Применение перистальтических насосов в нефтегазовой промышленности

Принцип перистальтики

Конструкция и принцип работы перистальтического насоса, запатентованная во Франциив 1925 году, удовлетворяют требованиям широкого спектра промышленных применений для перекачки жидкостей. Работа насоса основана на попеременном сжатии шланга, что заставляет содержимое перемещаться через насос в выпускной трубопровод.

Гибкий шланг с гладкими стенками вставлен в корпус насоса и зажат между башмаками на роторе, расположенном внутри корпуса насоса. Это вращательное действие перемещает продукт по шлангу с постоянной скоростью. Восстановление шланга после сжатия также создает сильный вакуумный эффект, который втягивает продукт в шланг из впускного трубопровода. Вакуум, создаваемый восстановлением шланга, может создавать давление нагнетания до 16 бар, или 232 фунта на квадратный дюйм (фунт/кв. дюйм), не повреждая и не деформируя шланг и не вызывая его разрыва.

Рис. 1. Конструкция перистальтических (шланговых) насосов без уплотнений обеспечивают их работу в сухом режиме, самовсасывание и низкое скольжение, а также исключает утечки или загрезнения

Корпус насоса смазывается для охлаждения и продления срока службы башмаков и шланга. Продукт контактирует только со шлангом и вставками, а не с внутренними компонентами насоса, что позволяет использовать его для абразивных и агрессивных веществ. Реверсивный режим работы насоса также позволяет осуществлять перекачку в обоих направлениях.

Этот тип насоса также обеспечивает строгоге дозирование продукта, что может потребоваться во многих промышленных применениях. Он также обеспечивает подъем на высоту до 9 метров. Перистальтическим насосам не нужны седла, клапаны, сальники или механические уплотнения, шланг явялется единственной заменяемой деталью насоса.

Рис. 2. Перистальтический (шланговый) насос способен обеспечиь подъем до 9 метров

Шланг и вкладыши перистальтического насоса, которые из-за конструкции насоса без уплотнений являются единственными компонентами, которые фактически соприкасаются с перекачиваемой средой, должны обеспечивать высочайший уровень совместимости материалов, а также надежно обеспечивать миллионы циклов перекачки, необходимых в течение срока службы. Вот почему производители перистальтических насосов прилагают большие усилия для работы с производителями шлангов, которые предлагают материалы, совместимые с широким спектром химических составов. Ведь утечка кислоты или какой-либо другой потенциально опасной жидкости может стать катастрофой для оператора.

Еще одним соображением при выборе материала шланга является его “усталостная стойкость”. Эта параметр определяет, сколко циклов перекачки он выдержит.

Усиленная конструкция перистальтического шланга и использование в нем резиновых композиций, специально разработанных с учетом нагрузок внутри насоса, обеспечивают оптимальный срок службы и производительность. Следующие материалы получили широкое признание для использования в конструкции шлангов перистальтических насосов:

• натуральный каучук (NR): высокая стойкость к истиранию;
• натуральный каучук ATEX: для применения во взрывоопасных зонах;
• Buna-N (NBR): обеспечивает износостойкость при использовании с маслянистыми жидкостями;
• Buna-N FDA: для гигиенических применений;
• NR FDA 1935/2004: для пищевых продуктов;
• каучук из этиленпропилендиенового мономера (EPDM): оптимизированная химическая стойкость при работе с концентрированными кислотами, спиртами и кетонами;
• EPDM ATEX: для применения EPDM во взрывоопасных средах;
• гипалон: высокая устойчивость к окислителям, концентрированным щелочам и кислотам.

Рис. 3. Перистальтические (шланговые) насосы способны безопасно, эффективно и надежно работать во многих сложных условиях перекачки жидкости, в том числе при добыче нефти и газа

Применение в нефтегазовой отрасли

Конструкция перистальтического насоса, способ работы, диапазон перекачки жидкостей и низкие требования к техническому обслуживанию делают его идеальным для использования в суровых условиях эксплуатации. Одной из самых сложных применений является добыча нефти и газа. Производственные мощности могут располагаться в самых суровых климатических условиях и ландшафтах мира.

Везде, где нефть и газ извлекаются из земли, это результат масштабного и сложного предприятия, требующего большого количества топлива и других жидкостей для поддержания его эффективной и действенной работы. Распространенным примером является процесс гидроразрыва пласта, используемый для добычи большей части сланцевой нефти и природного газа, добываемых в Соединенных Штатах и Канаде. Процесс гидроразрыва пласта требует, чтобы в ствол скважины были направлены тонны воды. Эта вода доставляет химикаты и фракционированный песок, которые открывают пласт и позволяют захваченной нефти и природному газу течь к устью скважины на поверхности.

После сбора нефти и газа, добытых при гидроразрыве пласта, вода, спускаемая в скважину, которая может содержать большое количество твердых частиц и загрязняющих веществ, также должна быть доставлена на поверхность скважины и либо утилизирована, либо переработана для дальнейшего использования. Когда добываемая нефть и природный газ устремляются к устью скважины, они также могут иметь различную вязкость и содержать твердых частиц в зависимости от геологического строения породы.

Таким образом, оператору нефтепромысла требуется насос, который может выполнять три задачи: выдерживать давление, необходимое для завершения операции перекачки; обрабатывать большие объемы жидкостей с различной вязкостью и содержанием твердых частиц; и поддерживать объемную консистенцию, обеспечивая при этом скорость потока, которая может достигать тысяч литров в минуту.

Выводы

При выборе насосной технологии для перекачки нефти на месторождении, перистальтические насосы могут оказаться хорошим кандидатом. Конструкция и эксплуатационные характеристики насоса делают его весьма подходящим для многих уникальных и сложных применений, которые помогают добиться успеха в нефтяной промышленности.

Дополнительную информацию по перистальтическим насосам можно получить по ссылке https://tehnogrupp.com/katalog/nasosy-po-tipu/peristalticheskie-nasosy