Поиск

The solids control system plays a vital role in drilling operations. As a high-performance pump applied in solids control systems, the mud shear pump is a type of centrifugal pump mainly used for shearing, dispersion and sufficient hydration of drilling mud.Ordinary sand pumps and centrifugal pumps only serve to transport mud, while the mud shear pump realizes fluid transportation as well as shearing and dispersion, enabling rapid dissolution and dispersion of mud additives. Therefore, great attention shall be paid to the selection of mud shear pumps. I. Selection of Explosion-proof Motor Oilfield drilling sites are flammable and explosive hazardous areas. Ordinary motors may trigger potential safety hazards. For this reason, mud shear pumps are mandatorily equipped with explosion-proof motors to ensure operational safety on site. YB3 series flameproof three-phase asynchronous motor is designed as flameproof construction in compliance with: GB 3836.1-2010 Explosive atmospheres — Part 1: Equipment general requirements GB 3836.2-2010 Explosive atmospheres — Part 2: Equipment protection by flameproof enclosures “d” Explosion protection marks: Ex d I Mb, Ex d II BT4 Gb Operating Conditions 1. Ambient air temperature varies with seasons, with a maximum of 35℃ / 40℃ and a minimum of -15℃. 2. Altitude: no higher than 1000 m above sea level. 3. Rated voltage: 380V, 660V, 380/660V 4. Rated frequency: 50Hz 5. Motor rating is based on S1 continuous duty. 6. Insulation class: Class F 7. Enclosure protection class: IP55 Material and Installation Requirements The motor frame is made of cast iron with anti-corrosion coating, adaptable to corrosive oilfield environments. Standard installation form: B3 (foot-mounted). Customized forms including B5 (flange-mounted) and B35 (foot and flange mounted) are available. II. Selection of Mud Shear Pump The JQB series shear pump is essential equipment in drilling fluid circulation systems. It is mainly applied for treatment of chemical additives and bentonite to achieve rapid preparation of drilling fluid.With a specially designed mud pump impeller structure, the pump generates powerful shear force when fluid flows through, which crushes and disperses solid particles such as chemical additives and bentonite, realizing uniform distribution of solids in drilling fluid. Field application data shows that mud treatment with shear pumps can reduce bentonite consumption by over 20%. Meanwhile, it significantly improves fluid filtration performance and mud quality, forms favorable gel strength, effectively protects wellbores and prevents oil reservoir contamination, and greatly enhances cuttings carrying capacity of drilling fluid under low shear rate conditions. The JQB6×5J mud shear pump is a large-flow mud mixing device dedicated to solids control systems. It adopts large-diameter flow channels with 6-inch inlet and 5-inch outlet, together with a high-shear sand pump impeller structure. It reduces raw material consumption and improves drilling fluid quality, and is widely applied to onshore drilling operations and mud mixing systems. Two models are available in this series:JQB6×5J-45 and JQB6×5J-55  Both models are equipped with YB3 series flameproof explosion-proof motors. TECHNICAL PARAMETERS Item JQB6×5J-45 JQB6×5J-55 Model JQB6×5J-45 JQB6×5J-55 Capacity 120 m³/h 150 m³/h Head 28m – 32m 32m – 38m Shearing Efficiency 95% 95% Motor Power 45 kW 55 kW Impeller Speed 2200 rpm 2200 rpm Inlet Diameter 6" 5" Outlet Diameter 5" 5" Weight 780 kg 900 kg Overall Dimensions 1200mm × 1000mm × 1450mm 1250mm × 1000mm × 1470mm Model Meaning JQB: Series code of shear pump 6×5: 6-inch inlet diameter, 5-inch outlet diameter J: Mechanical seal structure 45: 45kW explosion-proof motor configured 55: 55kW explosion-proof motor configured Selection Basis 1.According to mud mixing capacity For conventional drilling with medium mud preparation volume: JQB6×5J-45 For large mud volume, sand-laden mud and deep-well drilling conditions: JQB6×5J-55 (55kW) 2. Material and Seal Requirements Sand pump casing and sand pump impeller are made of high-chromium wear-resistant cast iron to resist abrasion from sand-containing mud. Special oilfield mechanical seals are adopted for excellent corrosion resistance. 3.Performance Requirements 10% safety margin is reserved for flow rate and head. Sufficient power margin is reserved for the motor to avoid overheating during long-term continuous operation.  

