Запорно-регулирующее устройство скважинного насоса

 

Изобретение относится к гидромашиностроению и позволяет повысить надежность гашения гидроударов путем раздельного регулирования переходных процессов при пуске-остановке скважинного насоса, а также расширить диапазон регулирования параметров работы последнего. Устройство содержит размещенный в нагнетательной магистрали 2 скважинного насоса (Н) 1 затвор 3 с установленным на штоке запорным органом (30) 5. Перемещение 30 5 осуществляется гидроприводом 6 затвора 3, имеющим штоковую полость (ШП) 7 и бесштоковую полость (БП) 8, разделенные мембраной (М) 26. В состав устройства входит вантуз 13, в корпус 14 которого между выходным отверстием 15 и входным патрубком 16, сообщенным с выходом подъемной колонны (ПК) 17, установлена разделительная перегородка 21 с образованием регулировочной камеры (РК) 22, сообщенной с выходным отверстием 15 вантуза 13 при помощи обратного клапана (ОК) 23 и регулируемого дросселя (РД) 24. Последние два элемента предназначены для раздельного регулирования расхода воздуха при опорожнении и заполнении ПК 17 соответственно при остановке и пуске Н 1. ШП 7 подключена посредством первой гидролинии 9 с ОК 11 и установленным параллельно ему РД 18 к РК 22, а БП 8 посредством второй гидролинии 10 с ОК 12 и РД 19 - к нагревательной магистрали 2. При пуске и остановке Н 1 продолжительность открытия или закрытия 30 5 определяется настройкой РД 19 и РД 18 соответственно и может регулироваться раздельно. На штоке перед 30 5 установлен с возможностью осевого перемещения относительно последнего подпружиненный обтекатель, который при остановке Н 1 выдвигается перед 30 5, уменьшая расход и скорость обратного потока жидкости в скважину и обеспечивая плавное закрытие 30 5. Дополнительный гидропривод 25, выход которого подключен к БШ 8 гидропривода 6 затвора 3, обеспечивает расширение диапазона регулирования, перемещая в заданное положение 30 5 и обтекатель в процессе работы Н 1. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4382413/25-29 (22) 23.02.88 (46) 07.10.89. Бюл. № 37 (7!) Научно-производственное объединение

«Жил ком мунтех ника» (72) М. И. Болотин (53) 621.671 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 947396, кл. Е 2! В 43/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 1359489, кл. F 04 0 13/10, 1985. (54) ЗАПОРНО-РЕГУЛИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО СКВАЖИННОГО НАСОСА (57) Изобретение относится к гидромашиностроению и позволяет повысить надежность гашения гидроударов путем раздельного регулирования переходных процессов при пуске-остановке скважинного насоса, а также расширить диапазон регулирования параметров работы последнего. Устройство содержит размещенный в нагнетательной магистрали 2 скважинного насоса (Н) 1 затвор 3 с установленным на штоке запорным оргайом (30) 5. Перемещение 30 5 осугцествляется гидроприводом 6 затвора 3, имеющим штоковую полость (ШП) 7 и бес„„SU„„1513211 А 1 (gy) 4 F 04 D 15/00, 13/!О, Е 16 K 15/00 штоковую полость (БП) 8. раздел«нные мсмбраной (М) 26. В состав устройства входит вантуз 13, в корпус 14 которого между выходным отверстием !5 и входным патрубком 16, сообщенным с выходом подъемной колонны (ПК) 7, установлена разделительная перегородка 21 с образованием регулировочной камеры (РК) 22, сообщенной с выходным отверстием 15 вантуза 13 нри помоLLlH обратного клапана (ОК) 23 и рсгулиру«мого

РД 19 и 18 соответственно н мож«T р«I óл и ров аться раздельно. Н а штоке перед 30 5 установлен с возможностью осевого п«рсмсщения относительно последнего подпр) жинсн ный обтекатель, который при остановке Н1

1513211

3 выдвигается перед ЗО 5, уменьшая расход и скорость обратного потока жидкости в скважину и обеспечивая плавное закрытие

ЗО 5. Дополнительный гидропривод 25, выход которого подключен к БШ 8 гидроИзобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано в скважинных насосных установках.

Целью изобретения является повышение надежности гашения гидроударов путем раздельного регулирования продолжительности переходных процессов при пуске-остановке насоса, а также расширение диапазона регулирования.

На фиг. 1 представлена схема запорно-регулирующего устройства скважинного насоса; на фиг. 2 — затвор с гидроприводом.

Запорно-pccулирующее устройство скважинного насоса содержит установленные в нагнетагельной магистрали 2 последнего затвор 3 с установленным на штоке 4 запорным органом 5, гидропривод6 затвора 3 со штоковой 7 и бесштоковой 8 полостямн,две гидролиции 9 и 10 с обратными клапанами 11 и 12, первая из которых подключена к штоковой полости 7, а вторая — к нагнетательной магистрали 2 и бесштоковой полости 8, и вантуз 13, включающий корпус 14 с выходным отверстием 15 и входным патрубком 16, сообщенным с выходом подьсмной колонны 7 перед затвором 3.

