EA024928B1

EA024928B1 - Смещенное отверстие клапана в насосе с возвратно-поступательным движением поршня

Info

Publication number: EA024928B1
Application number: EA201390846A
Authority: EA
Inventors: Джэйкоб А. Бэййоук; Дональд Маккензи
Original assignee: Эс.Пи.Эм. ФЛОУ КОНТРОЛ, ИНК.
Priority date: 2010-12-09
Filing date: 2011-12-08
Publication date: 2016-11-30
Also published as: WO2012078888A2; EP2649316A2; MX2013006402A; SG191012A1; BR112013014279A2; CN103339379A; SG191011A1; US8668470B2; EP2649316A4; PL2649316T3; CA2820648A1; CA2820595A1; US20140322034A1; EA201390845A1; UA109683C2; US9989044B2; EP2649315A2; US20120144995A1; CN103348139A; US8662865B2

Abstract

Заявлена гидравлическая часть (15) для многоступенчатой насосной установки (12) с возвратно-поступательным движением поршня, содержащая по меньшей мере три отверстия (61) или (91) под плунжер, каждое для приема плунжера (35) возвратно-поступательного хода, где каждое отверстие под плунжер имеет ось (65) или (95) отверстия под плунжер. Причем оси отверстий под плунжер выполнены через гидравлический напор для определения центрального отверстия под плунжер и боковых отверстий под плунжер, расположенных по обе стороны от центрального отверстия под плунжер. Гидравлическая часть (15) имеет отверстия (59) или (89) всасывающих клапанов, где каждое отверстие всасывающего клапана принимает всасывающий клапан (41) и имеет ось (63) или (93) отверстия всасывающего клапана. Отверстия (57) или (87) разгрузочных клапанов, где каждое отверстие разгрузочного клапана принимает разгрузочный клапан (43) и имеет ось (63) или (93) разгрузочного клапана. Оси по меньшей мере одного из отверстий всасывающего и разгрузочного клапанов смещены внутрь в гидравлической части от своих соответствующих осей отверстий под плунжер.

Description

Настоящее изобретение относится к отверстию клапана, которое смещено от отверстия под плунжер в гидравлической части насоса с возвратно-поступательным движением поршня, чтобы снимать напряжение.

При эксплуатации нефтяных месторождений насосы с возвратно-поступательным движением поршня используют для различных целей. Насосы с возвратно-поступательным движением поршня используют для работ, таких как цементирование, кислотная обработка или гидроразрыв подземной скважины. Эти насосы с возвратно-поступательным движением поршня запускают на относительно короткие периоды времени, но они работают на частой основе и часто при чрезвычайно высоком давлении. Насос с возвратно-поступательным движением поршня устанавливают к грузовику или платформе для перемещения груза к различным участкам скважины, и он должен иметь соответствующий размер и вес для правил дорожного движения и перевозки по шоссе.

Насосы с возвратно-поступательным движением поршня или нагнетательные поршневые насосы для эксплуатации нефтяных месторождений подают текучую среду или глинистый буровой раствор, который может нести твердые частицы (например, пропант), под давлением до 20000 фунтов на квадратный дюйм к стволу скважины. Известный насос для эксплуатации нефтяных месторождений включает в себя приводную часть насоса, приводящую в действие более чем один плунжер возвратно-поступательно в соответствующей гидравлической части или камере насоса. Г идравлическая часть может содержать три или пять отверстий под плунжер, выполненных в поперечном направлении через гидравлический напор, и каждое отверстие под плунжер может быть пересечено отверстиями всасывающего и разгрузочного клапанов. В известном насосе с возвратно-поступательным движением поршня ось каждого отверстия под плунжер пересекается перпендикулярно с общей осью отверстий всасывающего и разгрузочного клапанов.

В режиме работы известного насоса с возвратно-поступательным движением поршня с тремя отверстиями под плунжер под высоким давлением текучей среды (например, около или более чем 20000 фунтов на квадратный дюйм) максимальное давление и, таким образом, напряжение может возникнуть внутри данной камеры насоса, когда плунжер перемещается в продольном направлении в гидравлической части к верхней мертвой точке (ВМТ), сжимая в ней текучую среду. Одна из других камер насоса будет в разгрузке и, таким образом, под очень низким давлением, и другая камера насоса будет запущена, чтобы сжимать там текучую среду.

Обнаружили, что в данной камере насоса области самого высокого напряжения возникают на пересечении каждого отверстия под плунжер с его отверстиями всасывающего и разгрузочного клапанов, когда плунжер перемещается в ВМТ. Местонахождение высокого напряжения в этих областях может сократить срок службы гидравлической части насоса.

Документ 1Ρ 2000-170643 направлен на многоступенчатый насос с возвратно-поступательным движением поршня, имеющий малый размер. Насос имеет три отверстия под поршневой палец, в которых поршни перемещаются возвратно-поступательно, но так, чтобы можно было обеспечивать компактную конфигурацию насоса, ось каждого отверстия всасывающего клапана выполнена перпендикулярно его соответствующему отверстию разгрузочного клапана (то есть так, что направлена поперек разгрузке от гидравлической части).

