В буровой технике буровые насосы, как основное оборудование циркуляционной системы, играют решающую роль в доставке бурового раствора к забою скважины, обеспечении циркуляции внутри скважины и выполнении множества ключевых функций. Они являются критически важным оборудованием для обеспечения безопасности, эффективности и качества бурения.
Основной принцип работы бурового насоса заключается в преобразовании механической энергии в кинетическую энергию жидкости на силовой стороне, проталкивании бурового раствора по бурильной трубе к забою скважины под высоким давлением и высокой скоростью потока. Затем он выносит шлам обратно на поверхность через затрубное пространство, образуя непрерывный замкнутый циркуляционный контур. Этот процесс циркуляции не только охлаждает буровое долото и смазывает бурильную колонну, но также использует гидростатическое давление бурового раствора для балансировки порового давления пласта, предотвращая сложные ситуации, такие как выбросы, обрушения скважин и потери циркуляции. Одновременно он способствует переносу и подвешиванию шлама, сохраняя ствол скважины чистым.
По конструктивной форме буровые насосы в основном делятся на две категории: поршневые и винтовые насосы. Поршневые буровые насосы генерируют пульсирующий поток за счет возвратно-поступательного движения поршня или плунжера внутри цилиндра. К распространенным типам относятся трех-цилиндрические насосы одностороннего-действия и двухцилиндровые-насосы двойного-действия. Они характеризуются высоким давлением нагнетания и широким регулируемым диапазоном расхода и широко используются в нефтяных и газовых скважинах, геологоразведочных скважинах и при эксплуатации инженерных скважин. В винтовых насосах, с другой стороны, зацепление ротора и статора образует непрерывную герметичную полость для подачи бурового раствора. Они демонстрируют меньшую пульсацию и более плавную работу, что делает их пригодными для применений, требующих высокой стабильности потока и условий с определенным допуском к содержанию песка.
В современных буровых насосах постоянно оптимизируются материалы и производственные процессы. В таких ключевых компонентах, как гильзы цилиндров, поршни и клапаны, используются -износостойкие и коррозионностойкие-сплавы, что продлевает срок службы и снижает частоту технического обслуживания. Оснащенные частотно-регулируемым приводом и интеллектуальными системами мониторинга, они могут регулировать смещение и давление в режиме реального времени, точно согласовывая изменения пласта и требования процесса бурения, сокращая потребление энергии и непроизводительное время.
Производительность бурового насоса, являющегося «сердцем» цикла бурения, напрямую влияет на качество ствола скважины и безопасность эксплуатации. Ее непрерывные технологические достижения обеспечили надежную гарантию для строительства скважин высокой-сложности, глубоких скважин и скважин со специальными технологиями, играя незаменимую роль как в морском, так и в наземном бурении.