Буровой насос Emsco FC-2200

Основные параметры производительности

кривая давления и смещения

Таблица гидравлических характеристик FC-2200 (на основе номинального хода поршня 100 об/мин)

Данные рассчитаны на основе 100% объемного КПД и 90% механического КПД.

Стеллажная конструкция: победа сварочных технологий

В отличие от литых рам, обычно используемых в небольших насосах, модель FC-2200 оснащена высокопрочной сварной стальной рамой (фабрикованная стальная рама).

Выбор материала: высококачественный низколегированный высокопрочный конструкционный стальной лист, обладающий превосходными сварочными свойствами и ударной вязкостью.

Технологическая схема: после точной резки и обработки фасок стальная пластина подвергается многопроходной сварке сертифицированными сварщиками. Затем вся рама должна пройти полную термическую обработку (отжиг) для устранения остаточных напряжений от сварки. Этот шаг имеет решающее значение, поскольку остаточные напряжения в сочетании с эксплуатационными напряжениями во время работы насоса могут легко вызвать растрескивание сварного шва.

Прецизионная обработка: термообработанная-рама подвергается однопроходной-обработке на большом расточном станке, чтобы обеспечить абсолютную параллельность и перпендикулярность между отверстием коленчатого вала и отверстием направляющей пластины крейцкопфа. Такая точность обработки напрямую определяет скорость износа подшипника и траверсы. Согласно руководству по техническому обслуживанию, зазор между износостойким-кольцом и отверстием рамы имеет строгие допуски (например, зазор посадки 0,002–0,007 дюйма), чтобы обеспечить правильное выравнивание.

Коленчатый вал в сборе: прочность легированной стали 4340

Коленчатый вал – одна из самых дорогих и сложных деталей грязевого насоса. FC-2200 использует конструкцию эксцентрикового коленчатого вала со встроенной ковкой.

Модернизация материала. Хотя в стандартной конфигурации обычно используется легированная сталь 4140, OEM-производители часто рекомендуют сталь 4340 из никелевого-хромового-молибденового сплава (сталь NCM) для работы в экстремальных условиях эксплуатации.

4340 против 4140: добавление никеля в сталь 4340 значительно улучшает ее способность к глубокой закалке и ударную вязкость при низких-температурах. Это означает, что даже после миллионов циклов тяжелых-нагрузок коленчатые валы 4340 имеют гораздо меньший риск усталостного разрушения по сравнению со стандартными коленчатыми валами 4140.

Особенности конструкции: Цельная поковка исключает стыковку комбинированного коленчатого вала, тем самым исключая риск расшатывания. Эксцентриковое колесо нарезано непосредственно на валу и поддерживается сферическим роликоподшипником большого-диаметра. Этот подшипник имеет функцию автоматического самовыравнивания-, которая может компенсировать небольшую упругую деформацию коленчатого вала под большой нагрузкой и предотвратить концентрацию краевых напряжений.

Установка шестерни: Большая шестерня (Bull Gear) обычно имеет профиль зубьев «елочка», который автоматически противодействует осевым силам, позволяя подшипнику выдерживать только радиальные нагрузки и, таким образом, значительно продлевает срок его службы.

Вал-шестерня

Вал-шестерня, служащий точкой опоры-непосредственной нагрузки при передаче мощности, выкован из высоко-легированной стали. Его конструкция позволяет работать как с левой, так и с правой стороны насоса, что повышает гибкость установки-на месте. В корпусе подшипника имеются лабиринтные уплотнения, предотвращающие утечку смазки и внешнее загрязнение.

Крестовина и удлинитель

Узел крейцкопфа отвечает за преобразование вращательного движения коленчатого вала в чистое линейное возвратно-поступательное движение, изолируя боковую силу шатуна и защищая шток поршня и гильзу цилиндра.

• Траверса: изготовлена ​​из ковкого чугуна или литой стали, со сменными верхними и нижними направляющими. Направляющие обычно покрыты баббитовым сплавом или специальным износостойким-медным сплавом для уменьшения трения.
• Пони-стержень: Ключевой компонент, соединяющий крейцкопф со штоком поршня.

