Модернизация бурового насоса УНБТ-950

 

Для заполнения маслом необходимо:

1)   вывернуть упор 3;

2)  вывернуть  малый поршень 4 вместе с резьбовой  втулкой;

3)   залить масло до полного заполнения  полости;

4)   ввернуть резьбовую втулку вместе  с малым поршнем в корпус;

При этом поршень должен находиться в крайнем  верхнем положении.

5)   установить зажим винтом вниз, вывернуть пробку 5 и

выпустить остатки воздуха;

 

Рис.1.4. Зажим гидравлический: (НБТ-475, НБТ-600)

I-корпус; 2-поршень большой; 3-упор; 4-поршень малый; 5-пробка

 

6) через  отверстие, свободное от пробки 5 долить масло;

7) завернуть  до отказа пробку 5;

8) ввернуть  упор 3 в корпус 1, не доводя его  до соприкосновения с подпятником  поршня 2;

9) проверить  работоспособность зажима, вворачивая  и выворачивая винт малого  поршня. При этом большой поршень  2 должен выходить из корпуса  и снова входить в него.

Если  этого не происходит, значит во внутренней полости осталось много воздуха, который необходимо удалить, вывернув пробку 5 и долив масло.

Гидравлический  зажим при вывернутом до отказа вверх  поршне 4, вворачивается по резьбе клапанной коробки до упора торцев поршня 2 в крышку всасывающего клапана.[16]

При вворачивании винта малого поршня 4 давление масла  увеличивается, отталкивая корпус зажима от большого поршня, упирающегося в  крышку клапана.

Возникшее напряжение в резьбовом соединении корпуса гидравлического зажима и клапанной коробки обеспечивает неподвижность последних во время работы насоса.

Во избежание  утечек масла из зажима упор 3 доворачивается до отказа, а винт малого поршня 4 выворачивается до верхнего крайнего положения. При этом давление масла в гидрозажиме упадет. Напряжение в резьбовом соединении снизится незначительно лишь за счет некоторой передеформации деталей.

 

Рис.1.5.Клапан бурового насоса (НБТ-600)

I-седло клапана; 2-пружина; 3-клапан.

 

Рис.1.6. Клапанная группа насосов (УНБТ-950)

1 - втулка; 2 - клапан; 3 - кожух; 4 -пружина; 5 - гайка; 6 - уплотнение; 7 – седло

 

 

 

Рис.1.7. Клапан бурового насоса (УНБТ-1600)

1- шлилька; 2 – крышка клапана; 3 - винт; 4 -пружина; 5 - гайка; 6 - уплотнение; 7 –стакан; 8-стакан; 9 – пружина; 10 – упор; 11 – манжета; 12 – клапан; 13 – седло; 14 -  втулка; 15 – манжета.

 

Устройство клапанной  группы УНБТ-1600 показано на рис.1.7. Крышка 4 клапана центрирует верхний хвостовик клапана 12 и с помощью резинового кольца 6 и пластмассовых защитных колец 5 герметизируют полости высокого давления в модулях гидравлической коробки. Крышка 4 клапана поджата винтом 3, ввернутым в резьбовой фланец 2, закрепленный на модулях шпильками 1.[16]

С  целью снижения усилия выпрессовки седла клапана под ним предусмотрена установка опорного кольца 14, ограничивающего проседание его при работе насоса с давлением Р ≥ 35 МПа.

На гайке 10 клапана 12 и  на крышке 4 установлены стаканы 7 и 8, защищающие пружину 9 от абразивного износа протекающим через нее буровым раствором.

 

Рис.1.8. Поршнень насоса (НБТ-475, НБТ-600)

1- манжета; 2 – шайба.

 

Рис.1.9. Цилиндропоршневая группа насоса (УНБТ-950)

1 - втулка  цилиндровая; 2 - шток поршня; 3 - кожух; 4 - гайка крепления поршня;

5 -шайба; 6 - сердечник;7 - манжета поршня

Рис.1.10. Поршень насоса со штоком  (УНБТ-1600)

1- шплинт; 2 , 3 - гайка; 4 - шайба; 5 - манжета; 6 – поршень; 

7,8 – нет, 9 – кольцо; 10 – шток; 11 – кожух.

 

Вывод: гидравлическая часть насосов НБТ-475 и НБТ-600 полностью идентичны, в них не найдено никаких конструктивных отличий, мало того, они полностью взаимозаменяемы, т.к. обладают идентичными геометрическими характеристиками.

Гидравлическая  часть НБТ-600 значительно отличается от УНБТ-950  и УНБТ-1600 прежде всего расположением клапанов. У менее мощных насосов всасывающий клапан расположен ближе к поршню, чем нагнетательный.

Клапан  бурового насоса УНБТ-1600 имеет отличия  от других клапанов прежде всего конструкцией нижнего хвостовика. Он обладает большим диаметром и следовательно, большей площадью контакта с седлом, что снижает напряжения в зоне контакта.