Документ 1Ρ 2000-170643 также указывает, что пределом в отношении объема текучей среды, которая может быть накачана малым насосом с возвратно-поступательным движением поршня, является размер отверстий всасывающего и разгрузочного клапанов. В отличие от вариантов осуществления, раскрытых здесь, положение документа 1Ρ 2000-170643 не связано с уменьшением напряжений, возникающих на пересечении поршня, всасывающего и нагнетательного каналов. Скорее документ 1Ρ 2000-170643 указывает перемещение осей каждого наружного отверстия всасывающего и разгрузочного клапанов наружу относительно их оси отверстия под плунжер для обеспечения возможности увеличения объема каждого из отверстий всасывающего и разгрузочного клапанов. Таким образом, с увеличенной скоростью насоса увеличенного объемного расхода можно достигать насосом, который еще имеет подобный габаритный размерный профиль. Кроме того, документ 1Ρ 2000-170643 указывает, что отверстия клапана перемещают наружу, не увеличивая количество материала между всасывающим и разгрузочным отверстиями. Это потому, что реконфигурирование насоса в документе 1Ρ 2000-170643 не касается уменьшения напряжений внутри насоса в использовании.

В первом аспекте раскрыта гидравлическая часть для многоступенчатой насосной установки с возвратно-поступательным движением поршня. Многоступенчатая насосная установка с возвратнопоступательным движением поршня может, например, содержать три или пять отверстий под плунжер, и может находить применение при эксплуатации нефтяных месторождений и/или может работать с текучими средами при высоком давлении (например, таком высоком, как 20000 фунтов на квадратный дюйм или больше).

Когда гидравлическая часть содержит по меньшей мере три отверстия под плунжер (например, три или пять отверстий под плунжер), каждое может принимать плунжер возвратно-поступательного хода, и каждый может иметь ось отверстия под плунжер. Отверстия под плунжер можно выполнять через гидравлический напор для определения центрального отверстия под плунжер, а боковые отверстия под

- 1 024928 плунжер располагать по обе стороны от центрального отверстия под плунжер (например, одно или два боковых отверстия под плунжер располагать по обе стороны от центрального отверстия под плунжер для определения гидравлической части с тремя или пятью отверстиями под плунжер, соответственно).

По меньшей мере три соответствующие отверстия всасывающего клапана (например, три или пять отверстий всасывающего клапана) могут быть обеспечены и быть в связи по текучей среде с отверстиями под плунжер. Каждое отверстие всасывающего клапана может принимать всасывающий клапан и иметь ось отверстия всасывающего клапана.

По меньшей мере три соответствующие отверстия разгрузочного клапана (например, три или пять отверстий разгрузочного клапана) могут быть обеспечены и быть в связи по текучей среде с отверстиями под плунжер. Каждое отверстие разгрузочного клапана может принимать разгрузочный клапан и иметь ось отверстия разгрузочного клапана.

В соответствии с первым аспектом по меньшей мере одна из осей отверстий всасывающего и разгрузочного клапанов, по меньшей мере одного из боковых отверстий под плунжер смещена внутрь в гидравлической части от ее соответствующей оси отверстия под плунжер.

Неожиданным образом обнаружили, что это направленное внутрь смещение может уменьшить напряжение, которое иначе произошло бы на пересечении каждого отверстия под плунжер с их отверстиями всасывающего или разгрузочного клапанов, когда плунжер перемещается в ВМТ. Уменьшение напряжения может увеличить технический ресурс гидравлической части.

В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере одна из осей по меньшей мере одного из отверстий всасывающего и разгрузочного клапанов для каждого бокового отверстия под плунжер может иметь направленное внутрь смещение. Например, для боковых отверстий под плунжер по меньшей мере одна смещенная ось может быть смещена внутрь до такой же степени, как другая по меньшей мере одна смещенная ось.

В некоторых вариантах осуществления оси обоих отверстий всасывающего и разгрузочного клапанов могут быть смещены внутрь по меньшей мере для одного из боковых отверстий под плунжер. Например, оси обоих отверстий всасывающего и разгрузочного клапанов смещены внутрь до такой же степени.

В некоторых вариантах осуществления для каждого отверстия под плунжер отверстие всасывающего клапана может противостоять отверстию разгрузочного клапана. Это расположение легче для изготовления, ремонта и обслуживания, чем, например, расположения, в которых ось каждого отверстия всасывающего клапана перпендикулярна отверстию разгрузочного клапана. Кроме того, противостоящее расположение отверстия может вызвать меньше напряжения в гидравлической части в использовании, чем, например, перпендикулярное расположение отверстия.

В некоторых вариантах осуществления для каждого отверстия под плунжер оси отверстий всасывающего и разгрузочного клапанов можно выравнивать для еще более легкого изготовления профилактического ремонта и обслуживания. В некоторых вариантах осуществления по меньшей мере одна ось может быть смещена внутрь на величину, заключающуюся в пределах приблизительно от 10 до приблизительно 60% диаметра отверстия под плунжер. В некоторых других вариантах осуществления смещенная ось может быть смещена внутрь на величину, заключающуюся в пределах приблизительно от 20 до приблизительно 50%, или приблизительно от 30 до приблизительно 40% диаметра отверстия под плунжер.

В других конкретных вариантах осуществления по меньшей мере одна ось может быть смещена внутрь на величину, заключающуюся в пределах приблизительно от 0,5 до приблизительно 2,5 дюйма. В некоторых других вариантах осуществления смещенная ось может быть смещена на величину, заключающуюся в пределах приблизительно от 1,5 до 2,5 дюйма. Эти размеры могут представлять оптимальный диапазон для многих диаметров отверстий конфигураций гидравлической части, используемых в насосах для гидравлического разрыва пласта в месторождении нефти и связанных применениях.

