Поршень бурового насоса

 

Сущность изобретения: сменные резиновые манжеты расположены на сердечнике по обе стороны от цилиндрического бурта и зафиксированы от осевого перемещения. Скрепленные с манжетами кольцевые каркасы расположены между буртом и манжетами и имеют на наружных торцах коническое углубление с полутороидальным выступом. Внутренняя поверхность каждого кольцевого каркаса выполнена конической , на ней и углублении каркаса выполнены кольцевые канавки. Внутренний диаметр каркаса превышает внутренний диаметр манжеты. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 16 J 1/00, 15/32

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

BEÄ0ÌÑTB0 СССР (ГОспАтент сссР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ е более нжеты в

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4857250/29 (22) 06.08.90 (46) 15.01.93. Бюл. ¹ 2 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт буровой техники (72) А.И.Симдянов, С,Д.Кузяев и В.И.либерман (56) Авторское свидетельство СССР

N 1642158, кл. F 16 J 15/32, 1991, (54) ПОРШЕНЬ БУРОВОГО НАСОСА (57) Сущность изобретения: сменные резиновые манжеты расположены на сердечниИзобретение относится к машиностроению, в частности к буровым насосам. °

Известен пбршень бурового насоса, включающий металлический сердечник и . расположенные на нем сменные резиновые манжеты с плоским кольцевым Каркасом из более твердого материала, прикрепленным к задним торцам манжет.

Недостаток известного поршня — его небольшая долговечность, что связано с повышенным износом манжеты в области ее контакта с поверхностью цилиндровой втулки. Этот недостаток определяется плоской формой кольцевого каркаса. При работе поршня давление рабочей жидкости в рабочем цикле насоса передается по манжете на передний торец каркаса, что с особствует выпучиванию манжеты в сторону цилиндровой втулки и, как следствие, к быстрому ее износу. В то же время удельное давление нэ кромке манжеты недостаточное, что приводит к заносу под зту кромку абразивных частиц из раствора, которые, перемещаясь

„„Я „„1788366 А1 ке по обе стороны от цилиндрического бурт4 и зафиксированы от осевого перемещения.

Скрепленные с манжетами кольцевые каркасы расположены между буртом и манжетами и имеют на наружных торцах коническое углубление с полутороидал ьным выступом. Внутренняя поверхность каждого кольцевого каркаса выполнена конической, на ней и углублении каркаса выполнены кольцевые канавки, Внутренний диаметр каркаса превышает внутренний диаметр манжеты, 1 ил. в зону выпучивания манжеты, ещ увеличивают ее износ, Нагрев ма зоне износа тоже ускоряет ее износ, Известен поршень бурового насоса, содержащий металлический сердечник с цилиндрическим буртом, сменные резиновые манжеты с жесткими кольцевыми каркасами, расположенные на металлическом сер- 4 дечнике по обе стороны от бурта, и 00 фиксаторы манжет на сердечнике, при этом, QQ в торцах каркасов, противоположных бурту, () выполнены конусные углубления, в которых размещены полуторондалвыые выСтупы. высота которых превышает глубину углубления.

Однако поршень характеризуется недо- а статочной долговечностью, которая определяется тем, что выступы и углубления ограничивают деформацию манжеты в месте ее контакта с каркасом в осевом и радиальном направлениях. Or раниченная деформация полезна на наружной поверхности манжеты, но на внчленней поверхно1788366

55 сти способствует размыву манжеты, каркаса и сердечника вследствие перетока жидкости на такте нагнетания по поверхностям указанных деталей. Размыв поверхностей поршня уменьшает его долговечность, Другой причиной уменьшения долговечности поршня является отслаивание резины в месте ее контакта с каркасом по наружной поверхности манжеты, При этом твердые частицы попадают в пространство между манжетой и цилиндровой втулкой, снижая долговечность манжеты и поршня в целом, Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое устройство, является увеличение долговечности поршня бурового насоса, Заявляемый поршень бурового насоса, содержащий сердечник с цилиндрическим буртом, сменные резиновые манжеты, расположенные на сердечнике по обе стороны от бурта и зафиксированные от осевого перемещения, скрепленные с манжетами кольцевые каркасы, расположенные между буртом и манжетами и имеющие на наружных торцах коническое углубление с полуто- родиальным выступом, отличается тем, что внутренняя поверхность каждого кольцевого каркаса выполнена конической и на ней и торцевом коническом углублении каркаса выполнены кольцевые канавки, при этом внутренний диаметр каркаса превышает внутренний диаметр манжеты.