Клапаны насосов УНБТ-950 и УНБТ-1600 имеет  дополнительную защиту клапанной пружины  от абразивного износа, который возникает  при прохождении бурового раствора с высокой скоростью через  седло клапана.

Верхние хвостовики клапанов насосов УНБТ-950 и УНБТ-1600 (рис.1.6. и рис.1.7.) центрируются резиновыми втулками 1 и 15 соответственно, которые подвержены износу по внутреннему диаметру. При увеличении внутреннего диаметра втулки более чем на 2 мм ее необходимо заменить. При каждой замене седла клапана рекомендуется заменять и втулку, центрирующую верхний хвостовик клапана. Такая конструкция позволяет увеличить срок службы деталей.

Поршень насоса НБТ-475 и НБТ-600 имеет значительные отличия в части манжетного уплотнения по сравнению с более мощной серией. Поршень насоса УНБТ-1600 и УНБТ-950 имеет возможность замены манжетного уплотнения по мере выхода оного из строя. Это обеспечивается цилиндрической поверхностью контакта поршня и манжетного уплотнения. У насосов НБТ-475 и  НБТ-600 контакт поршня с манжетой происходит по ступенчатой поверхности, что предотвращает замену деятелей при износе по отдельности.

Особенности расположения всасывающих и нагнетательных клапанов в гидравлических коробках насосов и отличия в конструкции  поршней насосов представлены в  табл. 1.1.

Таблица 1.1

насос	конструкция поршня	Ближний к поршню клапан
НБТ-475	монолитный	всасывающий
НБТ-600	монолитный	всасывающий
УНБТ-950	сборный	нагнетательный
УНБТ-1600	сборный	нагнетательный

 

В гидравлических коробках НБТ-475 и НБТ-600 всасывающий  клапан расположен на пути движения жидкости при такте нагнетания, т.е. жидкости, при движении от поршня к нагнетательному  клапану, огибает всасывающий клапан. Такая конструкция возможно и  позволяет уменьшить объем мертвого пространства, но это сильно дорого обходиться, т.к. всасывающий клапан оказывает дополнительные гидравлические сопротивления движению жидкости сам при этом подвергаясь повышенному абразивному износу.

 

 

1.2.2. Приводная часть

 

Приводная часть (рис. 1.11) предназначена для преобразования энергии вращательного движения трансмиссионного вала в энергию возвратно-поступательного   движений   поршней   гидравлической части насоса.[16]

 

 

 

Рис.1.11. Приводная часть: (НБТ-475)

1,6-крышки; 2-накладка станины; 3-ползун; 4-шатун; 5-шток ползуна; 16-втулка

 

 

Крышка  насоса и станина соединяются  между собой, закрепляются и фиксируются от продольного смещения втулками 16 (Рис.1.11), при этом с плоскостей разъема станины и крышки убрать смазку и вытереть «насухо».

 

Рис.1.12. Приводная часть: (НБТ-600)

1,2,3,4 –  крепеж; 5-крышка; 6-гайка; 7 – винт; 8,9,10,11 – крепеж;

12-станина; 13 – уплотнение; 14 - шток ползуна; 15-шайба.

 

 

Рис.1.13. Приводная часть: (УНБТ-950)

1-система  подачи сож; 2- крышка; 3-трансмиссионный вал;

4-зубчатый  венец; 5-подшипник; 6-сливные шланги.

Рис.1.14 Приводная часть: (УНБТ-1600)

1 – шток; 2  - ползун; 3 – цилиндр; 4 – зубчатый  венец; 

5 – коренной  вал; 6 – шатун; 7 – электронасос.

 

Рис.1.15.  Приводная часть: (НБТ-475)

7-станина; 8-подшипник; 9-цанка; 10-болт; 11-стакан; 12-вал  трансмиссионный; 

13-венец  зубчатый; 14-стакан; 15-вал с шатунами

Корпус  приводной части выполнен разъемным и состоит из станины 7 (Рис.1.15) и несущей крышки 1 (Рис.1.11), обработанных совместно.

Взаимное  положение крышки и станции зафиксировано специальными втулками 16, которые при снятии крышки со станины необходимо предварительно извлекать из крышки и устанавливать при установке крышки на станину с помощью болта и подкладок.

Приводная часть (Рис.1.15) состоит из трансмиссионного вала 12 и вала с шатунами 15.

На опорах вала расположены сферические роликоподшипники, смонтированные в стаканах 11 и 14 (рис. 1.15.). Опоры монтируются после установки эксцентрикового вала в станину.[1]

 

 

 

Рис.1.16 Приводная часть: (НБТ-600)

 

Рис.1.17.Вал трансмиссионный: (НБТ-475)

1—крышка; 2-подшипник; 3-стакан; 4-вал; 5-шестерня; 6-шпонка;

 

Трансмиссионный вал установлен в крышке корпуса  на сферических роликоподшипниках. Подшипники заключены в стаканы 3 и закрываются снаружи крышками 1  (рис. 1.17).