В операциях по бурению нефтегазовых скважин... центробежный песочный насосявляется одним из основных элементов системы контроля твердых частиц. В основном он отвечает за разделение твердой и жидкой фаз бурового раствора высокой вязкости, содержащего песок, и его транспортировку к такому оборудованию, как... вибрационные установки для сланцаи пескоотделители Для обеспечения бесперебойного проведения буровых работ. Высоковязкий буровой раствор (обычно подразумеваемый с вязкостью ≥ 50 мПа·с) обладает такими характеристиками, как плохая текучесть, высокое содержание твердых частиц и высокое сопротивление, что предъявляет более высокие требования к производительности и конструкции центробежных песочных насосов. Неправильный выбор не только приведет к низкой эффективности насоса и резкому увеличению энергопотребления, но и вызовет такие отказы, как износ насоса, засорение и перегрузка, что серьезно повлияет на ход бурения и увеличит затраты. Поэтому научный и рациональный выбор центробежных песочных насосов является ключом к обеспечению эффективности обработки высоковязкого бурового раствора и снижению эксплуатационных расходов. I. Предпосылки отбора Суть выбора заключается в адаптации, а предпосылка адаптации состоит в полном понимании присущих высоковязкому буровому раствору характеристик и специфических требований работы на месте, что является основой для предотвращения отклонений в выборе. (I) Уточнить основные характеристики бурового раствора высокой вязкости. Характеристики высоковязкого бурового раствора напрямую определяют направление выбора песочного насоса. Следует обратить внимание на следующие 3 момента: Во-первых, параметры вязкости. Необходимо уточнить динамическую и статическую вязкость бурового раствора при рабочей температуре (обычно 20-80℃). Чем выше вязкость, тем больше сопротивление жидкости и тем выше требования к напору и мощности песочного насоса. Во-вторых, содержание твердых частиц и их размер. Высоковязкий буровой раствор часто содержит большое количество шлама и песчинок. Чем больше диаметр частиц и чем выше их содержание, тем сильнее износ компонентов насоса, таких как Рабочие колеса песочных насосов и корпуса песочных насосовПоэтому следует отдавать приоритет износостойкой конструкции. Во-третьих, плотность и коррозионная активность. В некоторые высоковязкие буровые растворы добавляют утяжелители (например, барит) или химические реагенты. Увеличение плотности повысит рабочую нагрузку насоса, а коррозионная активность повлияет на выбор материалов для песочных насосов. (II) Уточнить основные требования к операциям на месте. С учетом условий бурения необходимо уточнить следующие ключевые требования: Во-первых, требования к расходу. Определите требуемый номинальный расход (единица измерения: м³/ч) для песочного насоса в соответствии с масштабом бурения и производительностью системы контроля твердых частиц, а также заложите запас в 10–15% для предотвращения накопления бурового раствора из-за недостаточного расхода. Во-вторых, требования к напору. Рассчитайте требуемый номинальный напор (единица измерения: м) на основе расстояния транспортировки бурового раствора, сопротивления трубопровода и разницы высот установки оборудования. Сопротивление трубопровода высоковязкого бурового раствора значительно выше, чем у обычного бурового раствора, поэтому напор необходимо соответствующим образом увеличить. В-третьих, условия эксплуатации. Уточните сценарий установки песочного насоса (наземная буровая платформа, морская платформа), температуру окружающей среды и требования к взрывозащите. Например, для морских платформ необходимо выбирать песочные насосы, устойчивые к солевому туману и коррозии, а для легковоспламеняющихся и взрывоопасных сред — взрывозащищенные двигатели. II. Основные показатели отбора (I) Расход и напор: адаптация к фактическим потребностям высоковязких жидкостей. Расход и напор являются основными параметрами при выборе песочного насоса, но для бурового раствора высокой вязкости следует обращать внимание на разницу между «номинальными параметрами» и «фактическими параметрами». Параметры расхода и напора обычных песочных насосов определяются на основе испытаний чистой воды. При транспортировке бурового раствора высокой вязкости сопротивление жидкости возрастает, фактический расход уменьшается, а напор снижается. Чем выше вязкость, тем больше амплитуда снижения. Поэтому при выборе расход и напор необходимо корректировать в соответствии с вязкостью бурового раствора: если вязкость бурового раствора составляет 50-100 мПа·с, расход и напор необходимо увеличить на 15-20% от номинальных параметров; если вязкость превышает 100 мПа·с, необходимо увеличить на 20-30%, чтобы обеспечить соответствие фактической эксплуатации требованиям. (II) Конструкция рабочего колеса: приоритет отдается адаптивной конструкции для высокой вязкости. Рабочее колесо является ключевым компонентом центробежного песочного насоса, и его конструкция напрямую влияет на эффективность транспортировки и способность насоса предотвращать засорение при работе с высоковязкими буровыми растворами. Для высоковязких буровых растворов предпочтительны следующие два типа рабочих колес: Во-первых, открытое рабочее колесо. Лопасти рабочего колеса не имеют передней и задней крышек, имеют большие зазоры, что затрудняет их засорение частицами песка и бурового шлама в буровом растворе, а также упрощает очистку и обслуживание. Оно подходит для буровых растворов с высоким содержанием твердых частиц и высокой вязкостью. Во-вторых, ширококанальное рабочее колесо. Ширина канала на 20-30% больше, чем у обычных рабочих колес, что позволяет снизить сопротивление потоку высоковязких жидкостей, уменьшить энергопотребление и снизить осаждение частиц. Следует избегать использования закрытых рабочих колес (малые зазоры, легко засоряются), если буровой раствор не был предварительно обработан и содержание твердых частиц в нем крайне низкое. (III) Выбор материала: баланс износостойкости и коррозионной стойкости. Частицы песка и бурового шлама в высоковязком буровом растворе вызывают сильный износ проточных компонентов песочного насоса, а химические реагенты могут вызывать коррозию. Поэтому при выборе материала необходимо соблюдать баланс между износостойкостью и коррозионной стойкостью. Распространенные материалы делятся на три категории: во-первых, высокохромистые сплавы (например, Cr27), обладающие превосходной износостойкостью, подходящие для высоковязких буровых растворов с высоким содержанием твердых частиц и высокой твердостью песка, и являющиеся наиболее часто используемым материалом на буровых площадках. Во-вторых, нержавеющая сталь (например, 316L), обладающая высокой коррозионной стойкостью, подходящая для высоковязких буровых растворов, содержащих агрессивные химические реагенты, но ее износостойкость несколько уступает высокохромистым сплавам. В-третьих, композитные материалы (например, рабочие колеса с полиуретановым покрытием), обладающие как износостойкостью, так и коррозионной стойкостью, подходящие для сложных условий эксплуатации, но относительно дорогие, и их выбор может зависеть от бюджета и условий работы. (IV) Выбор мощности и двигателя: соответствие требованиям работы при высоких нагрузках Сопротивление потоку высоковязкого бурового раствора велико, и для преодоления этого сопротивления во время работы песочному насосу требуется большая мощность. Недостаточная мощность двигателя приведет к перегрузке песочного насоса и выходу двигателя из строя. При выборе необходимой мощности на валу следует рассчитывать ее исходя из скорректированного расхода, напора, плотности и вязкости бурового раствора, а затем выбирать соответствующую мощность двигателя в зависимости от мощности на валу. Обычно мощность двигателя должна быть на 10-20% больше мощности на валу, чтобы обеспечить достаточный запас по нагрузке. В то же время двигатель должен быть взрывозащищенным (соответствовать стандарту Exd II BT4), чтобы адаптироваться к легковоспламеняющейся и взрывоопасной среде буровой площадки. Для морских платформ также следует выбирать водонепроницаемые и устойчивые к солевому туману