Восстановительных работ на нефтегазопроводах

 

В связи с большим сроком эксплуатации промысловых и магистральных трубопроводов объемы ремонтно-восстановительных работ на них все время возрастают. Это является причиной разработки и использования значительного парка технологических машин и оборудования, укрупненная классификация которых представлена на рис. 1.1.

Рисунок 1.1 - Классификация основных видов машин и оборудования

для эксплуатации, обслуживания и ремонта газонефтепроводов

В абсолютном большинстве существующих конструкций отечественных и зарубежных мобильных машин (см. рис. 1.1) широкое применение находит гидравлический привод. Это объясняется тем, что он характеризуется компактностью и малой массой гидроагрегатов, плавностью регулирования скорости выходного звена, простотой преобразования поступательного движения во вращательное и наоборот, простотой предохранения гидропривода от перегрузок, возможностями удаленного расположения входного и выходного звеньев и др.

В общем случае любой гидропривод можно представить в виде схемы, показанной на рис. 1.2.

1 – входная гидравлическая машина (насос); 2 – выходная гидравлическая машина (гидродвигатель); 3 - гидролиния

Рисунок 1.2 – Упрощенная схема гидропривода и гидропередачи

 

Эта схема упрощенно показывает основные элементы, входящие в состав гидропривода, их взаимосвязь, назначение и выходные рабочие параметры. Так, по схеме можно проследить преобразование энергии приводного двигателя в выполненную работу при движении рабочего органа. Основой гидропривода является гидропередача, в состав которой входят: входная гидравлическая машина – насос 1, выходная гидравлическая машина - гидродвигатель 2 и гидролиния 3.

В качестве гидродвигателя применяют различные гидромашины в зависимости от вида движения, которое необходимо получить: для прямолинейного возвратно-поступательного - гидроцилиндры; вращательного - гидромоторы и возвратно-поворотного - поворотные гидродвигатели.

Между приводным двигателем и насосом может быть размещена входная механическая передача (редуктор) для изменения частоты вращения n _дв, полученной от выходного вала двигателя. Но чаще насос и приводной двигатель соединяют с помощью муфты. Выходную механическую передачу часто применяют для изменения вида движения или направления движения, осуществляемого гидродвигателем.

Гидропривод осуществляет передачу энергии с двойной ее трансформацией: вначале механическая энергия, полученная от приводного двигателя, превращается в насосе в энергию потока рабочей жидкости; потом в гидродвигателе происходит обратная трансформация: энергия рабочей жидкости преобразуется в механическую энергию на выходном звене гидродвигателя.

Такая трансформация ведет к неизбежным потерям части энергии. Эффективность работы привода с точки зрения полезного использования энергии можно оценить количественно по величине коэффициента полезного действия - КПД. Современные технические решения позволяют создавать гидроприводы, не уступающие по КПД электроприводам в области средних и больших мощностей, несмотря на потери энергии в процессе трансформации.

В мобильных машинах гидродвигатели обычно размещают на рабочих органах или в непосредственной близости от них, а насосы - на гидробаках, при этом от одного насоса может запитываться несколько гидродвигателей. В частном случае насос и гидромотор могут быть объединены в виде гидропередачи. Входной вал насоса вращается с частотой n ₁, а создаваемый им поток рабочей жидкости характеризуется величиной расхода Q и давлением р.

На выходном звене гидродвигателя нас интересуют прежде всего два параметра получаемого движения: скоростной и силовой. Для возвратно-поступательного движения: линейная скорость  и усилие , а для вращательного: частота вращения  и крутящий момент . При этом первый параметр определяет подачу насоса на основании уравнения неразрывности, а второй зависит от давления р.

Все гидрооборудование можно разделить на три группы: гидромашины, гидроаппаратуру управления и вспомогательные гидравлические устройства. К первой относят гидродвигатели и насосы. Во вторую группу входят различные клапаны, распределители, дроссели, реле давления, регуляторы и др.

Надежная работа гидропривода обеспечивается при условии, что в гидросистеме поддерживается требуемое качество рабочей жидкости. Для этого служат устройства кондиционирования жидкости: фильтрующие устройства (фильтры), очищающие рабочую жидкость от механических загрязнений; устройства регулирования и поддержания температуры жидкости (теплообменники, нагревательные элементы, терморегуляторы) и др. Все они относятся к группе вспомогательных устройств (третья группа). В эту же группу входят и устройства для хранения и передвижения рабочей жидкости: гидробаки, трубопроводы, уплотнения и соединительные элементы.

Для удобства компоновки и обслуживания гидропривода гидробак, насосный агрегат и устройства кондиционирования рабочей жидкости обычно объединяют конструктивно в виде гидравлической установки. На гидравлической установке по возможности размещают также манометры и гидроаппаратуру управления: предохранительные, обратные клапаны и др.