Другие аспекты, признаки и преимущества станут очевидными из следующего подробного описания со ссылками на прилагаемые чертежи, которые являются частью этого раскрытия и которые поясняют путем примера принципы раскрытой здесь гидравлической части.

Несмотря на любые другие формы, которые могут попадать в объем гидравлической части, как изложено в сущности изобретения, конкретные варианты осуществления гидравлической части и насоса с возвратно-поступательным движением поршня будут теперь описаны только путем примера в отношении прилагаемых чертежей.

В описании чертежей и в подробном описании конкретных вариантов осуществления насос, который содержит три плунжера, всасывающее и разгрузочное отверстия, ниже назван триплексный, а насос, который содержит пять плунжеров, всасывающие и разгрузочные отверстия, ниже назван пятерной, являющийся сокращением от пятиплунжерного.

На чертежах:

Фиг. 1А и 1В показывают на видах в разрезе и в перспективе вариант осуществления насоса с возвратно-поступательным движением поршня. Фиг. 1А может изображать либо триплексный, либо пятерной <насос>, хотя фиг. 1В конкретно изображает триплексный.

- 2 024928

Фиг. 2 схематично изображает первый вариант осуществления триплексного насоса, причем с частичным разрезом фиг. 1А, взятым по линии 2-2, чтобы показать обе пары боковых (или наружных) отверстий клапана, причем смещенных внутрь от их соответствующих отверстий под плунжер.

Фиг. 3 - схематичный вид снизу сечения фиг. 2, чтобы показать расположение болтов на гидравлической части цилиндра.

Фиг. 4 - вид, подобный триплексному насосу фиг. 2, но показывает только одну пару боковых (или наружных) отверстий клапана, причем смещенных внутрь от своего соответствующего отверстия под плунжер.

Фиг. 5 схематично показывает другой вариант осуществления триплексного насоса, но использующего частичный разрез, подобный фиг. 2, чтобы показать одно из боковых отверстий клапана, причем смещенное внутрь к его соответствующему отверстию под плунжер, а также центральное отверстие клапана, смещенное в таком же направлении к своим соответствующим отверстиям под плунжер.

Фиг. 6 - схематичный вид снизу разреза фиг. 5, чтобы показать расположение болтов на гидравлической части цилиндра.

Фиг. 7 схематично изображает другой вариант осуществления триплексного насоса, используя частичный разрез, подобный фиг. 2, в котором только боковые отверстия разгрузочных клапанов смещены внутрь от их соответствующих отверстий под плунжер, а не отверстия всасывающих клапанов.

Фиг. 8 схематично изображает другой вариант осуществления триплексного насоса, используя частичный разрез, подобный фиг. 2, в котором только боковые отверстия всасывающих клапанов смещены внутрь от их соответствующих отверстий под плунжер, а не отверстия разгрузочных клапанов.

Фиг. 9 схематично изображает первый вариант осуществления пятерного насоса, причем частичный разрез фиг. 1А взят по линии 2-2, чтобы показать две пары боковых отверстий клапана по обе стороны от центральной пары отверстий клапана, смещенных внутрь от их соответствующих отверстий под плунжер.

Фиг. 10 - схематичный вид снизу разреза фиг. 9, чтобы показать расположение болтов на гидравлической части цилиндра.

Фиг. 11 - вид, подобный пятерному насосу фиг. 9, но показывающий только пару наиболее удаленных боковых отверстий клапана, причем смещенных внутрь от их соответствующих отверстий под плунжер.

Фиг. 12 - вид, подобный пятерному насосу фиг. 11, но показывающий только одну из пары наиболее удаленных боковых отверстий клапана, причем смещенных внутрь от его соответствующего отверстия под плунжер.

Фиг. 13 - вид, подобный пятерному насосу фиг. 9, но показывающий только пару наименее удаленных боковых отверстий клапана, причем смещенных внутрь от их соответствующих отверстий под плунжер.

Фиг. 14 - вид, подобный пятерному насосу фиг. 13, но показывающий только одну из пары наименее удаленных боковых отверстий клапана, причем смещенных внутрь от его соответствующего отверстия под плунжер.

Фиг. 15 и 16 схематично изображают боковые разрезы, как созданные анализом конечных элементов (АМКЭ) и взятые с противоположных сторон через триплексную гидравлическую часть, чтобы показать, где максимальное напряжение, как обозначено АМКЭ, происходит для пересечения отверстия под плунжер с отверстиями всасывающего и разгрузочного клапанов; где на фиг. 15 не показано смещение, а на фиг. 16 показано смещение внутрь на 2 дюйма.

Фиг. 17 - диаграмма экспериментальной точки на графике, которая представляет графические данные критерия пластичности Мизеса (то есть для максимального напряжения в фунтах на квадратный дюйм, как определено АМКЭ) в сравнении с величиной смещения (в дюймах) отверстия клапана для одноблочной (моно) гидравлической части и смещения внутрь отверстия клапана для триплексной гидравлической части.