двигатели. (V) Регулирование скорости: Приоритет отдается проектированию с регулируемой скоростью. Вязкость высоковязкого бурового раствора колеблется в процессе бурения и при изменении температуры. Если скорость вращения песочного насоса фиксирована, то при увеличении вязкости расход и напор значительно снижаются, что не соответствует требованиям эксплуатации; при уменьшении вязкости это приводит к потерям энергии. Поэтому предпочтительны центробежные песочные насосы с регулируемой скоростью. Скорость может гибко регулироваться в зависимости от изменения вязкости бурового раствора с помощью частотного преобразователя или механического регулирования скорости, обеспечивая постоянное оптимальное рабочее состояние песочного насоса, что не только гарантирует эффективность обработки, но и снижает энергопотребление. (VI) Герметичность: предотвращение утечки бурового раствора Высоковязкий буровой раствор имеет высокую вязкость и высокое содержание песка. Если герметичность песочного насоса низкая, высока вероятность утечки бурового раствора, что не только загрязняет окружающую среду, но и приводит к износу таких компонентов, как втулки валов и подшипники. При выборе следует учитывать следующее: механические уплотненияПредпочтение отдается материалам, обладающим лучшими герметизирующими свойствами, чем сальниковые уплотнения, и способным адаптироваться к условиям работы с высокой вязкостью и большим количеством песка. В то же время, для увеличения срока службы уплотнения и снижения частоты технического обслуживания следует выбирать износостойкие и коррозионностойкие уплотнительные материалы (такие как карбид кремния и графит). III. Практические этапы отбора С учетом вышеизложенных предпосылок и основных показателей, выбор центробежных пескоотсосов может быть осуществлен быстро и точно в соответствии со следующими 5 этапами, обеспечивающими адаптацию к условиям высоковязкого бурового раствора. Шаг 1: Определите основные параметры и уточните границы выбора. Соберите и систематизируйте основные данные: во-первых, параметры бурового раствора (динамическая вязкость, статическая вязкость, плотность, содержание твердых частиц, размер частиц, коррозионная активность); во-вторых, эксплуатационные требования (номинальный расход, расстояние транспортировки, перепад высот установки, температура рабочей среды, требования к взрывозащите); в-третьих, ограничения на месте установки (площадь установки, характеристики электропитания, бюджетный диапазон), уточните основные границы выбора и избегайте слепого выбора. Шаг 2: Скорректируйте расход и напор в соответствии с условиями высокой вязкости. Необходимо скорректировать требуемый расход и напор в соответствии с вязкостью бурового раствора: исходя из номинального расхода и напора в условиях чистой воды, при каждом увеличении вязкости на 50 мПа·с расход и напор увеличиваются на 15–20% соответственно. Одновременно следует дополнительно скорректировать параметры напора с учетом расстояния транспортировки и сопротивления трубопровода, чтобы обеспечить соответствие расхода и напора требованиям системы контроля твердых частиц в процессе эксплуатации. Шаг 3: Проверка основных компонентов и определение модели песочного насоса. В соответствии с скорректированными параметрами, необходимо проверить конструкцию, материал и способ уплотнения рабочего колеса: отдать приоритет рабочим колесам открытого или ширококанального типа, выбрать в качестве материала высокохромистый сплав (для обычных условий работы) или нержавеющую сталь (для коррозионных условий работы), а в качестве способа уплотнения – двухстороннее механическое уплотнение; с учетом требований к мощности выбрать соответствующую мощность двигателя и метод регулирования скорости, а также первоначально определить модель песочного насоса. Шаг 4: Рассчитайте энергопотребление и затраты на техническое обслуживание, чтобы оптимизировать план выбора. Рассчитайте энергопотребление первоначально выбранной модели песочного насоса, сравните рабочую мощность и уровень энергопотребления различных моделей и отдайте приоритет