На выступающих  за подшипниковые опоры конических хвостовиках закреплены шпонки 6. На них монтируется шкив клиноременной или звездочка цепной передач. Противоположный хвостовик вала закрывается защитным колпаком. На валу через шпоночное соединение запрессована шестерня 5.[1]

 

Рис.1.18.Вал трансмиссионный: (НБТ-600)

1 – манжета; 2,3 – болт; 4,5 – винт; 6 – подшипник; 7 – штифт; 

8 – вал; 9 – винт; 10 – шпонка; 11 – кольцо; 12 – стакан;

13 – штифт; 14 – гайка; 15 – крышка; 16 – кольцо.

 

Рис.1.19.Вал трансмиссионный: (УНБТ-1600)

1 - втулка; 2 – подшипник; 3 – вал; 4 - кольцо; 5 -манжета ;

6 – крышка; 7 - втулка; 8 - прокладка; 9 - кольцо;

10 – шестерня; 11 -  шпонка; 12, 13  - стаканы; 14 –  шпонка; 15 - винт.

 

 

Трансмиссионный вал насоса УНБТ-1600 (Рис.1.19.) представляет собой вал 3 с установленной на нем шестерней 10, которая передаёт крутящий момент благодаря наличию шпонки 11. Вал 3 установлен на двухрядных сферических подшипниках 2, установленных в стаканы 12,13. Вал 3, шестерня 10 и подшипники 2 являются плавающими в стаканах 12,13 и фиксируются колесом коренного вала за счет шевронной передачи.

Стаканы 12, 13 в корпусе  фиксируются крышками 6. На концах вала 3 установлены шпонки 14, которые передают крутящий момент от шкива или звёздочки  цепной передачи.

Рис.1.20. Вал с шатунами: (НБТ-475)

1-венец  зубчатый; 2-вал эксцентриковый; 3-планка; 4-шайба нажимная; 5-шатун; 6-ползун

 

 

В корпусе  насоса установлен эксцентриковый вал 2 (рис. 1.20) с шатунами 5 и ползунами 6.

Между двумя  эксцентриками вала на ступице по прессовой посадке закреплен  зубчатый венец 1, который входит в  зацепление с шестерней трансмиссионного вала.

Три эксцентрика, расположенные под углом 120° с  эксцентриситетом относительно общей оси вала, обеспечивают равномерную последовательность и заданную длину ходов поршней насоса.

На эксцентриках вала через цилиндрические роликоподшипники с помощью нажимных шайб 4 (рис. 1.20) планок 3 установлены шатуны 5 с ползунами 6.[9]

 

Рис.1.21. Вал с шатунами: (НБТ-600)

Рис.1.22. Вал с шатунами: (УНБТ-1600)

 

Кривошипно-ползунный механизм УНБТ-1600 (Рис.1.22) установлен на двухрядных сферических подшипниках 1 на две опоры Д и В. Опора В является фиксирующей, так как стакан 15 зафиксирован в этой опоре дюбелем 12 от горизонтального перемещения, а подшипник 1 зажат в стакане 15  крышками.

Подшипник 1 на опоре Д является плавающим. Стакан зафиксирован дюбелем 12 в опоре Д только от проворота.

На эксцентриковом валу 3 установлено зубчатое колесо 4, которое  через призонные болты 5 передаёт крутящий момент валу. Кроме этого, на эксцентриковом валу установлены три роликовых подшипника 6,  являющихся опорами больших головок шатунов, зафиксированные на валу и шатунах планками 17. Средний подшипник 6 зафиксирован на валу полукольцами 16. Малые головки шатунов 14 установлены в ползунах 10.

Два роликовых подшипника 3 (Рис.1.24) малой головки шатуна установлены на пальце 5, который фиксируется планкой 6 в корпусе ползуна 4, перемещающийся по направляющим 1,11.

Соосно оси ползуна 10 установлен шток 18 ползуна, закреплённый на торце ползуна 10 фланцем 11 при помощи болтов 19.

Малая головка  каждого шатуна 1 (рис. 1.23) соединена с ползуном 2 с помощью пальца 3, двух радиальных роликоподшипников 4, закрепленных на пальце и в расточке головки шатуна стопорными пружинными пальцами 5 и 6. Палец с каждой стороны соединен с ползуном с помощью разрезных цанг 7. Цилиндрические отверстия в ползуне для сопряжения его с цангами выполнены так, что позволяют, удалив ту или иную цангу, демонтировать палец вместе с внутренними обоймами подшипников в любую сторону. Это создает определенные удобства для монтажа среднего ползуна в условиях эксплуатации, если в этом появится необходимость.

Рис.1.23. Узел ползуна: (НБТ-475)

1-малая  головка шатуна; 2-ползун; 3-палец; 4-роликоподшипник;