Газоперекачивающая станция

 

Изобретение может быть использовано в системах управления противовыбросового оборудования буровых установок. Цель изобретения - повышение КПД газоперекачивающей станции. Гидравлические полости блока пневмогидроаккумуляторов (ПГА) 2, 3 сообщены с напорной и сливной магистралями. Пневматические полости сообщены пневмолиниями со всасывающей и нагнетающей магистралями 4, 5 через обратные клапаны 15, 16, 17, 18. Отсекатели выполнены в виде ПГА с поплавковыми разделителями сред, имеющими затвор, взаимодействующий с седлом. Седло размещено в верхней крышке корпуса. Отсекатели установлены в пневматических полостях ПГА, выполненных без разделителей сред. Пневмобаллоны 23, 24 с регулируемым объемом подключены к газовой полости отсекателей. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

Р1=„СПУБ ЛИК (1) 4 F 15 В 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4379638/25-29 (22) 17.02.88 (46) 15.11.89. Бюл. Р 42 (72) IО.П.Тепляков, В.Ф.Терехов и В.А.Алехин (53) 621.221.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1455055, кл. Р 15 В 1/02, 1987. (54) ГАЗОПЕРЕКАЧКВАЮЩАЯ СТАНЦИЯ (57) Изобретение м.б. использовано в системах управления противовыбро сового оборудования буровых установок. Цель изобретения — повышение

КПД газоперекачивающей станции.Гидравлические полости блока пневмогид„„SU„„1521932 А 1

2 роаккумуляторов (ПГА) 2,3 сообщены с напорной и сливной магистралями.

Пневматические полости сообщены пневмолиниями со всасывающей и нагнетающей магистралями 4, 5 через обратные клапаны 15, 16, 17, 18. Отсекатели выполнены в виде IIIA с поплавковыми разделителями сред, имеющими затвор, взаимодействующий с седлом. Седло размещено в верхней крышке корпуса. Отсекатели установлены в пневматических полостях ПГА, выполненных без разделителей сред.

Пневмобаллоны 23, 24 с регулируемым объемом подключены к газовой полости отсекателей. 3 ил.

1521932

Изобретение относится к гидропневмоприводам и может .быть использовано в системах. управления противовыбросового оборудования буровых ус-! 5 тайовок.

Цель изобретения — повышение КПД.

На фиг.l представлена конструктивная схема газоперекачивающей станции; на фиг.2 — конструкция отсекателя; на lp фиг.3 — вариант выполнения гаэоперека4ивающей станции.

Газоперекачивающая станция (фиг.lj состоит из насосной станции 1, двух и евмогидроаккумуляторов 2 и 3 без разделителей сред, всасывающей 4 и нагнетающей 5 магистралей. Насосная станция содержит гидронасос 6, трехпозиционный гидрораспределитель 7, ! ве нтили 8 и 9 соответственно для сое- 20 динения насоса с внешней гидросистемой и со сливом, а также контрольнорегулирующую и трубопроводную арматуру. Каждый аккумулятор в нижней части снабжен гидравлическим клапаном 25 !

10 который "запирает" гаэ в аккумуляторе при полном выходе из него жидкости. Гидравлические полости аккумуляторов соединены с выходными по1 лс1стями распределителя 7, а пневма- . тические — через вентили 11 и 12, поп авковые отсекатели 13 и 14, обрат å клапаны 15 — 18 соединены со всасывающей и нагнетающей магистралями, !

К пневматическим полостям аккуму- 35 ляторов через обратные клапаны 19 и

2 и вентили 21 и 22 подсоединены также пневмобаллоны 23 и 24 с регулируемыми объемами камер, каждый из кОторых выполнен в виде гидроцилинд- 40 ра, поршень которого может перемещаться в нем от винта с самотормозящейся, резьбой. Поплавковый отсекатель

25 и пневмобаллон 26 переменного объема содержатся также во всасывающей 45 магистрали 4. Кроме того, пневматические полости аккумуляторов соединены между собой через обратный клапан 27 и вентиль 28, а пневматическая полость аккумулятора 3 соединена с пневмомагистралью через вентиль 29.

Для перекачки газа из пневмобаллоиа 30 в изделие, например, в пневмогидроаккумулятор 31, они подсоединяются соответственно к всасывающей и нагнетающей магистралям станции через вентили 32 и 33 (могут использоваться штатные вентили баллона и иэделия).

Давление газа во всасывающей магистрали станции контролируется манометром 34.