Благодаря предложенной форме каркаса и манжеты при рабочем цикле насоса обеспечивается более равномерное прижатия рабочих поверхностей манжеты к сердечнику и к цилиндровой втулке, уменьшая износ поршня и повышая его долговечность, На чертеже изображен продольный разрез половины поршня бурового насоса.

Поршень бурового насоса содержит сердечник 1 с буртом 2, жесткие кольцевые каркасы 3, сменные резиновые манжеты 4 и фиксаторы 5 и 6, запирающие манжету на сердечнике 1. Манжеты 4 скреплены (привулканизированы) с каркасами 3. В стенках каркасов, противоположных бурту 2, выполнены конусные углубления 7, в которых расположены полутороидальные выступы 8, Каркасы выполнены из более жесткого материала, чем манжеты. Манжеты имеют кольцевые рабочие кромки 9, Внутренний диаметр каркаса 3 больше внутреннего диаметра манжеты 4; благодаря чему резина манжеты примыкает и к цилиндрической части сердечника 1 и к торцевым поверхностям бурта 2. На внутренней поверхности

45 каждого каркаса со стороны бурта выполнены конусные проточки 10. На поверхностях этих проточек и на поверхностях углублений

7 выполнены кольцевые канавки (на фиг. не обозначены).

Поршень бурового насоса работает следующим образом.

Поршень совершает возвратно-поступательное движение по цилиндровой втулке (на фиг. не показана), нагнетая промывочную жидкость в бурильные трубы. Под действием давления жидкости манжета 4 деформируется в осевом и радиальном нэправлениях на такте нагнетания и возвращается в первоначальное положение на такте всасывания, Благодаря наличию выступа 8, конусного углубления 7 и конусной проточки 10, а также выполнению внутреннего диаметра каркаса большим, чем внутренний диаметр манжеты, давление на рабочей кромке 9 и на поверхностях манжеты, примыкающих к сердечнику, повышается, не давая возможности твердым частицам раствора попадать в пространство между манжетой и примыкающим к ней цилиндровой втулке и сердечнику. B то >ке время углубление 7 ограничивает деформацию манжеты в зоне ее контакта с каркасом, предотвращая перемещение и зэтаскивание резины на внутреннюю поверхность цилиндровой втулки.

При знакопеременных нагрузках происходит OTcllBMBBHNe резины манжеты от каркаса по поверхностям углубления 7 и проточки 10. Кольцевые канавки на указанных поверхностях предотвращают отслаивание, увеличивая тем самым долговечноСть.

Экспериментальные испытания поршней в промысловых условиях подтвердили их преимущества по сравнению с поршнями, принятыми зэ прототип: долговечность увеличилэсь на 10-15%, случаи промывэ сердечника в месте контакта с манжетой не наблюдались, Формула изобретения

Поршень бурового насоса, содержащей сердечник с цилиндрическим буртом. сменные резиновые манжеты, расположенные на сердечнике по обе стороны от бурта и зафиксированные от осевого перемещения, скрепленные с манжетами кольцевые каркасы, расположенные между буртом и манжетами и имеющие на наружных торцах коническое углубление с полутороидэльным выступом,отличаю щи йс я тем, «то внутренняя поверхность каждого кольцевого каркаса выполнена конической и нэ ней

1788366

Составитель A,Ñèìäÿíoà

Техред М.Моргентал Корректор О.Юрковецкая

Редактор

Заказ 66 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 и торцевом коническом углублении каркаса выполнены кольцевые канавки, при этом внутренний диаметр каркаса превышает внутренний диаметр манжеты.