Стандарт материала: 35CrMo является стандартным материалом для OEM-производителей. Эта хром-молибденовая сталь обладает чрезвычайно высокой прочностью на разрыв и сопротивлением ползучести.

Обработка поверхности. Промежуточная рулевая тяга, совершающая возвратно-поступательное движение внутри сальника, должна быть подвергнута твердому хромированию и зеркальной-полировке. Это покрытие не только обеспечивает исключительно низкий коэффициент трения, но также обеспечивает исключительную коррозионную стойкость, эффективно предотвращая повреждение уплотнительного кольца из-за разбрызгивания шлама.

Тип соединения: шток поршня соединен зажимным типом, что позволяет штоку поршня иметь небольшую самоцентрирующуюся-способность, чтобы предотвратить износ поршня из-за небольшого смещения.

Система смазки: двойная защита

Чтобы предотвратить перегорание двигателя в течение десятков тысяч часов работы, в FC-2200 используется гибридная система, сочетающая принудительную смазку и смазку разбрызгиванием.

• Принудительная смазка: внешний или внутренний шестеренчатый масляный насос подает смазочное масло непосредственно по трубопроводу к главному подшипнику, шатунным подшипникам и пальцу крейцкопфа 2. Система включает в себя фильтр для улавливания примесей, таких как металлическая стружка.
• Конструкция осадочной камеры: Специальная осадочная камера установлена ​​под направляющей крейцкопфа. Учитывая близость области крейцкопфа к гидравлическому концу, она подвержена загрязнению осадком или конденсатом. В отстойной камере используется гравитационное разделение, позволяющее воде и тяжелым загрязнениям осесть, предотвращая их обратный поток в основной масляный бак и потенциальное загрязнение подшипников коленчатого вала.
• Выбор масла. Мы рекомендуем высококачественные-трансмиссионные масла для работы при сверхвысоком давлении, например Shell Tellus 68/100 или Regal Oil R&O 150, которые подходят для работы при различных температурах окружающей среды.

Модульная конструкция: прямая-проходная и L-образная форма.

Модель FC-2200 оснащена тремя независимыми модулями гидроцилиндров, что позволяет осуществлять техническое обслуживание без замены всей гидравлической системы в случае выхода из строя одного модуля, что значительно снижает затраты на ремонт.

Конструктивная конфигурация: современный FC-2200 обычно имеет ** "клапан-над-клапаном" (клапан-над-клапаном)** или L-образную конструкцию. Всасывающий клапан расположен непосредственно под выпускным клапаном. Такое вертикальное расположение сводит к минимуму мертвый объем, повышает объемный КПД и обеспечивает более плавный поток жидкости, тем самым уменьшая завихрения и эрозию.

Номинальное давление: стандартный модуль рассчитан на давление 5000 фунтов на квадратный дюйм, а модернизированная версия для работы в глубоких скважинах может выдерживать давление 7500 фунтов на квадратный дюйм.

Модуль «Материаловедение: от 4130 до 35CrMo»

Модуль жидкостного цилиндра должен выдерживать огромное внутреннее давление, поэтому выбор материала очень важен.

Стандартный тип (5000 фунтов на квадратный дюйм): Обычно выкован из стали AISI 4130 или 8620. Эти материалы подвергаются нормализации и отпуску, обеспечивая превосходные общие механические свойства и свариваемость.

Вариант с высокими-производительными характеристиками (7500 фунтов на квадратный дюйм): Ковка должна выполняться из легированной стали 35CrMo или 40CrMnMo. Процесс ковки улучшает зеренную структуру, устраняет дефекты литья (например, пористость и усадочные полости) и создает поток волокон вдоль направления напряжения, что приводит к исключительной усталостной прочности. Спецификации OEM строго запрещают сварочный ремонт корпуса модуля, так как зона термического-воздействия может стать местом зарождения усталостного растрескивания.

Подробное объяснение технологии хрупких деталей

Би-металлический вкладыш

Корпус выкован из высококачественной-углеродистой стали (например, стали 45#) для обеспечения структурной поддержки.