моделям с низким энергопотреблением и высокой эффективностью; одновременно учитывайте затраты на техническое обслуживание, выбирайте песочные насосы, которые легко разбираются, обслуживаются и обладают высокой универсальностью компонентов, чтобы сократить время и затраты на последующее техническое обслуживание. Например, выбирайте стандартизированные рабочие колеса и уплотнения для замены на месте. Шаг 5: Объедините запросы в службу технической поддержки производителя, чтобы окончательно подтвердить выбор. Предоставьте производителю песочного насоса отсортированные основные параметры и скорректированные показатели выбора. Вместе с технической поддержкой производителя проверьте план выбора — производитель сможет дать более точную рекомендацию по модели, учитывая характеристики своего продукта и условия работы с высоковязкими буровыми растворами, а также подтвердить фактические рабочие характеристики и пригодность песочного насоса, чтобы избежать ошибок при выборе и в конечном итоге определить подходящую модель центробежного песочного насоса. IV. Руководство по выявлению подводных камней при выборе В процессе выбора песочных насосов для буровых растворов высокой вязкости могут возникать некоторые недоразумения, приводящие к неспособности насоса адаптироваться к условиям работы и частым поломкам. Ниже приведены 4 распространенных недоразумения и соответствующие решения, которые помогут избежать рисков при выборе. Заблуждение 1: Прямой выбор песочных насосов в условиях чистой воды, игнорируя влияние вязкости. Многие селекторы напрямую выбирают параметры в соответствии с расходом и напором в условиях чистой воды, игнорируя ослабление сопротивления высоковязкого бурового раствора, что приводит к недостаточному фактическому расходу и напору песочного насоса, не отвечающим требованиям эксплуатации. Решение: Расход и напор необходимо корректировать в соответствии с вязкостью бурового раствора, оставляя достаточный запас для обеспечения соответствия фактических рабочих параметров стандартам. Заблуждение 2: Слепое стремление к высоким параметрам, игнорирование энергопотребления и затрат на техническое обслуживание. Некоторые специалисты по выбору оборудования считают, что «чем выше параметры, тем лучше», и выбирают песочные насосы с расходом и напором, значительно превышающими фактические потребности, что приводит к резкому увеличению энергопотребления. В то же время, крупногабаритные песочные насосы имеют более высокие затраты на техническое обслуживание и занимают большую площадь, что приводит к растрате ресурсов. Решение: точный расчет параметров с учетом фактических потребностей эксплуатации, избегание избыточного выбора и приоритетное предпочтение эффективных и энергосберегающих моделей при условии удовлетворения потребностей. Заблуждение 3: Игнорирование износостойкости материалов приводит к быстрому износу компонентов. Высоковязкий буровой раствор имеет высокое содержание песка. Если выбрать песочные насосы из обычных материалов, проточные компоненты (рабочие колеса, корпуса насосов) будут быстро изнашиваться, что приведет к сокращению срока службы песочного насоса и частым поломкам. Решение: отдавайте приоритет износостойким материалам, таким как высокохромистые сплавы. Для работы в агрессивных средах выбирайте нержавеющую сталь или композитные материалы, регулярно проверяйте степень износа и своевременно заменяйте уязвимые компоненты. Заблуждение 4: Игнорирование герметизирующих свойств, приводящее к утечке бурового раствора. Некоторые селекторы обращают внимание только на расход и напор, игнорируя герметичность, и выбирают пескоотсосы с сальниковыми уплотнениями. В условиях работы с высокой вязкостью и большим количеством песка уплотнение легко выходит из строя, что приводит к утечке бурового раствора. Решение: отдавать приоритет двухсторонним механическим уплотнениям, выбирать износостойкие и коррозионностойкие уплотнительные материалы, обеспечивать точность установки уплотнительных элементов, регулярно проверять герметичность и своевременно проводить техническое обслуживание.