Техническая характеристика расходомера ТулНИГП

Предел измерений, л/мин ……………………………………………….. 0-160

Максимальное рабочее давление, МПа ………………………………. 6,3

Относительная погрешность измерений мгновенного расхода, %:

- воды ………………………………………………………………………… ±2,0

- глинистого раствора ……………………………………………………... ±4,0

Габариты (без присоединительных узлов), мм …………………… 635х100х70

Масса, кг ……………………………………………………………………….. 10,0

Для обеспечения надежного и устойчивого поддержания требуемой величины расхода промывочной жидкости, буровой насос должен быть оснащен эффективным устройством для регулирования подачи. На практике регулирование подачи промывочной жидкости осуществляется трехходовыми кранами, пережимами отводного шланга, сменой цилиндровых втулок, путем использования ступенчатых коробок скоростей и т.п.

При использовании трехходовых кранов, пережимов отводного шланга и подобных им средств распределение потока жидкости в скважину и на сброс происходит пропорционально установленному соотношению размеров каналов и обратно пропорционально гидравлическим сопротивлениям в них. По мере заполнения колонковой трубы керном, при бурении пучащих пород и т.д. возрастают гидравлические сопротивления в промывочных каналах, что ведет к неуправляемому перераспределению подачи жидкости от насоса. При значительном увеличении гидравлических сопротивлений в буровом снаряде произвольное перераспределение потока промывочной жидкости может привести к полному прекращению подачи ее к забою скважины, в результате чего может произойти прижог породоразрушающего инструмента.

Чтобы этого не произошло, делитель потока должен устойчиво поддерживать заданную подачу промывочной жидкости в скважину независимо от изменения гидравлических сопротивлений в промывочных каналах.

Возможность регулировать и поддерживать в заданных количествах подачу промывочной жидкости в скважину при переменном давлении рабочего потока позволяет сливной кран регулирования подачи промывочной жидкости в скважину.

Сливной кран (рис.) встраивается в нагнетательную линию посредством патрубка 1, к которому прикреплен штуцер 4 нагнетательного шланга и приварен присоединитель 16. Корпус крана 8 навинчивается на присоединитель 16 и снабжен отводными отверстиями, которые сведены в один отводной штуцер 2, на который надевается отводной шланг. Через седло клапана 14, имеющее вид кольца, пропущен шток 17 с тарельчатым клапаном 15. Шток на середине имеет направляющую крестовину 13 и верхним концом вставлен в крейцкопф 11 и закреплен кольцом 10, посаженным на шплинт 9. Между крейцкопфом и крестовиной на шток надета пружина 12, под действием которой клапан 15 находится в подпружиненном состоянии. С другой стороны крейцкопф присоединен к штоку 7 и снабжен штурвалом 3. Шток ввинчивается в крышку 20 и имеет контргайку 21. На штоке надета планка 6, удерживаемая гайкой 19. В планке шток свободно вращается и перемещается вниз или вверх вместе с ней. Планка шарнирно связана с зубчатой рейкой 18, которая шестерней связана с циферблатом 5, показывающим расход жидкости.

Наличие пружины между штоком клапана и штурвалом обеспечивает автоматическое перемещение клапана относительно штурвала при изменении давления потока жидкости. Проходной канал седла клапана 14 имеет переменное сечение и обеспечивает постоянство произведения двух переменных величин при перемещении в нем клапана, т.е. площади сечения проходной щели на скорость потока жидкости в ней, тем самым сохраняя постоянство заданного объема подачи жидкости при переменном давлении. Потребный объем подачи жидкости устанавливают перемещением клапана в канале седла при помощи штурвала.

Достоинствами сливного крана являются возможность не только регулировать, но и контролировать подачу жидкости в скважину по показаниям расходомера 5, недостаток устройства заключается в отсутствии непосредственного контроля подачи жидкости в скважину, т.к. расходомер установлен на отводном канале и показывает расход жидкости на слив, а подача в скважину определяется как разница между общей подачей насоса и расходом на слив, однако общая подача насоса не всегда, не на всех насосах является величиной постоянной, а меняется с изменением условий работы.

Распределитель потока Д1 конструкции ТулНИГП (рис.) при использовании в комплекте с расходомером (см.рис.), позволяет поддерживать и контролировать заданную требуемую величину подачи промывочной жидкости в скважину. Распределитель потока жидкости устанавливается в нагнетательной линии и работает следующим образом.

При прокачивании жидкости через дроссель 3 с калиброванным отверстием возникает перепад давлений, создающий усилие, под воздействием которого втулка 2 с дросселем начинают перемещаться, передавая посредством пальцев 4 усилие на пружину 5 и сжимая ее, т.к. последняя опирается на ступицу штурвала 9. Перемещаясь в манжетах 7 и 8, втулка открывает окно сливного патрубка 6, через которое сбрасывается часть жидкости. Диаметр калиброванного отверстия дросселя, жесткость пружины, размер и форма окна сливного патрубка подобраны таким образом, чтобы при нормальной производительности насоса в скважину направлялось необходимое количество промывочной жидкости. Оптимальный для конкретного момента расход жидкости устанавливается по показаниям расходомера путем вращения штурвала.

При уменьшении расхода жидкости через дроссель уменьшается перепад давлений, под воздействием пружины втулка перекрывает окно сливного патрубка и направляет дополнительное количество жидкости в скважину. При значительном уменьшении расхода через дроссель втулка перекрывает сливное окно полностью, и в скважину направляется вся жидкость из насоса, что позволяет предотвратить прижог породоразрушающего инструмента.

При увеличении расхода через дроссель увеличивается перепад давлений и, соответственно, усилие на пружину. Втулка с дросселем переместится, открывая частично или полностью сливное окно, через которое сбрасывается избыток жидкости сверх оптимального расхода.

Распределитель потока жидкости автоматически поддерживает заданный оптимальный расход жидкости, подаваемой в скважину.