Устройство снабжено рcгулируемы ми дросселями 18 и 19, подключенными параллельно обратным клапанам 11 и 12 соответственно и подпружиненным обтекателем 20, установленным на штоке 4 перед запорным органом 5 с возможностью осевого перемещения относительно последнего, в корпусе 14 вантуза !3 между выходным отверстием 15 и входным патрубком 16 установлена разделительная перегородка 21 с образованием с корпусом 14 вантуза 13 регулировочной камеры 22, сообщенной с выходным î верстием 15 при помощи обратного клапана 23 и регулируемого дросселя 24, размещенных в перегородке 21, а первая гидролиния 9 подключена к регулировочной камере 22.

Кроме того, с целью расширения диапазона регулирования устройство может быть снабжено дополнительным гидроприводом 25, выход которого подкл ючен к бес штоковой полости 8 гидропривода 6 затвора 3, Гидропривод 6 затвора 3, фиг. 2) может быть выполнен с эластичной мембраной 26, соединенной со штоком 4 и нагрупривода 6 затвора 3, обеспечивает расширение диапазона регулирования, перемещая в заданное положение ЗО 5 и обтекатель в процессе работы Н 1. з. и. ф-лы, 2 ил. женной пружиной 27. В штоковой полости 7 может быть расположен демпфер затвора 3, включающий стакан 28 с дроссельным

15 отверстием 29, закрепленный на штоке 4 и взаимодействующий с поршнем 30, закрепленным в корпусе гидропривода 6.

Устройство также дополнительно может включать трубопроводы 31 и 32 с вентилями 33 и 34, вентили 35 и 36 на гидролиниях 9 и 10, пружины 37 обтекателей 20 и 38 — обратного клапана 23.

Дополнительный гидропривод 25 (фиг. 2) может включать размещенные в бесштоковой полости 8 цилиндр 39, поршень 40, взаимо25 действующий со штоком 4 затвора 3, причем полость 41 в поршне 40 трубопроводом 42 сообщена с полостью 43 силового цилиндра 44, в которой размещен силовой поршень 45, перемещаемый посредством винта 46, соединенного с сило30 вым цилиндром 44 резьбовым соединением.

Запорный орган 5 может быть снабжен указателем 47 положения. При неработающем насосе запорный орган 5 затвора 3 перекрывает проходное сечение нагнетательной магистрали 2, а обтекатель 20 под действием пружины 37 -- в крайнем правом положении. B этом случае усилие прижатия запорного органа 5 обусловлено давлением жидкости в магистрали 2 непосредственно на упомянутый орган 5 и мембрану 26 со сто40 ронь! бесштоковой полости 8, сообщенной с этой магистралью через вторую гидролинию 10, и действием пружины 27. Из штоковой полости 7 жидкость через первую гидролинию 9 и регулировочную камеру 22 может сливаться в подьемную колонну !7, 45 а из последней — в скважину, создавая в колонне 17 разрежение. Вентили 35 и 36 и обратный клапан 12 при этом открыты, а вентили 34 и 33 и обратный клапан 1! закрыты. Вантуз 13 открыт, и воздух заполняет колонну 17, поступая через отверстие обратного клапана 23, которое выполнено большого диаметра для сокрашения времени заполнения колонны, а также частично и через отверстие регулируемого дросселя 24 камеры 22. Обратный клапан 23 регулировочной камеры 22 при этом открыт под действием перепада давления.

При пуске насоса 1 жидкость из скважины поступает в подъемную колонну 17 и вытесняет находящийся там воздух че1513211

При полном вытеснении воздуха через вантуз 13 из колонны 17 давление в ней плавно достигает величины большей, чем давление в нагнетательной магистрали 2, и жидкость через открывшийся обратный клапан 11 частично через регулируемый дроссель 18, поступит в штоковую полость 7.

На обтекатель 20 и запорный орган 5 в этом случае действует перепад давления, перемещающий обтекатель 20 в крайнее левое положение и открывающий запорный орган 5 одновременно с перемещением мембраны 26 в сторону бесштоковой полости 8.

Обратный клапан 12 в этом случае закрывается, и жидкость из бесштоковой полости 8 поступает в нагнетательную магистраль 2 только через регулируемый дроссель 19. Следовательно, устанавливая величину гидравлического сопротивления последнего в заданном диапазоне, можно регулировать время опорожнения бесштоковой полости 8 и время открытия запорного органа 5 так, чтобы исключить гидравлический удар при пуске насоса 1 и выноса песчаных частиц из скважины.

При остановке насоса 1 обтекатель 20 под действием обратного потока жидкости перемещается в крайнее левое положение, что приведет к уменьшению проходного сечения нагнетательной магистрали 2, и, следовательно, скорости обратного потока. Одновременно запорный орган 5 закрывается под действием пружины 27, а также сил, создаваемых обратным потоком жидкости и действующих как на сам запорный орган 5, так и на обтекатель 20. Наличие последнего позволяет плавно уменьшать скорость обратного потока и, как следствие, снизить вероятность и интенсивность гидроудара при остановке насоса 1.

