Сердцем любой гидросистемы, тем самым "органом", рождающим энергию, передаваемую жидкости считается насос. Эволюция гидросистем предлагала насосы различной конструкции, создающие давление рабочей среды по разному принципу, но главным недостатком этого важного узла всегда считалось наличие пульсаций на выходе. Особенно высоким их уровнем отличаются насосы перистальтического, поршневого и мембранного типа.
Гидравлическая пульсация представляет собой циклическое изменение давления в гидросистеме, одним тактом которого является повышение давления, а другим его снижение. Нежелательное явление сопровождается вибрациями, которые вместе с увеличением уровня шумов:
- ухудшают плотность соединений;
- ведут к образованию трещин в сварных швах;
- влияют на работу датчиков и контрольно-измерительной аппаратуры;
что в конечном итоге снижает общий ресурс гидросистемы.
Основным средством борьбы с негативным влиянием, позволяющим улучшить выходные характеристики насосов, и стабилизировать давление в системе считается применение демпферов пульсаций.
Принцип действия демпфера пульсаций
Существуют различные конструкции демпферов (гасителей) пульсаций, но все они в своей работе используют один и тот же принцип:
- в момент выброса насосом жидкости в гидросистему (максимальное давление) демпфер принимает часть жидкости;
- при минимальном давлении (другая половина цикла) гаситель отдает ее в систему.
Таким образом, происходит стабилизация давления и разница между минимальными и максимальными значениями давлений сводится к минимуму.
По сути, демпфер пульсаций представляет собой гидроаккумулятор и имеет схожую конструкцию, зачастую именно гидроаккумуляторы используются в качестве столь важного элемента гидросистем. Подбор демпфера ведется с учетом производительности насоса, частотой пульсаций и ряда других параметров, в том числе связанных с плотностью и вязкостью рабочей среды.
Из опыта ПКЦ "Кинематика"
Одним из успешных проектов московского проектно-конструкторского центра "Кинематика" заслуженно можно считать заказ ООО "Нефтегазтехнология". Работая над высокоэффективными технологиями добычи углеводородов, повышающих отдачу пластов, компания столкнулась с необходимостью оборудования колтюбинговой оснастки демпфером пульсаций. Прибор предназначался для интеграции в быстроразъемную линию закачки технологической жидкости и должен был обеспечить снижение уровня пульсаций плунжерного насоса высокого давления для обеспечения корректной работы оборудования.
Сложность задачи, которая стояла перед специалистами ООО ПКЦ "Кинематики" заключалась в том, что согласно требованиям технического задания, при достаточно высоком давлении необходимо было снизить уровень пульсаций до 5%. Кроме того требовалось обеспечить надежное соединение оборудования с учетом конструктивной специфики колтюбингового оборудования, в частности со стороны жидкости.
Специалисты компании рассчитали и подобрали демпфер пульсаций известной итальянской компании FOX S.r.l., известной на мировом рынке оптимальным соотношением цена/качество. Изготовленный из углеродистой стали гаситель серии HB рассчитан на работу с давлением свыше 700 бар, а материал баллона (HNBR) обеспечивает работоспособность гидравлики в широком диапазоне температур, в том числе минусовых, что актуально для северных широт.
Но самое главное фактические пульсации давления работающего оборудования составили 3-4%, что практически свело негативное воздействие пульсирующих нагрузок на колтюбинговую оснастку и внутрискважинное оборудование.
Источник: https://pkckinematika.ru/
