает раствор под давлением. Сравнение типов — в статье про разницу между шламовым, грязевым и дренажным.
Нужен ли дизельный привод?
Только там, где нет сети: на удалённых точках и мобильных установках. При наличии электроснабжения электропривод дешевле в эксплуатации и проще в обслуживании.
Что подберём мы
Наш профиль — центробежные погружные насосы для абразивных сред: откачка амбаров, отстойников, зумпфов и приямков на буровых площадках. Ассортимент — в каталоге. По промывочному оборудованию подскажем требования к обвязке и подберём насос под откачную часть задачи.
Или позвоните — +7 (499) 397-84-51. Инженер подберёт модель по вашим исходным данным за один рабочий день.