Загальні відомості про гідромашини

Вступ

Гідромашини і компресори є проточними машинами. Вони призначені для роботи зміни положення і стану текучих середовищ і подоланню опорів в трубопроводах. Теоретичні основи розрахунку, принцип дії та конструктивні схеми машин для переміщення рідин та газів однакові. Але різниця в густині транспортованих середовищ і їх поведінка при проходженні через проточну частину машини призводить до розмаїття в оформленні робочих органів і систем охолодження.

Для переміщення текучих середовищ, крім машин застосовують також апарати або пристрої (струминні насоси, компресори, ерліфти, газліфти тощо).

Ще в глибоку давнину людина користувалась для транспортування і, головним чином, для піднімання води різними простими механізмами (наприклад, водопідйомними колесами). Водопідйомне колесо являло собою велике дерев’яне колесо, до ободу якого кріпились відра або черпаки. Нижня частина колеса занурювалась у воду джерела. При обертанні колеса черпаки захоплювали воду і переносили її догори, виливаючи в дерев’яний жолоб, котрим вона самопливом подавалась до місця призначення. Перший опис поршневого насоса (який використовувався для потреб зрошення) відноситься до II ст. до нашої ери. Машини для переміщення повітря і газів з’явились значно пізніше. Винайдення поршневого компресора пов’язано з іменем німецького фізика Отто Геріке (1640 р.).

Тільки після винаходу в кінці XVII ст. першої парової машини, почали широко використовуватись поршневі насоси. Перші спроби створення відцентрових насосів і компресорів відносяться до початку XVIII ст. Винахідником відцентрового насоса є італієць Джіованні Жордан, який зробив перший рисунок такого насоса, а виготовлення першого найпростішого відцентрового насоса приписують Дені Папену (1703 р.). Але в зв’язку з недосконалістю конструкції і низьким ККД (а також відсутністю на той час швидкохідних двигунів) ці насоси не могли конкурувати з поршневими. В середині XVIII ст. видатний математик Ейлер (професор Петербурзької академії наук) розробив струминну теорію відцентрових машин, яка дала можливість спроектувати їх з високим ККД.

Теоретичні роботи Г.Берга та Л.Прандтля (Німеччина), О.Рейнольдса (Англія), а також праці М.Е.Жуковського (Росія), які відносяться до XIX ст., привели до створення сучасної наукової основи насосо- та компресоробудування.

Насоси та компресори відносяться до числа основних агрегатів сучасних бурових і нафтогазопромислових установок. В одних випадках вони подають промивальну рідину або стиснене повітря для очищення вибою свердловин, в інших – тампонажні розчини для закріплення обсадних колон, чи піщано-рідинні суміші для гідророзриву або гідроперфорації пластів, лужні чи кислотні розчини тощо.

В Україні широке промислове видобування нафти і газу припадає на початок XX ст. Вже впродовж останніх 50-ти років українські буровики були провідними в колишньому Радянському Союзі і першими освоїли буріння до глибини 7522 м (свердловина №1 Шевченкове, Івано-Франківська область). Особлива увага при бурінні таких свердловин приділяється насосним та компресорним установкам.

Парк насосів та компресорів, який використовується в світовій нафтогазопромисловій техніці, складається із різних типів і конструкцій. Ріст обсягів буріння при одночасному збільшенні глибини буріння, введення в експлуатацію нових родовищ, як на суходолі, так і на акваторіях вимагають постійного вдосконалення і створення нових потужних і прогресивних бурових і нафтогазопромислових машин.

Основним напрямком технічного прогресу нафтогазопромислового машинобудування є підвищення надійності машин, їх техніко-економічних показників.

Перший турбобур був винайдений і втілений в конструкцію в
1923 р. російським інженером М.А.Капелюшніковим. Він складався з одноступеневої турбіни, редуктора і шпинделя для з’єднання турбіни з долотом. Ця конструкція через малу потужність та низький термін служби зубчастого редуктора практично не знайшла застосування. В 1934-1941 рр. радянські інженери В. Шумілов, М. Гусман, Р. Іоаннесян, Е. Тагієв розробили нову конструкцію багатоступеневого турбобура, яка із суттєвими вдосконаленнями широко використовується і в наш час.

В нафтовій промисловості широко застосовується обладнання для піднімання рідини із свердловин з механічним, гідравлічним і пневматичним приводами: штангові свердловинні насоси, гвинтові та відцентрові насоси з електроприводом, гідроприводні поршневі насоси із золотниковим розподілом тощо. В якості допоміжних пристроїв (в системі охолодження, мащення вузлів тертя, паливоподачі) насоси входять в склад двигунів внутрішнього згорання і інших машин.

На різних сучасних машинах все більше застосовують гідропередачі (гідроприводи) і гідроавтоматику. Гідропередачі являють собою пристрої для передачі механічної енергії і перетворення руху через рідину. В порівняні з передачами інших видів гідропередачі мають ряд переваг: простота перетворення обертового руху у зворотно-посту-пальний, можливість плавної безступінчастої зміни співвідношення швидкостей вхідної і вихідної ланок, компактність конструкції і мала маса гідромашин при заданій потужності по відношенню, наприклад, до електромашин та ін. Гідропередачі, які оснащені системами автоматичного або ручного керування, утворюють гідроприводи, які, завдяки перерахованим перевагам, широко використовуються в різних галузях промисловості.

У розвиток та вдосконалення гідромашин, компресорів, гідропередач і гідроавтоматики внесли свій великий вклад працівники галузевих науково-дослідних інститутів, конструкторських відділів при заводах-виробниках, вчені вищих навчальних закладів, виробничники, раціоналізатори та винахідники.

Загальні відомості про гідромашини

Дата добавления: 2015-07-10