Фиг. 18 - столбиковая гистограмма, которая представляет графические данные критерия пластичности Мизеса (то есть для максимального напряжения в фунтах на квадратный дюйм, как определено АМКЭ) в сравнении с различными величинами смещения (в дюймах) отверстия клапана для одноблочной (моно) гидравлической части и триплексной гидравлической части.

Обращаясь теперь к фиг. 1А и 1В, отметим, что здесь показан вариант осуществления насоса 12 с возвратно-поступательным движением поршня, вмещенного в кожух 13 коленчатого вала. Кожух 13 коленчатого вала может содержать большую часть наружной поверхности насоса 12 с возвратнопоступательным движением поршня. Распорные стержни 14 соединяют кожух 13 коленчатого вала (так называемую приводную часть <насоса>) с гидравлической частью 15. Когда насос подлежит использованию при высоком давлении (например, около 20000 фунтов на квадратный дюйм или больше), можно использовать до четырех распорных стержней для каждого плунжера многоступенчатого насоса с возвратно-поступательным движением поршня. Распорные стержни можно факультативно заключать в корпус.

Насос 12 является триплексным, имеющим набор из трех цилиндров 16, каждый, включающий в

- 3 024928 себя соответствующее отверстие 17 под плунжер. Три (или в случае пятерного - пять) отверстия цилиндров/под плунжер можно выполнять поперек через гидравлическую часть 15. Плунжер 35 совершает возвратно-поступательное движение в соответствующем отверстии 17 под плунжер и на фиг. 1А плунжер 35 показан полностью вытянутым в своем положении верхней мертвой точки. В изображенном варианте осуществления текучая среда только накачивается на одной стороне 51 плунжера 35, поэтому насос 12 с возвратно-поступательным движением поршня является насосом с возвратно-поступательным движением поршня одностороннего действия.

Каждое отверстие 17 под плунжер находится в связи по текучей среде с впускным отверстием текучей среды или всасывающим коллектором 19, а сторона 20 выпуска текучей среды находится в связи по текучей среде с выпускным отверстием 21 насоса (фиг. 1В). Присасывающуюся клапанную крышку 22 для каждого цилиндра 16 и отверстия 17 под плунжер прикрепляют к гидравлической части 15 в местоположении, которое противостоит отверстию 17 под плунжер. Насос 12 может быть отдельно стоящим на основании, может быть прикреплен к вагонетке, которую можно буксировать между работающими объектами или прикреплять к опорной раме, например, для морских работ.

Кожух 13 коленчатого вала вмещает коленчатый вал 25, который можно механически соединять с двигателем (не показан). Двигатель вращает коленчатый вал 25, чтобы приводить в действие насос 12 с возвратно-поступательным движением поршня. В одном варианте осуществления коленчатый вал 25 является кулачковым, таким чтобы текучая среда накачивалась от каждого цилиндра 16 в чередующиеся времена. Как могут легко заметить специалисты в данной области техники, чередующиеся циклы накачиваемой текучей среды от каждого из цилиндров 16 помогают сводить к минимуму первоочередные, вторичные и третичные (и др.) силы, связанные с работой насоса.

Зубчатое колесо 24 механически соединено с коленчатым валом 25, причем с коленчатым валом 25, вращаемым двигателем (не показан) через зубчатые колеса 26 и 24. Палец 28 кривошипа прикреплен к главному валу 23, показанному в основном параллельно оси А_х коленчатого вала 25. Соединительный шток 27 соединен с коленчатым валом 25 на одном конце. Другой конец соединительного штока 27 обеспечен втулкой к крейцкопфу или пальцу 31 крейцкопфа, который вращается внутри крейцкопфа 29 в кожухе 30, когда коленчатый вал 25 вращается на одном конце соединительного штока 27. Палец 31 также функционирует, чтобы поддерживать соединительный шток 27 продольно относительно крейцкопфа 29. Полушток 33 продолжается от крейцкопфа 29 в продольно противоположном направлении от коленчатого вала 25. Соединительный шток 27 и крейцкопф 29 преобразуют вращательное движение коленчатого вала 25 в продольное движение полуштока 33.

Плунжер 35 соединен с полуштоком 33 для того, чтобы накачивать текучую среду, проходящую через каждый цилиндр 16. Каждый цилиндр 16 включает в себя внутреннюю часть или камеру 39 цилиндра, которая находится там, где плунжер 35 сжимает текучую среду, накачиваемую насосом 12 с возвратно-поступательным движением поршня. Цилиндр 16 также включает в себя впускной (или всасывающий) клапан 41 и выпускной (или разгрузочный) клапан 43. Обычно впускной и выпускной клапаны 41, 43 выполнены в противоположном взаимном расположении в цилиндре 16 и могут, например, лежать на общей оси.

Клапаны 41 и 43 обычно подпружинены и приводятся в действие предварительно определенным перепадом давления. Впускной (всасывающий) клапан 41 действует, чтобы управлять потоком текучей среды от впускного отверстия 19 текучей среды в камеру 39 цилиндра, а выпускной (разгрузочный) клапан 43 действует, чтобы управлять потоком текучей среды из камеры 39 цилиндра к выпускной стороне 20 и отсюда к выпускному отверстию 21 насоса. В зависимости от размера насоса 12 плунжер 35 может быть одним из множества плунжеров, например, можно использовать трех- или пятиплунжерный насос.

