ГР 34 ТМ-Ф Основи гідравліки і теплотехніки ТЕМА Пневматичні підйомники рідини, ерліфти

 

Пневматичні підйомники рідини, ерліфти

Переміщення рідини в пневматичних підйомниках здійснюється за рахунок стиснутого повітря або іншою газу. 

Ерліфтами називають такі пневмопідйомники, в яких повітря переміщується з рідиною, утворюючи емульсію з меншою питомою вагою, чим у рідини. Внаслідок ліквації за питомою вагою ця емульсія буде витіснятися доверху. Ерліфти використовують у нафтодобувних промислах, коли у свердловинах тиск нафти з часом експлуатації понижується і буде не достатнім для й подачі на поверхню. Для цього у бурову свердловину розміщують обсадну трубу, в яку встановлюють підйомну трубу 2 (рис. 3.19).

 

Рис. 3.19. Схема ерліфта: 

1 – сепаратор; 2 – труба для підйому емульсії; 

3 – труба для подачі повітря; 4 – форсунка; 

Н – висота підйому водно-повітряної суміші;  h – глибина занурення труби

До початку роботи в свердловині існує статичний рівень Н, до підйомної труби повітря надходить від компресора до повітряпроводу 3, який опускають на глибину h. На кінці повітряпроводу закріплена форсунка 4, яка служить для перемішування повітря з рідиною і утворення емульсії. Вона виливається через трубу 2 в прийомний бак 1, з якого повітря відводиться через конус.

Необхідна глибина занурення форсунки знаходиться із співвідношення:

 

                                                                                  H_e =h₀γ ,_p                                (3.23)

 

де _e,_p – відповідно питома вага емульсії і рідини.

Кількість повітря, яку необхідно надати для забезпечення заданих витрат рідини Q, визначають за формулою:

 

V=

                                                                                                         QV^{0 ,}                                (3.24)

60

 

де Q – витрати рідини в м³/с, V₀ – питомі витрати повітря 3 рідини. віднесені до подачі 1 м

Будова ерліфта надзвичайно проста, оскільки він не має рухомих частин і тому не боїться попадання дрібнодисперсних фракцій. Його зручно використовувати для підйому води із свердловин малого діаметра та підйому нафти із свердловин без надлишкового тиску. Недоліком ерліфтів є низький к.к.д. (15...25 %) та необхідність великого заглиблення труб під рівень. 

Гідравлічний привод

До гідроприводу відносять сукупність обладнання, яке призначене для приведення в рух механізмів і машин через рідину.

До гідравлічної передачі входить насос, гідродвигун і з’єднуючі їх магістральні канали, а також обладнання управління ними та обслуговування. За принципом дії гідроприводи поділяються на об’ємні і гідродинамічні.

В об’ємних гідроприводах використовують насоси і гідродвигуни об’ємного типу і тому їх робота основана на використанні нестисненості рідини при певних режимах та передачі тиску за законом Паскаля. Прикладом таких гідроприводів можуть слугувати гідравлічний прес, система гідравлічного гальмування у автомобілі.

В гідродинамічних приводах гідравлічною передачею є лопатеві насоси і турбінні колеса, які розміщені співвісно на невеликій відстані. При цьому насос нагнітає потік рідини на турбінне колесо, передаючи обертовий рух і круглий момент. Такого типу привод називають гідравлічними передачами, конструктивні особливості та принцип дії яких буде розглянуто в наступному параграфі.

Змінюючи напрям руху і подачу рідини, можна змінювати швидкість і напрям обертання гідродвигуна або переміщення поршня в гідроциліндрі.

За видом джерела енергії об’ємні гідроприводи поділяються на три типи: насосний, акумуляторний і магістральний.

В насосному гідроприводі використовується для подачі робочої рідини насоси об’ємної дії. Вони бувають із замкнутою і розімкнутою циркуляцією, тобто коли рідина із гідродвигуна поступає відповідно у всмоктуючу магістраль насоса і гідробак. В акумуляторному гідроприводі робоча рідина подається в гідродвигун від попередньо зарядженого гідроакумулятора. Їх використовують в системах з короткочасним робочим циклом (наприклад, відкриття і закрили шлюзів). В магістральному гідроприводі робоча рідина подається в гідродвигун від гідромагістралі, яка живить від насосної станції одночасно декілька гідродвигунів.

За характером руху вихідної ланки гідроприводи бувають поступального, повторного і обертового рухів (рис. 3.20). Ці ланки можуть мати стабільну швидкість, а також із зміною її за певним законом залежно від заданого пристрою.

Рис. 3.20. Схеми об’ємного гідроприводу обертового (а),  поступального (б) і поворотного (в) руху

У процесі роботи різноманітних машин виникає необхідність змінювати швидкість їх робочих органів, для чого в гідроприводі треба мати управління, яке може здійснюватися трьома способами: дросельним, машинним, а також комбінованим. При дросельному керуванні частина рідини, що подається насосом, відводиться в зливну магістраль і не виконує корисної роботи. В гідроприводі з машинним керуванням зміна швидкості вихідної ланки здійснюється шляхом зміни об’єму насоса чи гідродвигуна. Дросель може включатися послідовно в нагнітальному трубопроводі такої схеми на виході і тоді будемо мати комбінований спосіб.