15.6. Паровые машины

паровая машина для бурения

В паровой машине механическая работа производится за счет тепловой энергии пара. Пар, поступая в цилиндр машины, отдает часть тепла, которое в машине превращается в механическую работу поршня, получающего возможность двигаться в закрытом цилиндре.

Простейшая машина состоит из цилиндра, закрытого с обеих сторон крышками. В цилиндре движется поршень, разделяющий цилиндр на две полости. Поршень посредством штока, который, проходит через заднюю крышку, соединяется с шатуном, а последний - с кривошипом коренного вала. Пар поступает поочередно то в левую, то в правую часть цилиндра.

Регулировка подачи пара и выпуска его из цилиндра осуществляется специальным механизмом-золотником, приводимым в движение от вала машины.
В зависимости от количества цилиндров, их расположения, от какого рода пара работает машина, сколько раз расширяется пар в цилиндрах машины, от способа наполнения цилиндра паром, от числа оборотов вала машины и давления пара машины они разделяются на:

1) одноцилиндровые и многоцилиндровые;

2) вертикальные и горизонтальные;

3) машины для насыщенного и перегретого пара;

4) машины простого и многократного расширения (двойного, тройного); в машинах многократного расширения острый пар поступает только в один из цилиндров, где он расширяется не до конечного давления выпуска; из первого цилиндра с этим промежуточным давлением пар поступает в следующий цилиндр; если это машина двойного расширения, то пар во втором цилиндре . расширяется до конечного давления выпуска; в машинах трехкратного расширения пар поступает поочередно в три цилиндра;

5) машины с постоянным и переменным наполнением (в машинах с переменным наполнением количество пара, поступающего в цилиндр, может регулироваться в зависимости от загрузки машины);

6) машины тихоходные с числом оборотов до 150 в минуту и быстроходные с числом оборотов 300-400 в минуту;

7) машины среднего давления при поступлении пара при 8- 15 и высокого давления при давлении свыше 25 ат.

В нефтяной промышленности применяются двухцилиндровые горизонтальные машины простого расширения, рассчитанные на среднее давление пара.
К преимуществам паровой машины для бурения относятся:

1) способность машины выдерживать большие перегрузки;

2) удобный реверс в самой машине;

3) простота обслуживания, монтажа и ремонта машины;

4) наличие в буровой пара, что в значительной степени облегчает работу буровой партии в условиях суровой зимы.

Поэтому паровой привод в бурении нефтяных скважин еще не отжил свой век и в нефтяной промышленности имеет значительные области применения.
Завод выпустил два типа машин: ТМЗ-1 мощностью 150 л. с. и ТМЗ-4 мощностью 300 л. с.
Обе эти машины состоят из чугунной горизонтальной станины, к которой шпильками крепятся два цилиндра, представляющие общую отливку с парораспределением. На верхней части цилиндров крепится паровпускной коллектор, к нижней части - выхлопной коллектор.
Поршни - полые, выполняются из чугуна; на наружной поверхности они имеют канавки для поршневых колец. Поршни соединены штоком с крейцкопфом, а последний через шатун получает поступательное движение от вала, которое передает поршню.
Парораспределение в машинах ТМЗ принято системы Стефенсона с золотниковым поршнем.
Кривошипный вал лежит на четырех подшипниках скользящего трения. Между средними подшипниками на кривошипном валу устанавливается разъемное цепное колесо z = 14 под цепь с шагом 103,2 мм.
Смазка машин состоит из:
а) автоматической смазки цилиндров и золотников;
б) кольцевой смазки для смазывания подшипников кривошипного вала;
в) смазки-разбрызгивания для смазки кривошипно-шатунного механизма;
г) ручной смазки для смазывания прочих движущихся частей

С 1939 г. выпуск этой машины прекращен. В 1940 г. завод начал выпуск машины ТМЗ-4.
Кроме этих машин, Туапсинский завод выпускал мелкие вертикальные машины ТМЗ-3 (8-сильная) и ТМЗ-6 (20-сильная) для привода глиномешалок и динамо-машин.
Буровые паровые машины ТМЗ-1 и ТМЗ-4 имеют ряд конструктивных недостатков. Наличие скользящих опор, постоянный коэффициент наполнения машины, слабые сальниковые уплотнения, неудачная конструкция золотникового управления снижают к. п. д. машины, повышают расход пара.
Кроме того, выпускает паровую машину ПМБ-300 завод «Борец». Это двухцилиндровая горизонтальная паровая машина с переменным наполнением цилиндра. Парораспределение - кулисой Стефенсона.

Данные о расходе пара на бурение типовых скважин, соответствующие определенному технологическому режиму:

проектная глубина скважины-до 1000-1200 м;

число оборотов ротора 70-130 об/мин;

давление на забой 4-9 т;

число ходов насоса 30-36 в минуту при 6 5/8" бурильных трубах,

многошарошечное долото (расстояние от котельной до буровой в 50- 200 м).
При подъеме инструмента пиковый расход пара достигает 3000-4000 кг/час; среднечасовой расход пара на буровую при подъеме обычно не выше 1000-1500 кг/час.

Понравилась эта статья? Поделитесь ею!