Плунжер 35 совершает возвратно-поступательное движение или двигается в продольном направлении к камере 39 и от нее, когда коленчатый вал 25 вращается. Когда плунжер 35 перемещается в продольном направлении от камеры 39 цилиндра, давление текучей среды внутри части камеры 39 уменьшается, создавая перепад давления во впускном клапане 41, который приводит в действие клапан 41 и обеспечивает возможность вхождения текучей среды в камеру 39 цилиндра от впускного отверстия 19 текучей среды. Текучая среда продолжает входить в камеру 39 цилиндра, когда плунжер 35 продолжает перемещаться в продольном направлении от цилиндра 17 до тех пор, пока перепад давления между текучей средой внутри камеры 39 и текучей средой во впускном отверстии 19 не станет достаточно маленьким для впускного клапана 41, чтобы привести его в закрытое положение.

Когда плунжер 35 начинает перемещаться в продольном направлении в цилиндр 16, давление на текучую среду внутри камеры 39 цилиндра начинает увеличиваться. Давление текучей среды в камере 39 цилиндра продолжает увеличиваться, когда плунжер 35 подходит к камере 39 до тех пор, пока перепад давления в выпускном клапане 43 не станет достаточно большим, чтобы привести в действие клапан 43 и обеспечить возможность выхода текучей среды из камеры 39 через выпускное отверстие 21 текучей среды.

Впускной клапан 41 располагают внутри отверстия 59 всасывающего клапана, а выпускной клапан 43 располагают внутри отверстия 57 разгрузочного клапана. В изображенном варианте осуществления оба отверстия 57, 59 клапанов находятся в связи с отверстием 17 под плунжер и продолжаются перпен- 4 024928 дикулярно ему. Отверстия 57, 59 клапанов, как показано, также являются соосными (то есть лежат на общей оси, или имеют параллельные оси), но они могут быть смещены друг относительно друга, как описано ниже.

Должно быть понятно, что противоположное расположение отверстий 57, 59 клапанов, изображенных на фиг. 1, легче для изготовления (например, отливая и обрабатывая на металлорежущем станке) и легче для ремонта, и легче для обслуживания, чем, например, перпендикулярное расположение отверстий клапанов (то есть когда оси отверстий перпендикулярны). В противоположном расположении отверстий к отверстиям можно легко осуществлять доступ, упаковывать, распаковывать и обслуживать снизу и сверху гидравлической части, не взаимодействуя с впускным и выпускным коллекторами.

Кроме того, должно быть понятно, что, когда уменьшение напряжения в гидравлической части является требуемым, противоположное расположение отверстий 57, 59 клапанов может вызывать меньше напряжения в гидравлической части, особенно при высоком рабочем давлении 20000 фунтов на квадратный дюйм или больше, при сравнении с перпендикулярным или другим расположением отверстия под углом.

Обращаясь теперь к фиг. 2, отметим, что здесь схематично изображен частичный вид в разрезе гидравлической части 15 насоса 12, взятый по линии 2-2 фиг. 1А. В варианте осуществления фиг. 2 и 3 насос 12 является триплексным, имеющим три отверстия 17 под плунжер, соответствующие трем диаметрам цилиндров. Однако, как описано ниже в отношении фиг. 9-14, насос может иметь различное количество цилиндров и отверстий под плунжер, например пять. Для симметричной триплексной гидравлической части центральное отверстие трех отверстий под плунжер лежит на центральной оси гидравлической части, с другими двумя отверстиями под плунжер, выполненными равномерно по обе стороны от центрального отверстия под плунжер. Направленное внутрь смещение может быть относительно центральной оси гидравлической части.

В варианте осуществления фиг. 2 и 3 каждое из трех отверстий 17 под плунжер обозначено схематично ссылочной позицией 61 (то есть 61а, 61Ь и 61с); каждое из трех отверстий всасывающего клапана обозначено схематично ссылочной позицией 59 (то есть 59а, 59Ь и 59с) и каждое из трех отверстий разгрузочного клапана обозначено схематично ссылочной позицией 57 (то есть 57а, 57Ь и 57с). Точно также ось каждого отверстия 61 под плунжер обозначена схематично ссылочной позицией 65 (то есть 65а, 65Ь и 65с). Также общая ось каждого отверстия 59, 57 клапана обозначена схематично ссылочной позицией 63 (то есть 63а, 63Ь и 63с). Эта терминология будет также использована ниже в отношении каждого из различных вариантов осуществления триплексной гидравлической части, описанных здесь на фиг. 2-8.

Обнаружили, что самая высокая точка концентрации напряжения в насосе 12 возникает на пересечении отверстия под плунжер с отверстием всасывающего (или впускного) и разгрузочного (или выпускного) клапанов. Максимальное напряжение в гидравлической части возникает, когда один плунжер (например, боковой плунжер) приближается к верхней мертвой точке (ВМТ), другой приближается к нижней мертвой точке (НМТ), а третий только что начал перемещаться из НМТ в ВМТ.

