Способ нагнетания газожидкостной смеси поршневым насосом и устройство для его осуществления
тп !;1 . ° ьщА
М.
4,4 " ( у, «а ьмм а l4iib
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (ii) 714044 (6l ) Дополнительное к авт. свид-sy (22) Заявлено 14.07.76 (21) 2384835/25.06 с присоединениеагзаявки .1чЪ (51)М. Кд.
F 04 В 23/10
Веударетееыыьй кеинтет
СССР ве аиам ызебретеыый и етхфитвй (28) Приоритет—
Опубликовано 05.02.80. бюллетень М 5
Дата опубликования описания 05.02.80 (53) УДК621.651 (088.8) (72) Авторы изобретения
И. В. Белей, Ю. В. Лопатин и С. П. Олейник
Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский институт буровой техники (7E) Заявитель (54) СПОСОБ НАГНЕТАНИЯ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ
СМЕСИ ПОРШНЕВЫМ НАСОСОМ И УСТРОЙСТВО
lUIH ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Изобретение относится к способам нагнетания газожидкостной смеси поршневым насосом, преимущественно для бурения и освоения скважин.
- - -Известен способ нагнетания газожидкостной смеси поршневым насосом, содержащим рабочий цилиндр со всасывающим и нагнетательным клапанами, преимущественно для бурения и освоения скважин, путем ввода в перекачиваемую жидкость газожццкостной смеси нли газа от постороннего источника t1).
Известно также устройство для осуществления указанного способа, содержащее поршневой насос, имеющий рабочий цилиндр, всасывающий и нагнетательный клапаны, а также посторонний источник газожидкостной смеси или газа под избыточным давлением.
Недостатком известного способа является значительное снижение коэффициента заполиени» рабочей камеры насоса в период такта всасывания, связанное со значительной сжимаемостью газа, что в свою очередь ведет к зна. чительному снижению объемной подачи насоса.
Для компенсации объемных потерь приходитсяувеличивать мощность приводных устройств и существенно увеличивать габариты самих насосоа, что само по себе не экономично.
Недостаток известного устройства заключается в непригодности для использования при реализации описываемого способа нагнетания газожидкостной смеси.
Целью изобретения является снижение энергозатрат процесса нагнетания.
Это достигается тем, что газожндкостную смесь или гаэ с заданным избыточным давлением вводят непосредственно в рабочую камеру поршневого насоса в зону, примыкающую к нагнетательному клапану, в период выполнения насосом такта всасьвания и одновременно через всасывающий клапан насоса вводят перекачнааемую жидкость с избыточным давлением, равным давлению вводимой смеси или газа.
При указанном способе газожидкостная смесь или газ и рабочей камере насоса накапливается над жидкостью под нагнетательным клапаном в период выполнения насосом такта всасывания, и при совершении насосом такта нагнетания, вытесняется через нагнетательный
3 71404 клапан в коллекторную часть насоса. Рля исключения накопления газожидкостной смеси или газа в мертвом объеме рабочей камеры при работе насоса количество вводимой газожидкостной смеси или газа не должно превышать объема части камеры, непосредственно примыкающей к нагнетательному клапану.
Указанный способ может быть осуществлен устройством новой конструкции, в частности, 1 насосом с клапанным распределением, имеющим 1р следующие существенные отличия.
Между рабочим цилиндром насоса и его нагнетательным клапаном установлена дополнительная камера, снабженная выпускным клапаном, для сообщения этой камеры с источником гаэожидкостной смеси или газа в период выполнения насосом такта всасывания, причем объем дополнительной камеры, по меньшей мере, равен рабочему объему цилиндра.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображена схема устройства для осуществления способа нагнетания газожидкостной смеси поршневым насосом.