Поплавковый отсекатель (фиг. 2) конструктивно выполнен в виде цилиндра 35, внутри которого помещен поплавок 36. В верхней части поплавка закреплен затвор 37, а в верхней части цилиндра — седло 38. Седло и затвор образуют клапан, который в нижнем положении поплавка открыт, а в верхнем закрыт.

Поплавок отсекателя может быть выполнен из легких высокопрочных мате-, риалов, например сферипластика, или полым из металла. Для пропуска больших расходов воздуха поплавок на наружной поверхности имеет сквозные продольные пазы.

Для перекачки газа из пневмогидроаккумулятора 39 (фиг.3) его пневматическая полость подсоединяется к всасывающей магистрали, а гидравли" ческая через вентиль 8 — к насосной станции.

Газоперекачивающая станция работает следующим образом.

В исходном положении станции все ее вентили (фиг.1) закрыты, насос отключен, гидрораспределитель находится в нейтральном положении, а аккумуляторы 2 и 3 опорожнены от рабочей жидкости.

При использовании станции для перекачки газа из пневмобаллона в изделие (фиг,l) поршни пневмобаллоно *

23 и 24 устанавливают на требуемый объем камер. Последний должен быть таким, чтобы совместно с объемом пневмомагистрали от обратного клапана 17 или 18 до соответствующего отсекателя 13 или 14 потенциальная энергия сжатого газа в баллоне и магистрали (определяется суммарным объемом и максимальным давлением в изделии) обеспечивала полное вытеснение жидкости из пневмогидроаккумуляторов 2 и 3. При этом давление газа в аккумуляторах при полном вытеснении жидкости должно быть близким к нулю. Требуемый объем камер баллонов определяется расчетом или опытным путем.

После установки объема камер от," крывают вентили ll 12, 29, 33 и 32.

В результате этого газ из баллона 30 перетекает в пневмогидроаккумуляторы

2 и 3, изделие 31, пневмобаллоны 23

1932 6

5 152 и 24 и пневмомагистраль до выравнивания давления во всех емкостях.

Включают насос и переключают гидрораспределитель в левое рабочее по- . ложение. В результате этого рабочая жидкость от насоса заполняет аккумулятор 2 и вытесняет из него газ через обратный клапан 18 в изделие 31. Вытеснение газа в баллон 30 исключено . обратным клапаном 15. Вместе с иэделием сжатым газом через обратный клапан 19 заполняется и пневмобаллон

23. При этом давление газа в изделии и баллоне практически одинаковое.

При полном заполнении аккумулятора рабочая жидкость поступает в цилиндр поплавкового отсекателя 13 жидкости, вследствие чего поплавок 36 (фиг.2) всплывает и затвор 37 упирается в седло 38. Клапан закрывается и исключает попадание жидкости в пневмомагистраль.

После полного заполнения аккумулятора 2 и закрытия клапана отсекателя, что легко проконтролировать по резкому подъему давления в насосной станции, например, по манометру, распределитель переключают в правое рабочее положение ° При этом гидравлические полости аккумуляторов 2 и 3 соединяются соответственно со сливной и нагнетательной магистралями насосной станции. Под действием давления газа в пневмобаллоне 30 клапан отсекателя 13 открывается и газ вытесняет жидкость из аккумулятора 2 на слив насосной станции. Утечка газа из пневмобаллона 23 исключена обратным клапаном 19 и газ в баллоне остается под давлением, которое имело место в момент закрытия клапана отсекателя.

Одновременно рабочая жидкость от насосной станции поступает в аккумулятор 3 и вытесняет из него газ через отсекатель 14 и обратный клапан

17 в изделие 31. Через обратный кла,пан 20 сжатым газом заполняется и пневмобаллон 24. Вытеснение газа из аккумулятора происходит до тех пор, пока жидкость полностью не заполняет аккумулятор и не закрывает клапан отсекателя 14. Затем распределитель переключают в левое рабочее положение, в результате чего аккумулятор 3 опорожняется от жидкости, а из аккумулятора 2 гаэ вытесняется в изделие, и так до

5 !

О

55 полного опорожнения пневмобаллона 30, что контролируется манометром 34.

Очевидно, что при нулевом давлении во всасывающей магистрали оба аккумулятора 2 и 3 частично или полностью заполнены жидкостью, а пневмобаллоны

23 и 24 находятся под давлением, равным давлению в изделии в конце его зарядки.

Удаление жидкости иэ аккумуляторов 2 и 3 осуществляется давлением сжатого газа в пневмобаллонах 23 и

24. Для этого открывают вентили 21 и 24, которые соединяют баллоны с аккумуляторами, и поочередно посредством распределителя соединяют каждый аккумулятор со сливной магистралью насосной станции.

