Насосно-смесительный узел

Насосно-смесительный узел — это промышленное оборудование, применяемое в составе буровых установок для приготовления, перемешивания и подачи бурового раствора. Устройство обеспечивает точное дозирование компонентов, их эффективное смешивание и дальнейшую транспортировку раствора в циркуляционную систему. В некоторых отраслях также используется термин «смесительно-насосный агрегат», особенно в нефтегазовой промышленности.

Виды

Насосно-смесительные узлы различаются по нескольким параметрам:

• по способу установки: стационарные, мобильные (на шасси или полуприцепе),

• по количеству насосов: однонасосные, двухнасосные,

• по наличию резервуаров: с собственными емкостями или подключаемые к внешним резервуарам,

• по принципу смешивания: механическое, гидравлическое, инжекционное.

История создания

Идея создания оборудования для механизированного смешивания бурового раствора возникла в начале XX века вместе с развитием роторного бурения. Ранее растворы готовились вручную, что снижало качество и увеличивало время работ. С 1950-х годов начались поставки серийных насосно-смесительных установок, сначала в США, а затем в СССР. С течением времени они становились более производительными, автоматизированными и компактными.

Типы

На практике применяются следующие типы насосно-смесительных узлов:

• Инжекторные — работают по принципу эжекции; простые и надежные.

• Гидравлические — используют гидравлический поток для перемешивания.

• Смесительно-насосные модули — объединяют насосы, смеситель, систему управления и иногда емкости.

• Контейнерные или блочные установки — монтируются в контейнер или на платформу для облегчения транспортировки и интеграции в буровые комплексы.

Общее устройство

Насосно-смесительный узел обычно включает:

• смесительный воронкообразный блок (мешалку),

• буровой насос (или несколько насосов),

• трубопроводную арматуру (обратные клапаны, задвижки, шланги),

• систему управления (ручная или автоматическая),

• платформу или раму для монтажа оборудования,

• вспомогательные элементы: манометры, датчики расхода, электродвигатели или дизельные приводы.

Классификация

Насосно-смесительные узлы классифицируют по следующим критериям:

• По назначению:

  • для приготовления бурового раствора,

  • для подачи и циркуляции раствора,

  • для промывки и поддержания давления в скважине.

• По степени автоматизации:

  • ручные,

  • полуавтоматические,

  • автоматические (с программным управлением).

• По источнику энергии:

  • электрические,

  • дизельные,

  • комбинированные.

Основные характеристики

• производительность: от 5 до 100 м³/ч

• давление на выходе: 0,5–4 МПа

• мощность насосов: от 10 до 200 кВт

• объём смешиваемой жидкости: от 1 до 20 м³

• количество насосов: 1–2

• тип мешалки: инжекторная или механическая

• тип питания: электрическое, дизельное или комбинированное

• масса установки: от 500 до 6000 кг

Основные производители

Российские производители:

• ООО «Уралтехфлот» (Челябинск)

• ЗАО «Бурспецмаш»

• ООО «Техносервис»

• ПАО «Новомет»

Китайские производители:

• GN Solids Control

• Jereh Group

• Tianhe Oil Group

Мировые производители:

• Schlumberger (США)

• Halliburton (США)

• NOV (National Oilwell Varco, США)

• M-I SWACO

• Baker Hughes

Интересные факты

• Самый производительный насосно-смесительный узел в мире обеспечивает подачу раствора со скоростью более 200 м³/ч.

• Компактные узлы могут устанавливаться в кузовах пикапов и работать автономно на малых разведочных буровых.

• В Арктике используются утеплённые смесительные блоки, устойчивые к -50 °C.

• Некоторые модели оснащены автоматикой с возможностью дистанционного управления по Wi-Fi или спутниковой связи.

• Существуют узлы с резервуарами из стеклопластика, обеспечивающие меньший вес и устойчивость к агрессивным средам.

Область применения

Насосно-смесительные узлы применяются в следующих сферах:

• бурение нефтяных и газовых скважин,

• геологоразведка,

• строительство свайных фундаментов,

• гидрогеология,

• горизонтально-направленное бурение (ГНБ),

• шахтное строительство,

• горнорудная промышленность.

Благодаря универсальности, модульности и высокой производительности насосно-смесительные узлы являются незаменимым элементом современного бурового оборудования.