Дополнительно обнаружили, что, чтобы уменьшить напряжение гидравлической части, некоторые или все боковые (наружные) отверстия 57а, 57с, 59а, 59с клапанов на всасывающей и разгрузочной стороне могут иметь направленное внутрь смещение, такое, что ось 65, по меньшей мере, некоторых отверстий под плунжер (то есть оси 65а, 65с боковых отверстий под плунжер) не пересекается с общей осью 63 отверстия клапана так, что по меньшей мере одна из осей 63а или 63с бокового отверстия клапана смещена внутрь от их соответствующих осей 65а или 65с боковых отверстий под плунжер. Это направленное внутрь боковое смещение было замечено, чтобы значительно уменьшить напряжение в гидравлической части 15, которое возникает в результате текущей там текучей среды, особенно при высоком давлении, которое можно использовать в эксплуатации нефтяных месторождений (например, с текучей средой гидравлического разрыва пласта нефтяной скважины).

В варианте осуществления трех цилиндрических триплексных насосов фиг. 2 и 3 боковые (или наружные) отверстия 59а, 57а и 59с, 57с всасывающего и разгрузочного клапанов - каждое показано как смещенное внутрь и до такой же степени от связанных боковых (или наружных) отверстий 61а и 61с под плунжер. Центральные отверстия 59Ь, 57Ь всасывающего и разгрузочного клапанов не смещены от своих соответствующих отверстий 6Ь под плунжер. Таким образом, терминологию направленное внутрь смещение и до такой же степени можно рассматривать как означающую, что направленное внутрь смещение относится к центральному отверстию 61Ь под плунжер и к центральным отверстиям 57Ь, 59Ь клапана, или со ссылкой на них. Кроме того, должно быть видно, что общая ось 63а отверстий 59а, 57а клапана смещена внутрь от оси 65а отверстия 61а под плунжер. Дополнительно должно быть видно, что общая ось 63с отверстий 59с, 57с клапана смещена внутрь и до такой же степени от оси 65с отверстия 61с под плунжер.

Кроме того, в то время как в этом варианте осуществления величина направленного внутрь смещения и от боковых отверстий под плунжер, и от осей к центральному отверстию под плунжер и к оси такая же, величина смещения может отличаться. Например, отверстия всасывающего и разгрузочного клапанов на одной стороне могут быть более или менее смещены вбок к таким отверстиям всасывающего и разгрузочного клапанов на другой стороне гидравлической части. Дополнительно, либо оба из отверстий

- 5 024928 всасывающего и разгрузочного клапанов на одной стороне могут быть смещены вбок до различных степеней, или могут не быть смещены вообще, и это смещение может быть различным для каждого из отверстий всасывающего и разгрузочного клапанов на другой стороне гидравлической части, которые также могут быть смещены иначе друг от друга.

В любом случае, направленное внутрь смещение обоих боковых отверстий 59а, 57а и 59с, 57с всасывающего и разгрузочного клапанов на такое же количество и до такой же степени было сохранено, чтобы довести до максимума уменьшение напряжения внутри гидравлической части при высоком рабочем давлении текучей среды, как объяснено в примере 1.

Как показано выше, в вариантах осуществления трех цилиндрических триплексных насосов фиг. 2 и 3 общая ось 63Ь центральных отверстий 59Ь, 57Ь всасывающего и разгрузочного клапанов пересекается с осью 65Ь центрального отверстия 61Ь под плунжер. Заметили, что в гидравлической части, имеющей три или более цилиндров, возникает меньше концентрации напряжения на пересечении центрального отверстия 61Ь под плунжер с центральными отверстиями 57Ь, 59Ь клапанов по сравнению с напряжением на пересечениях боковых отверстий и их соответствующих плунжеров, и, следовательно, смещения центральных отверстий 57Ь, 59Ь клапанов может не потребоваться. Однако варианты осуществления фиг. 5 и 6 обеспечивают, что центральные отверстия 59Ь, 57Ь клапанов и оси можно также смещать (например, можно до меньшей степени, чем боковые отверстия), чтобы уменьшить концентрацию напряжения на них.

В варианте осуществления фиг. 2 и 3 каждая общая ось 63 отверстий 57 и 59 клапанов продолжается перпендикулярно оси 65 отверстия под плунжер, хотя боковые оси 63а и 63с не пересекаются.

Величина направленного вниз смещения отверстий 59, 57 клапанов и отверстий 61 под плунжер может быть значительной. Например, для отверстий диаметром 4,5 дюйма отверстие 59, 57 клапана можно смещать внутрь на 2 дюйма от соответствующего отверстия 61 под плунжер. Величину направленного вниз смещения можно измерять от оси до оси. Например, расстояние можно устанавливать, обращаясь к расстоянию, на которое общая ось 63а или 63с отверстий 57а или 57с и 59а или 59с клапанов смещена либо от своей соответствующей оси отверстия 65а или 65с под плунжер, либо от оси 65Ь центрального отверстия под плунжер (или когда центральное отверстие клапана не смещено, как смещено от центральной общей оси 63Ь отверстий 57Ь и 59Ь клапанов).

В любом случае, величина смещения может составлять приблизительно 40% диаметра отверстия под плунжер, хотя она может, например, заключаться в пределах приблизительно от 10 до приблизительно 60%. Когда направленное внутрь смещение каждого из боковых отверстий 59а, 59с и 57а, 57с клапанов составляет 2 дюйма, расстояние от оси 63а отверстий 59а, 57с клапанов до оси 63с отверстий 59с, 57с клапанов, таким образом, становится на 4 дюйма ближе, чем в известных гидравлических частях подобных размеров.