Обтекатель 20 позволяет начать перемещение запорного органа 5 на закрытие практически с момента возникновения обратного потока, причем в этом момент на орган 5 действует лишь сила упругости пружины 27. Давление в штоковой полости 7 под действием на мембрану 26 этого усилия, передаваемого через шток 4, возрастает, Вода из полости 7 поступает в годьемную колонну 17 по гидролинии 9 через регулируемый дроссель 18, вентиль 35, регулировочную камеру 22, обратный клапан 11 при этом закрыт. В .бесштоковую полость 8 жидкость поступает из нагнетательной магистрали 2 по второй гидролинии 10 через

55 рез отверстие регулировочного дросселя 24, который позволяет регулировать время запол нения колонны 17, обеспечивая таким образом процесс запуска насоса 1, исключающий возникновение гидравлического удара, а также оптимальную величину скорости притока жидкости в скважину без опасности выноса частиц песка (пескование), .Обратный клапан 23 при этом закрыт.

15 вентиль 36, обратныи клапан 12 и частично через регулируемый дроссель 9. Следовательно, устанавливая необходимое пгдравлическое сопротивление дросселя 18, мо>-;но обеспечить необходи;гое время опо.— рожнения штоковой полостн 7 и, таким образом, время закрытия запорного органа 5, исключая возникновение ги.г1мвлического удара в нагнетательной мапгстраЛи 2.

Такое выполнение позволяет раздельно регулировать продолжительность переход— ных процессов при пуске-остановке насоса 1.

На последней части закрываюшего хода штока 4 скорость движения последнего может быть дополнительно уменьшена посред«твом демпфера, когда поршень 30, входя в

28, BblTEс н яет ж ггдкосTb через дроссельное отверстие 29.

При необходимости перекрытия потока при работающем насосе 1 вентили 35 и 36 закрывают, а вентили 33 и 34 открывают. Запорный орган 5 в этом случае закрывается под действием усилия, создаваемого пружиной 27, а также перепадом давления на мембране 26 между точками подсоединения трубопроводов 31 и 32 к нагнетательной магистрали 2.

Для регулирования параметров потока при работающем насосе 1 используется дополнительный гидропривод 25 затвора 3.

Для этого врагцают винт 46, который, двигаясь по резьбе на силовом цилиндре 44, перемещает силовой поршень 45. Последний выдавливает рабочую среду из полости

43 цилиндра 44 по трубопрово, у 42 в полость 41 цилиндра 39, давление которой, действуя на поршень 40, перемещает его вправо. Усилие от поршня 40 передается на шток 4, который также перемещается вправо совместно с запорным органом 5, изменяющим проходное сечение устройства и регулирующим таким образом параметры потока жидкости.

При остановке винта 46 запорный орган 5 остановится в определенном положении, так как его перемещение влево, на открытие, ограничено поршнем 40. При остановке насоса 1 затвор 3 закрывается под действием описанных усилий, а при последующем пуске насоса 1 затвор 3 переместится в то же положение.

Форли.га ггзод ретентг !. Запорно-регулирующее устройство скважинного насоса, содержащее становленные в нагнетательной магистрали последнего затвор с установленным на штоке запорным органом. гидропривод-затвор с штоковой и бесштоковой полостями, две гидролинии с обраTíûìè клан;шами, первая из которыx подключена и штоковой полости, а вторая — к нагнетательной магистрали и бесштоковой полости. и вантуз, включающий корпус с выходным отверстием

1513211

47 (:о Tавитсг(ь Г. !50(().((олып(й

Рс:Ii(êò(ið l. Рог! (дп i Тсхрс i И. г3(рсс Коррсктор Н. Клбаппи

Заказ 5(360436 Тпрлж 5, г" !одп испо(ВНИИГгИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС(:Р! l 3035> Москва, Ж -35, Раугпская наб., д. 4(5

Производстнснно-издатсдьский комбин («Патент», г. Ужгород, усп Гагарина, IO! и Вхо lllûì патрубком, сообщенным с Bblходом подьемной колонны пере.1 затвором, ol«гичаюи4ееся тем, что, с целью повышения надежности гашения гидроударов путем раздельного регулирования продолжительности переходных процессов при пуске-остановке насоса, устройство снабжено регулируемымп дросселямп, подключ IIIIbI> 111 параллельно обратным клапанам гидролинни, и подпружиненным обтекателем, установлегшым на штоке перед запорным органом с возможностью осевого перемещения относительно последнего, в корпусе вантуза между выходным отверстием и входным патрубком установлена разделительная перегородка с образованием с корпусом вантуза регулировочной камеры. соооп,енной с выходным отверстием при помощи обратного клапана и регулируемого дросселя, размещенных в перегородке, и первая гидролиния подключена к регулировочной камере.

2. Устройство по и. 1, от.гичаюи4еес.(г тем, что, с цел!ио расширения диапазона !

О регулирования, оно снабжено дополнительным гидроприводом, Выход которого подключен к бесштоковой полости гидроприВода затВОра.