Для перекачки газа из пневмогидроаккумулятора 39 в изделие 31, последний подсоединяют к станции (фиг.3).

Рассмотрим наиболее сложный случай перекачки газа из аккумулятора без разделителя сред. Предварительно поршень пневмобаллона 26 устанавливают на требуемый объем камеры. Этот объем должен быть таким, чтобы потенциальная энергия сжатого газа в баллоне (при максимальном pàâëåíèè в иэделии) обеспечивала полное вытеснение жидкости из аккумулятора. При этом давление газа в аккумуляторе при полном вытеснении жидкости должно быть близким к нулю.

Вентили ll, 12, 28, 29 и 9 закрывают, а.вентили 8, 32 и 33 открывают.

В результате этого пневматические полости аккумулятора 39 и изделия 31 соединяются одна с другой. Включают в работу насосную станцию, и жидкость от насоса через вентиль 8 поступает в аккумулятор и вытесняет из него гаэ в изделие. Одновременно с изделием сжатым газом заряжается и пневобаллон

26. После полного заполнения аккумулятора жидкость поступает в отсекатель 25, клапан которого закрывается.

Далее насос отключают и открывают вентиль 9. Под действием сжатого гаэа в пневмобаллоне 26 жидкость иэ аккумулятора вытесняется на слив насосной станции. Перекачка газа нз пневмогидроаккумулятора с разделителем сред осуществляется аналогично. В этом случае отсекатель 25 в работу не вступает., Предлагаемая гаэоперекачивающая станция позволяеч при необходимости

1521932 пер качивать гаэ иэ пневмобаллона в од из своих аккумуляторов 3 или из пне могидроаккумулятора — в один или оба аккумулятора 2 и 3.

Для перекачки газа из пневмобаллона 0 в аккумулятор 3 вентили 29 и

33 акрывают, а вентили 11, 12, 28 и

3l ткрывают (фиг.1). Вследствие этого аз из баллона 29 перетекает в акк муляторы 2 и 3 до выравнивания дав ения во всех емкостях. Включают нас с и переключают гидрораспредели ель в левое рабочее положение.

Рабочая жидкость от насоса заполняет ак умулятор 2 и вытесняет из него га через обратный клапан 27 и вент ь 28 в аккумулятор 3. При полном эа олнении аккумулятора и срабатывани клапана отсекателя 13 распредели ель переключают в нейтральное поло ение, Вследствие этого гидравличе кая полость аккумулятора соединяет я со сливом, и аккумулятор под де ствием сжатого газа в пневмобал" ло е 29 опорожняется от жидкости.

Пе етечки газа из аккумулятора 3 s ак умулятор 2 исключаются вентилем

29 .

После полного опорожнения жидкост открывают вентиль 12, а распред итель переключают в левое рабочее положение, и так до полной перекачки газа из пневмобаллона 30. Опорожнение аккумулятора 2 от жидкости при нулевом давлении в заборной пневмФмагистрали осуществляется от сжатоro воздуха пневмобаллона 23 при открытии вентиля 21.

Перекачку газа иэ пневмогндроакку5 мулятора 39 в аккумуляторы 2 и 3 производят путем вытеснения газа рабочей жидкостью насосной станции. Направление потока газа в аккумуляторы

2 или 3 осуществляется соответствующими вентилями 11 или 12 (фиг.3).

Перекачку сжатого газа из аккумуляторов 2 и 3 в изделие производят путем

1 вытеснения его жидкостью насосной

1 станции при соответствующих рабочих

15 .,положениях распределителя. ч

Формула изобретения

Газоперекачивающая станция, содержащая блок пневмогидроаккумулято2р ров, гидравлические полости которых сообщены с напорной и сливной магистралями, а пневматические полости сообщены пневмолиниями со всасывающей и нагнетающей магистралями через

25 обратные клапаны, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения КПД, она снабжена отсекателями, выполненными в виде дополнительных ,нневмогидроаккумуляторов с поплавко3о выми разделителями сред, имеющими затвор, взаимодействующий с седлом, размещенным в верхней крышке корпуса, установленными в пневматических полостях пневмогидроаккумуляторов, выполненных без разделителей сред, и

35 во всасывающей магистрали, и пневмобаллонами с регулируемым объемом, подключенными к газовой полости отсекателей.

1521932 фиФ 7

Составитель И.Васильева

Редактор И.Касарда Техред М.Ходанич Корректор Т. Палий

Заказ 6928/32 Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101