В других вариантах осуществления направленное внутрь смещение каждого бокового отверстия клапана может заключаться в диапазоне приблизительно от 0,25 до приблизительно 2,5 дюйма; приблизительно от 0,5 до приблизительно 2,0 дюйма; приблизительно от 0,75 до приблизительно 2,0 дюйма; приблизительно от 1 до приблизительно 2 дюймов; приблизительно от 0,25 до приблизительно 1,25 дюйма; приблизительно от 1,5 до приблизительно 2,5 дюйма; приблизительно от 1,5 до приблизительно 2,0 дюйма или приблизительно от 1,5 до приблизительно 1,75 дюйма.

Это движение боковых отверстий клапанов внутрь может представлять значительное уменьшение габаритного размера и веса гидравлической части. Однако один предел на величину направленного вниз смещения боковых (или наружных) отверстий клапанов к центральному отверстию клапана может быть количеством несущего металла между отверстиями клапанов.

Когда боковые (или наружные) отверстия всасывающего клапана 59 смещены внутрь, как описано в отношении фиг. 2, модификация всасывающего коллектора 19 (фиг. 1А и 1В) может обеспечить возможность его легкого соединения с новой гидравлической частью 15. Подобные изменения можно использовать для разгрузочного коллектора.

Обычный всасывающий коллектор соответствует обычным расположениям болтов, которые будут расположены на большем расстоянии, чем расстояние, возникающее между отверстиями 59а, 57а клапанов и отверстиями 59с, 57с клапанов, изображенных на фиг. 2. Новое расположение 71 болтов показано на фиг. 3, которая схематично изображает нижнюю сторону гидравлической части 15. В этом отношении расстояние 74 оси 63а отверстия 59а клапана до оси 63с отверстия 59с клапана короче, чем расстояние 72 между осью 65а отверстия 61а под плунжер и осью 65с отверстия 61с под плунжер, последнее которого соответствует обычному расположению болтов. Можно модифицировать и использовать коллектор с новым расположением болтов.

Обращаясь теперь к фиг. 4, отметим, что здесь обеспечен вид триплексного насоса, подобный фиг. 2, и одинаковые ссылочные позиции используются для обозначения аналогичных компонентов. Однако в этом варианте осуществления триплексного насоса только одно из боковых (или наружных) отверстий клапана смещено внутрь от своего соответствующего отверстия под плунжер с другим, не смещенным.

На фиг. 4 боковые отверстия 57а и 59а клапанов показаны, как смещенные внутрь от своего соответствующего отверстия 61а, 65а под плунжер (то есть смещены к центральной оси отверстия 65Ь под

- 6 024928 плунжер). На фиг. 4 противоположные боковые отверстия 57с и 59с клапанов не смещены от своего соответствующего отверстия 61с под плунжер.

В другом варианте осуществления, показанном на фиг. 5 и 6, отверстия 59Ь, 59с всасывающего клапана и отверстия 57Ь, 57с разгрузочного клапана, соответствующие отверстиям 61Ь, 61с под плунжер, смещены влево и до такой же степени. Отверстия 59а и 57а всасывающего и разгрузочного клапанов, соответствующие отверстию 65а под плунжер, не смещены.

В качестве альтернативы, отверстия 59а, 59Ь всасывающего клапана и отверстия 57а, 57Ь разгрузочного клапана, соответствующие отверстиям 61а, 61Ь под плунжер, можно смещать вправо и до такой же степени (не показаны). В этом варианте предполагается, что отверстия 59с, 57с всасывающего и разгрузочного клапанов, которые соответствуют отверстию 61а под плунжер, не смещены.

В варианте осуществления фиг. 5 и 6 ось 63Ь, 63с каждого отверстия 59Ь, 59с и 57Ь, 57с клапана смещена влево от оси 65Ь, 65с соответствующих отверстий 61Ь, 61с под плунжер. Из-за равномерного смещения отверстий 59Ь, 59с, 57Ь, 57с клапанов, связанных с каждым отверстием 61Ь, 61с под плунжер, можно использовать существующую деталь расположения болтов коллектора. Однако для отверстий 59а, 57а несмещенных клапанов, в действительности, требуется новое (смещенное) расположение болтов.

В другом варианте осуществления, показанном на фиг. 7, боковые отверстия 57а и 57с разгрузочных клапанов показаны смещенными внутрь и до такой же степени, в то время как центральное отверстие 57Ь разгрузочного клапана и отверстия 59а, 59Ь, 59с всасывающих клапанов - все остаются выровненными с их соответствующими отверстиями 61а, 61Ь и 61с под плунжер. Таким образом, ось 63а' и 63с' каждого из двух боковых отверстий 57а и 57с разгрузочных клапанов смещена от своей соответствующей оси 65а и 65с отверстия под плунжер, тогда как общая ось 63Ь и оси 63а и 63с боковых отверстий 59а и 59с всасывающих клапанов пересекаются с их соответствующими осями 65а-с отверстий 61ас под плунжер. В этом варианте осуществления смещение отверстий 57а и 57с разгрузочных клапанов снова обеспечивает уменьшение напряжения внутри гидравлической части на этих перекрестных пересечениях отверстий.

Из-за неравномерного смещения отверстий разгрузочных клапанов обычный разгрузочный коллектор не используют, а вместо него модифицированный разгрузочный коллектор прикрепляют болтами на разгрузочную гидравлическую часть 15 этого варианта осуществления. Однако можно использовать обычный всасывающий коллектор.

