Подпорный буровой насос

Когда говорят про подпорный буровой насос, многие в цеху сразу думают про что-то вспомогательное, второстепенное. Мол, основную работу делает буровой насос высокого давления, а этот... подкачивает и всё. Вот в этом и кроется главная ошибка, которая потом аукается на скважине. На моей практике было несколько случаев, когда именно сбой в работе подпорного насоса приводил к потере плотности раствора, забиванию всаса основного агрегата и, как следствие, к простою. Это не ?просто насос? — это первый и критически важный рубеж в системе циркуляции. Если он не обеспечит стабильное, без кавитации, давление на входе основного насоса, то вся последующая цепочка работает на износ, а то и в аварийном режиме.

Конструктивные нюансы и ?подводные камни?

Если брать классическую схему, то тут часто ставят плунжерные или поршневые насосы, реже — центробежные. Но дело не в типе, а в том, как он интегрирован в систему. Например, часто экономят на трубопроводе на всасе — ставят трубу меньшего диаметра, чем требует паспорт насоса. Вроде бы мелочь, но именно это создаёт дополнительное сопротивление, насос начинает ?голодать?, возникает кавитация. Слышишь этот характерный стук — значит, ресурс деталей уже пошёл вразнос. И вот тут как раз важно, из чего сделаны эти самые детали.

Я как-то разбирал после такого случая один подпорный буровой насос китайского производства. Внутри — клапаны и седла клапанов, которые раздробились буквально в песок. Материал оказался обычной закалённой сталью, не выдержавшей ударных нагрузок и абразива от бурового раствора. После этого мы стали уделять особое внимание именно комплектующим для ремонта и замены. Стали сотрудничать с компанией ООО ?Баоцзи Юньхай Стандартная Деталь? (https://www.bjyhbzj.ru). Они как раз специализируются на нестандартном крепеже и деталях из высокопрочных материалов. Для нас это было решением: заказывали у них изготовление клапанов и плунжерных пар по нашим чертежам, но из более стойких сплавов.

Их профиль — высокопрочные нестандартные крепёжные изделия, детали для нефтянки, включая, что важно, крепёж для насосного оборудования. Когда ты знаешь, что критичный болт на крышке цилиндра сделан из стали с нужным классом прочности, а не просто ?что было на складе?, — спишь спокойнее. Это не реклама, а констатация факта: надёжность узла начинается с надёжности каждого его элемента, особенно крепежа и пар трения.

Из практики: случаи, которые учат

Расскажу про один случай в Западной Сибири. Зима, мороз под -35, бурим с промывкой. Подпорный насос начал ?потеть? — на сальниковом уплотнении появилась течь. Мелочь? На первый взгляд да. Но эта мелочь в мороз моментально нарастила сосульку, которая начала мешать ходу штока. Плюс, потеря жидкости — это изменение давления на всасе. Решение было кустарным: подтянули сальник, течь уменьшили, но не устранили. В итоге через две смены сальник убило окончательно, насос встал, а с ним и вся буровая.

Тогда мы сделали для себя вывод: нельзя игнорировать даже минимальную течь. А причина той течи была в износе направляющей втулки штока. Биение штока убивало сальник. И снова вопрос к материалам. Стандартная втулка из серого чугуна не выдерживала. Позже, при капитальном ремонте, мы через Баоцзи Юньхай заказали партию втулок из бронзы с добавлением олова. Ресурс увеличился в разы. Их компетенция в нефтяном крепеже и деталях как раз позволяет закрывать такие нестандартные, но болезненные вопросы.

Ещё один момент — вибрация. Подпорный насос, если он плохо закреплён, становится источником паразитной вибрации, которая расходится по всему трубопроводу. Болты фундаментной рамы потихоньку самораскручиваются. Здесь тоже важен правильный, высокопрочный крепёж, желательно с контролируемым моментом затяжки. Те же американские стандартные крепежи, которые есть в ассортименте у упомянутой компании, часто имеют более жёсткие допуски и предсказуемое поведение под нагрузкой, что для нас важно.

Взаимосвязь с другими системами и общие рекомендации

Работа подпорного бурового насоса неразрывно связана с системой очистки раствора. Если на входе в него летит крупный шлам, который не задержали вибросита или пескоотделители, то клапана и седла долго не проживут. Поэтому всегда нужно смотреть на систему комплексно. Хороший насос можно убить за смену плохим буровым раствором.

При подборе или ремонте я теперь всегда смотрю на три вещи: материал проточной части (должен быть износостойким, типа хромистого чугуна или спецсплавов), конструкцию клапанного узла (легкодоступная для замены, без необходимости разбирать пол-насоса) и качество уплотнений. И, как ни странно, на крепёж. Потому что если крышка цилиндра притянута кое-как, её будет вести, появится перекос, и тогда прощай, герметичность.

Для ремонтных бригад я бы посоветовал формировать ремкомплекты не из ?чего найдётся?, а из деталей, заказанных у проверенных поставщиков, которые понимают специфику. Как, например, в ООО ?Баоцзи Юньхай Стандартная Деталь?, где можно заказать не просто болт, а болт под конкретную нагрузку и среду эксплуатации. Это касается и крепежа для фланцевых соединений самого насоса, и для его монтажа на раму.

Мысли вслух о будущем узла

Сейчас много говорят про цифровизацию и датчики. Для подпорного насоса было бы идеально иметь постоянный мониторинг не только давления на выходе, но и температуры корпуса, вибрации на подшипниковых узлах, параметров потребляемого тока. Резкое изменение любого из этих параметров — это ранний сигнал о проблеме. Можно было бы избежать многих внезапных остановок.

Но любая ?умная? начинка держится на ?глупом? железе. И его надёжность — основа. Внедрение новых материалов, например, использование полимерных композитов для износочных пластин или тех же титановых сплавов для штоков в агрессивных средах (и да, титановые детали — это тоже часть ассортимента специализированных производителей, как в компании с сайта bjyhbzj.ru) — это то, что реально повышает межремонтный период.

В итоге, возвращаясь к началу. Подпорный буровой насос — это не периферия. Это страховка и гарант стабильности работы всей насосной группы. Экономить на нём, на его обслуживании и на качестве запасных частей — себе дороже. Каждый раз, принимая решение по этому узлу, нужно думать на шаг вперёд: что будет с этой деталью через 500 часов работы под нагрузкой в условиях вибрации и абразива? И выбирать решение, исходя из этого, а не из сиюминутной цены в каталоге.