Нефтяные насосы

Нефтяные насосы

Первый в России шнуровой насос был запроектирован В.Г. Шуховым в 1886г. и установлен в одном из имений Подольской губернии. Он подавал воду на высоту более 36 метров. После этого удачного опыта Владимир Григорьевич предложил использовать шнуровые насосы для подъема нефти из буровых скважин. Мысль эта, однако, не встретила понимания со стороны Бакинских нефтепромышленников. Сыграла тут роль не только косность их мышления, но и прямая незаинтересованность в увеличении добычи нефти, которую из-за отсутствия нефтепровода и так некуда было девать, цена же на нее падала.

 

 Схема эрлифта

Наблюдение за фонтанами, где нефть выбрасывается на поверхность силою сжатых подземных газов, привело В.Г. Шухова к мысли о возможности добычи нефти из скважин с помощью сжатого воздуха. В результате им был создан насос типа «эрлифт». 21 апреля 1886 года Владимир Григорьевич подал прошение в департамент торговли и мануфактур Министерства финансов о выдаче привилегии на его изобретение.


схема насосаУправляющий департаментом, эксперт комитета по техническим делам, засвидетельствовал, что «хотя применение сжатого воздуха к выкачиванию жидкостей уже давно известно, но ввиду особой компактности всего насоса, достигнутой известным распределением частей его, это изобретение можно считать новым и в России неизвестным.

Эрлифт имел ряд недостатков. Он мог подавать жидкость лишь по вертикальной или сильно наклонной трубе, из-за невозможности создать в конце напорной трубы значительное постоянное давление не годился для питания паровых котлов. Но главное, насос имел довольно низкий коэффициент полезного действия и целесообразно мог использоваться лишь там, где имелась дешевая энергия. Поэтому В.Г. Шухов одновременно занимался усовершенствованием тех типов насосов, высокая производительность которых заставляла отдавать им предпочтение в большинстве случаев практики. Непосредственный предшественник его нового изобретения — инерционный поршневый насос с одним клапаном — был создан французскими инженерами Прюдоном и Дюбостом и приобрел известность с 1889 года, со времени демонстрации на Всемирной выставке в Париже. Конструкция эта, однако, имела существенный дефект, исключающий ее применение для откачки жидкостей с больших глубин.


При каждом обороте помещенного вверху насоса шатунного механизма штанга поршня оказывалась на некоторое время сжатой. Как писал в одной из своих рукописей Владимир Григорьевич, это обстоятельство при большой длине штанги «вызывает в ней изгибы, разрушительно действующие на всю систему насоса и уменьшающие коэффициент его полезного действия». Для обеспечения надлежащей жёсткости штанги нужно было или сильно увеличивать ее поперечное сечение, или ставить дополнительные диафрагмы. Но в обоих случаях размеры насоса становились конструктивно неприемлемыми, вес его непомерно возрастал, а эффективность столь же резко уменьшалась.


Шухов посмотрел на проблему с неожиданного ракурса и предложил вообще отказаться от жесткой конструкции штанги, заменив ее гибкой, состоящей «из ремней или из ряда канатов» и снабженной пружиной, которая при движении поршня вверх сжимается диафрагмой, укрепленной на конце гибкого стержня штанги. Когда сжимающее усилие в пружине достигает максимума, она начинает распрямляться и оттягивает штангу поршня вниз.

Это изобретение Шухова относится к 1890 году. Оно оказалось весьма эффективным и позволило увеличить скорость работы поршневых насосов, равно как и глубину откачки, в 1,5-3 раза. Насосы такой системы вскоре были установлены на некоторых нефтепромыслах, а также начали применяться для артезианских скважин.
 

Еще одним типом насосов, которым занимался В.Г. Шухов, были так называемые сдвоенные насосы прямого действия с компенсацией, которые выпускала американская фирма Вортингтона и которые применялись для перекачки нефти по нефтепроводам. «Строительная контора Бари» распространяла их в России, так что Владимир Григорьевич отлично знал эту конструкцию. «Из всех типов насосных машин, — писал он, — наибольшим распространением, как известно, пользуются в настоящее время сдвоенные насосы прямого действия. Простота их устройства, обуславливаемая отсутствием маховых колес с передаточным механизмом кривошипа и шатуна, позволяет конструировать эти насосы сравнительно очень легкими и дает, в общем машину, отличающуюся удобством и простотой ухода». Это строка из книги В.Г. Шухова «Насосы прямого действия. Теоретические и практические данные для расчета их», изданной Политехническим обществом в 1897 году и ставшей вторым, дополненным изданием работы Владимира Григорьевича «Насосы прямого действия и их компенсация», опубликованной в № 8 «Бюллетеней Политехнического общества» за 1893/94 год. Свою задачу при написании ее сам Шухов определил так: «Насколько известно, в технической литературе не разработан вопрос о расчете как цилиндров расширения, так и компенсаторов для насосов прямого действия, поэтому далее делается попытка решения этого интересного вопроса».
 

Труд Владимира Григорьевича по теории прямодействующих насосов был специально отмечен их главным производителе Вортингтоном. Ведь «успех распространения» этих насосов, по свидетельству П.К. Худякова, «был прочно обеспечен только после того, как В.Г. Шухов разработал опубликовал свою теорию». «Честь теоретического разъяснения вопроса о расчете компаунд-насосов и о расчете насосов для перекачки нефтяных остатков с подогреванием их принадлежит у нас инженер-механику В.Г. Шухову. Его работы в этой области, освещенные и проверенные целы рядом опытов на протяжении его двадцатилетней практической деятельности, являются в высшей степени ценным вкладом русскую техническую литературу, идущую этом вопросе далеко впереди иностранной», — утверждал Петр Кондратьевич 1896 году на страницах изданного Министерством финансов сборника «Производительные силы России».
 

Не менее высоко отозвался о труде Шухова и Н.Е. Жуковский: «Идея об отыскании наивыгоднейших конструкций лежит основе почти всех теоретических работ Владимира Григорьевича.

Он проводит ее в стройной и простой математической форме, иллюстрируя свою мысль таблицами и графиками… Особенную же изящность в применении ее мы встречаем в общеизвестной работе Владимира Григорьевича по паровым насосам, где изыскивается наивыгоднейшая конструкция насоса….

Похожие статьи:

РЭНГМПогружной насос для скважины

Статьи и новости нефтяной промышленностиРазвитие переработки нефти.

860 просмотров

Комментарии