Как работают буровые насосы?

Вот отредактированный текст с улучшенной грамматикой, стилем, логикой и ясностью изложения, а также с сохраненным форматированием и ссылками на изображения:

Являясь неотъемлемой частью наземного и морского бурения, грязевые насосы обеспечивают циркуляцию бурового раствора, необходимого для бурения нефтяных и газовых скважин. Буровые растворы используются для стабилизации давления и поддержания устойчивости стенок скважины в процессе бурения, а также для снижения трения и удаления обломков породы.

Буровые растворы прошли долгий путь развития с первых дней бурения, и современные морские грязевые насосы постоянно работают под большими нагрузками, помогая операторам находить и разрабатывать углеводороды в более сложных, глубоких и труднодоступных месторождениях.

Бурение в открытом море с использованием грязевых насосов

Состав буровых растворов, включающий глину, воду, нефть и синтетические материалы, зависит от условий бурения и типа горной породы, встречающейся на забое скважины на каждой глубине. При бурении в открытом море необходимо особенно тщательно учитывать воздействие буровых растворов на окружающую среду.

Грязевой насос является одним из ключевых и незаменимых элементов оборудования на любой наземной или морской буровой установке. В открытом море, где пространство особенно ценно, грязевые насосы часто оснащаются компактными верхними приводами, что уменьшает их габариты и позволяет стратегически размещать их в насосном отделении для постоянной установки.

 Грязевой насос для буровых установок

При бурении в открытом море могут возникать самые разнообразные условия. Например, самоподъемные установки предназначены для работы на глубинах до 350 футов, а буровые суда и полупогружные платформы могут бурить на глубинах до 12 000 футов.

Как самоподъемные, так и полупогружные установки и буровые суда используют одни и те же типы грязевых насосов; однако количество насосов, установленных в насосном отделении, зависит от требований конкретного проекта.

Кроме того, на процесс бурения, выбор бурового раствора и необходимого грязевого насоса могут влиять пластовые давления, а также высокотемпературные и высоконапорные условия.

Поскольку буровые проекты требуют более высоких скоростей потока и более высоких давлений, необходимо увеличивать номинальное давление либо путем увеличения количества используемых грязевых насосов, либо путем применения более мощных насосов. Большинство ранних самоподъемных установок использовали два грязевых насоса с рабочим давлением 5000 фунтов на квадратный дюйм и мощностью 1600 л.с., в то время как современные самоподъемные установки могут иметь рабочее давление 7500 фунтов на квадратный дюйм и до четырех насосных систем мощностью 2200 л.с. каждая.

Гидравлический грязевой насос

Принцип работы грязевых насосов

Грязевые насосы интегрированы в систему буровой установки и, как правило, не являются отдельными агрегатами. Грязевой насос приводится в действие двигателем и подключен к смесительной емкости для подачи бурового раствора по мере необходимости. Входные и выходные патрубки насоса напрямую соединены с бурильной колонной и затрубным пространством скважины. Насос обычно оснащается демпферами пульсации на входе и выходе для сглаживания колебаний давления в потоке бурового раствора.

Грязевые насосы обычно приводятся в действие электрическими или дизельными двигателями. Дизельные двигатели лучше подходят для удаленных районов. Скорость вращения двигателя снижается, так как большинство насосов работают со скоростью около 100-200 об/мин, в то время как двигатель обычно вращается значительно быстрее. Большинство электрических насосов используют двигатели переменного тока, но также доступны агрегаты с двигателями постоянного тока. Самые крупные грязевые насосы имеют мощность более 2500 л.с.

Буровой раствор циркулирует через жидкостную часть насоса. Он перекачивается через центральное отверстие бурильной трубы и через буровую колонну к долоту. Затем шлам возвращается на поверхность через затрубное пространство скважины. Глубокие скважины, например, на морских нефтяных платформах, требуют давления до 7500 фунтов на квадратный дюйм для обеспечения циркуляции шлама. Такие скважины могут находиться на поверхности и достигать глубины до 10 миль под морским дном. Буровой раствор обычно представляет собой вязкую суспензию на водной основе, содержащую глиноподобные коллоиды, но его состав может меняться в зависимости от местоположения и назначения скважины. Он также может представлять собой жидкую смесь на основе нефти или синтетических жидкостей. Смесь шлама обычно хранится в большой смесительной емкости.