• Футеровка: изготовлена ​​из **высоко-чугуна с высоким содержанием хрома (высокохромистого чугуна)** методом центробежного литья, содержание хрома обычно составляет от 26 % до 28 %. Термически-обработанная внутренняя поверхность достигает твердости HRC 60–65. Эта исключительная твердость позволяет ему противостоять интенсивному истиранию от баритового порошка и горных пород.
• Точность обработки. Внутреннее отверстие необходимо подвергнуть хонингованию, чтобы добиться зеркальной-гладкости, тем самым уменьшая выделение тепла при трении поршня.

поршень и шток поршня

Сердечник поршня: кованая сталь, обеспечивающая отсутствие пластической деформации под высоким давлением.

Уплотнительная резина:

• Нитриловый каучук (NBR): подходит для обычных растворов на водной-основе, рабочая температура ниже 120 градусов.
• Полиуретан (Уретан): отличная стойкость к разрыву и истиранию, подходит для работы под высоким-давлением, но не термостоек-.
• Гидрогенизированный нитриловый каучук (HNBR) используется в высоких-глубоких скважинах или буровых растворах на нефтяной-основе.
• Шток поршня состоит из двух частей и соединен со средней рулевой тягой хомутом. Поверхность штока поршня также науглерожена или хромирована-для предотвращения коррозии.

Клапан и седло

• Стандарт: Клапан имеет конструкцию **API 7K Full Open**. В этой конструкции корпус клапана имеет только направляющие ножки и не имеет центрального вала, что обеспечивает большую площадь канала потока и низкое сопротивление жидкости.
• Материал: Корпус клапана и седло клапана обычно изготавливаются из науглероженной стали 20CrMnTi или AISI 8620. Глубина науглероженного слоя контролируется на уровне 1,5-2,0 мм, твердость поверхности составляет 58-62 HRC, а сердечник сохраняет высокую прочность, чтобы выдерживать огромную ударную нагрузку при посадке клапана.
• Уплотнение: полиуретановые вставки обеспечивают первоначальное уплотнение при низком давлении, а прецизионный металлический конический контакт обеспечивает первичное уплотнение при высоком давлении.

всасывающий дегерфер

Модель SD-8 обычно оснащена мешком для всасывания воздуха, предназначенным для поглощения колебаний кинетической энергии в линии всасывания. Хотя трехцилиндровый насос-обеспечивает относительно стабильный поток, он все же создает переходное отрицательное давление во время такта всасывания. SD-8 снижает давление всасывания за счет расширения и сжатия внутреннего воздушного мешка, эффективно предотвращая кавитацию — важную защиту для внутренних компонентов гидравлической системы.

Демпфер пульсаций выхлопных газов

В системе обычно используются сферические демпферы PD-55 или KB-75. На напорном конце-давления даже незначительные колебания давления могут вызвать сильную вибрацию в магистральных трубопроводах. Эти демпферы, наполненные предварительно сжатым азотом, поглощают пиковое давление и компенсируют минимальное давление, удерживая колебания в пределах 5 % для защиты забойных двигателей и приборов MWD.

Система промывки вкладыша

Это независимая система циркуляции воды низкого-напора, обычно приводимая в действие небольшим электрическим центробежным насосом.

• Функция: Во время работы непрерывно впрыскивайте охлаждающую воду (или охлаждающую жидкость, смешанную с ингибитором коррозии) в заднюю часть поршня и гильзу цилиндра.
• Значение: Трение между поршнем и гильзой цилиндра выделяет значительное количество тепла. Если вовремя не рассеять, резина поршня может быстро размягчиться, образовать пузыри или даже воспламениться. На чертежах OEM подробно показано расположение трубок распыления охлаждающей жидкости, обеспечивающее полный охват всего хода поршня.

Предохранительный клапан высокого давления должен быть установлен на коллекторе выпускной трубы, который имеет тип срезного штифта или пружинного сброса.

• Давление открытия должно быть установлено на уровне 110 % номинального давления гильзы цилиндра. Запрещается устанавливать запорный клапан на выходе предохранительного клапана. Линия сброса давления должна быть прямой к резервуару для раствора и надежно закреплена, чтобы сила реакции сброса давления не могла травмировать людей.

Таблица поиска и устранения распространенных неисправностей

горячая этикетка : Буровой насос emsco fc-2200, Китай буровой насос emsco fc-2200 производители, поставщики, завод