ДОСЛІДЖЕННЯ ГІДРОДИНАМІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК КЛАПАНА БУРОВОГО НАСОСА ДЛЯ РІЗНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ПРОМИВАЛЬНОЇ РІДИНИ

Анотація

З метою забезпечення технологічних процесів буріння нафтових і газових свердловин для створення тиску та подачі промивальної рідини використовують бурові насоси. Це обумовлює підвищені вимоги до їхніх характеристик, які, в свою чергу, суттєво впливають на дотримання режимів та забезпечення безперервності технологічного процесу спорудження свердловин. Найвідповідальнішою частиною бурового насоса є гідравлічна, оскільки її деталі піддаються дії високих тисків, агресивного середовища, абразивному зносу, кавітації тощо. Проведено аналіз умов роботи та руйнувань елементів клапанних вузлів бурових насосів. Особливу увагу приділено порівнянню гідродинамічних характеристик клапана бурового насоса для  різних властивостей промивальної рідини. Для моделювання потоків рідини та проєктування елементів клапана бурового насоса побудовано його тривимірну модель і застосовано імітаційне моделювання на основі методу скінченних елементів. Особливістю проведених досліджень є імітаційне моделювання гідродинамічних параметрів клапанів бурових насосів із врахуванням поведінки промивальної рідини за рахунок використання їх декількох різних моделей (бурового розчину та води). Застосовано параметричне моделювання зі змінним параметром – зазором між сідлом та тарілкою клапана. Контрольними параметрами у дослідженні задано значення величин тиску в точках, що розміщені в зазорі між сідлом та тарілкою клапана бурового насоса. За результатами імітаційне моделювання руху бурового розчину та води крізь щілину між сідлом та тарілкою клапана дозволило встановити величини гідравлічних опорів. Їх порівняння показує величину відхилення в середньому на 48,7 %.