Визначення витрати палива мобільними насосними агрегатами для гідравлічного розриву пластів в залежності від температурного режиму роботи насосів високого тиску

Анотація

У статті розглянуто проблему підвищення енергоефективності мобільних насосних агрегатів для гідравлічного розриву пластів в нафтогазовій галузі. Наведені результати досліджень впливу на енерговитрати та ресурс насосів високого тиску мобільних насосних агрегатів для гідравлічного розриву пластів чинників, які можна поділити на види за швидкістю: швидкі процеси, середньої швидкості та повільні. Встановлено, що за фізичною природою всі фактори, що впливають на енергоефективність  насосів високого тиску в процесі експлуатації, діляться на кліматичні, гідравлічні та механічні. Проаналізовано температурний режим роботи насосів високого тиску мобільних насосних агрегатів для гідравлічного розриву пластів. Встановлено, що досліджень енергоефективності насосів високого тиску мобільних насосних агрегатів для гідравлічного розриву пластів від температури робочої рідини ще не проводилось. Метою досліджень є встановлення у лабораторних та промислових умовах зв’язку витрати палива мобільних насосних агрегатів для гідравлічного розриву пластів від температури оливи насосів високого тиску. Відповідно до сформульованої мети були розроблені та змонтовані теплообмінні апарати для забезпечення заданих рівнів температур оливи насосів високого тиску; встановлені експериментальні залежності зміни температури оливи в насосі високого тиску мобільного насосного агрегату для гідравлічного розриву пластів FC-2251 на шасі Kenworth T800 при різних вихідних тисках насосів; експериментально досліджено залежності витрати палива та моментів тертя в парах тертя насосу високого тиску мобільного насосного агрегату для гідравлічного розриву пластів FC-2251 на шасі Kenworth T800 від температури його оливи. Результати експериментів показали, що зі зростанням температури оливи величини моменту тертя та витрати палива змінюється за параболічною кривою, досягаючи мінімуму за температури 45...65 ⁰С., оскільки за температури оливи менше 45 ^оС утруднено підведення в’язкої оливи до поверхонь тертя, що призводить до підвищеного моменту тертя та перевитрати палива привідного двигуна. За температури вище 65 ^оС при високих навантаженнях і тисках у плунжерних парах тертя починають виникають ділянки з граничним тертям, що теж призводить до підвищеного моменту тертя та перевитрати палива привідного двигуна. Таким чином досліджено, що є інтервал температур 45...65 ⁰С, при якому момент тертя та витрата палива є найменшими.