Устройство содержит поршневой насос (показан насос двойного действия), содержиций 25 рабочий цилиндр 1 с размещенным в нем поршнем 2, а также всасывающий 3 и нагнетательный 4 клапаны. Устройство имеет в своем составе йсточник газожидкостиой смеси или газа (на чертеже не показан), подключаемый к кол- щ лектору 5, а также подпорный насос (на чертеже не показан), подключаемый Ко всасывающему коллектору 6. Между рабочим цилиндром
1 насоса и его нынетательным 4 клапаном ус. таиавлена дополнительная камера 7, снабжен, ная впускнь1м клапаном 8 для сообщения этой камеры с источником газожидкостной среды или газа через коллектор 5, в период выполнения насосом такта всасывания. Объем дополнительной камеры 7, по меньшей мере, равен рабочему объему цилиндра 1, что позволяет избежать перетоков газа из полости дополнительной камеры 7 в рабочий цилиндр 1. Вытесняемая иэ рабочей камеры насоса через нагнетательный клапан 4 аэрированная жидкость поступает в нагнетательный коллектор 9.
Устройство работает следуют;.":. образом, При выполнении насосом такта всасывания га- . зожидкостная смесь или газ с заданным избыточным давлением через коллектор 5 и впускной клапан 8 вводится в рабочую камеру насоса в зону, примыкающую к нагнетательному клапану 4. Одновременно через всасывающий клапан 3 из всасывающего коллектора 6 вво* дится перекачиваемая жидкость с избыточным давлением, равным давлению вводимой смеси или газа. Для наглядности направления движений жидкости, газа и газожидкостной смеси на чертеже показаны стрелками. K концу такI
4 4 та всасывания в дополнительной камере 7 находится объем поступившей смеси или газа, поджимаемой снизу жидкостью. При выполнении насосом такта нагнетания жидкость из ра-, бочего цилиндра 1 вытесняется поршнем 2 в дополнительную камеру 7 и смесь в ней сжимается до давления нагнетания, после чего открывается нагнетательный клапан 4 и гаэожидкостная смесь вытесняется в нагнетательный коллектор 9 и далее к потребителю, Таким образом, к концу такта нагнетания в мертвом объеме рабочей камеры насоса находится толькожидкость. Дйлее цикл повторяется.
Описанное техническое решение позволяет существенно снизить энергозатраты процесса нагнетания аэрированной жидкости, что обусловлено тем, что практически исключается отрицательное влияние остаточного количества газа в рабочей камере после завершения насосом такта нагнетания, благодаря чему существенно повьппается коэффициент наполнения рабочей камеры во время такта всасывания.
Формула изобретения
1. Способ нагнетания газожидкостной смеси поршневым насосом, содержащим рабочий цилиндр со всасывающим и нагнетательным клапанами, путем ввода г. перекачиваемую жидкость газожицкостной смеси или газа с заданным избыточным давлением от постороннего источника, отличающийся тем,что, с целью снижения энергозатрат процесса нагнетания, газожидкостную смесь или гаэ с заданным избыточным давлением. вводят непосредственно в рабочую камеру поршневого насоса в зону, примыкающую к нагнетательиому клапану, в период выполнения насосом такта всасывания и одновременно через всасывающий клапан насоса вводят перекачиваемую жидкость с избыточным давлением, равным давлению вводимой смеси или газа.
2. Устройство для осуществления способа по и. l, содержащее рабочий цилиндр со всасьпающим и нагнетательным клапанами, поршень, установленный в рабочей камере, источник газожидкостной смеси или газа, о т л ич а ю щ е е с я тем, что между рабочим цилиндром насоса и его нагнетательным клапаном установлена дополнительная камера, снабженная впускным клапаном, для сообщения этой камеры с источником газожидкостной смеси или газа в период выполнения насосом такта всасывания, причем объем дополнительной камеры, по меньшей мере, равен рабочему объему цилиндра.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР Я 142150, кл. F 04 В 23/06, 1961.
714044
Составитель В. Чашкин
Техред О.Андрейко
Корректор Н, Задерновская
Редактор О. Волков
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Заказ 9246/27 Тирюк 725, Подписное
UHHHHH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