В другом варианте осуществления, показанном на фиг. 8, отверстия 59а и 59с всасывающих клапанов показаны смещенными внутрь и до такой же степени, в то время как центральное отверстие 59Ь всасывающего клапана и отверстия 57а, 57Ь, 57с разгрузочных клапанов - все остаются выровненными с их соответствующими отверстиями 61а, 61Ь и 61с под плунжер. Таким образом, ось 63а и 63с каждого из двух боковых отверстий 59а и 59с всасывающих клапанов смещена от ее соответствующей оси 65а и 65с отверстия под плунжер, тогда как общая ось 63Ь и оси 63а' и 63с' боковых отверстий 57а, 57с разгрузочных клапанов пересекаются с их соответствующими осями 65а-с отверстий 61а-с под плунжер. В этом варианте осуществления смещение отверстий 59а и 59с всасывающих клапанов снова обеспечивает уменьшение напряжения внутри гидравлической части на этих перекрестных пересечениях отверстий.

Из-за неравномерного смещения отверстий всасывающих клапанов обычный всасывающий коллектор не используют, а вместо этого модифицированный всасывающий коллектор прикрепляют болтами на всасывающую гидравлическую часть 15 этого варианта осуществления. Однако можно использовать обычный разгрузочный коллектор.

Должно быть заметно, что смещение только боковых отверстий всасывающих клапанов, или смещение только боковых отверстий разгрузочных клапанов, можно также использовать в пятерной установке гидравлической части, хотя это не объясняется, чтобы избежать повторения.

Обращаясь теперь к фиг. 9 и 10, отметим, что здесь показан первый вариант осуществления пятерной гидравлической части (то есть пятиплунжерной гидравлической части, имеющей пять плунжеров, пять всасывающих клапанов и пять отверстий разгрузочных клапанов). Фиг. 9 является частичным разрезом фиг. 1А, взятым по линии 2-2 (заметим, что фиг. 1А может также относиться к пятиплунжерному насосу). Фиг. 10 является схематичным видом снизу разреза фиг. 9, чтобы показать расположение болтов на гидравлической части цилиндра. Для симметричной пятиплунжерной гидравлической части центральное отверстие пяти отверстий под плунжер лежит на центральной оси гидравлической части с двумя отверстиями под плунжер, выполненными равномерно по обе стороны от центрального отверстия под плунжер. И в этом случае также направленное внутрь смещение может быть относительно центральной оси гидравлической части.

В варианте осуществления фиг. 9 и 10 каждое из пяти отверстий 17 под плунжер обозначено схематично ссылочной позицией 91 (то есть 91а, 91Ь, 91с, 91й и 91е); каждое из трех отверстий всасывающих клапанов обозначено схематично ссылочной позицией 89 (то есть 89а, 89Ь, 89с, 89й и 89е); и каждое из трех отверстий разгрузочных клапанов обозначено схематично ссылочной позицией 87 (то есть 87а, 87Ь, 87с, 87й и 87е). Точно так же ось каждого отверстия 91 под плунжер обозначена схематично ссылочной позицией 95 (то есть 95а, 95Ь, 95с, 95й и 95е). Кроме того, общая ось каждого отверстия 89, 87 клапана обозначена схематично ссылочной позицией 93 (то есть 93а, 93Ь, 93с, 93й и 93е). Эта терминология бу- 7 024928 дет также использована ниже в отношении различных, описанных здесь вариантов осуществления пятиплунжерной гидравлической части.

В варианте осуществления пятиплунжерной гидравлической части фиг. 9 и 10 два боковых отверстия 89а и 87а; 89Ь и 87Ь; 896 и 876; 89е и 87е клапанов на каждой стороне центральных отверстий 89с и 87с клапанов показаны как смещенные внутрь от их соответствующих отверстий 91а, 91Ь, 916 и 91е под плунжер.

В варианте осуществления фиг. 9 и 10 каждое из двух боковых отверстий клапанов по обе стороны от центральных отверстий клапанов смещены внутрь на такую же величину и до такой же степени. Однако с пятиплунжерной гидравлической частью возможно еще больше вариантов и комбинаций смещений, чем с триплексной гидравлической частью. Например, только два из боковых отверстий 89а и 89Ь всасывающих клапанов (а не их соответствующие отверстия 87а и 87Ь разгрузочных клапанов) можно смещать внутрь, и эти два отверстия 89а и 89Ь всасывающих клапанов можно каждое смещать на такую же или другую величину. Это направленное внутрь смещение можно, или нельзя, использовать для противоположных двух боковых отверстий 896 и 89е всасывающих клапанов. Направленное внутрь смещение можно использовать для противоположных двух боковых отверстий 87а и 87Ь разгрузочных клапанов, и эти последние два можно также каждое смещать на такую же или другую величину и так далее.

Обращаясь теперь к новому расположению болтов фиг. 10, отметим, что изменение всасывающего коллектора может обеспечивать возможность его легкого подсоединения к новой пятиплунжерной гидравлической части. Как упомянуто выше, обычный всасывающий коллектор соответствует обычному расположению болтов, которые располагают на большем расстоянии, чем возникающее между отверстиями 89а, 87а клапанов до отверстий 89е, 87е клапанов, изображенных на фиг. 10. Новое расположение 101 болтов показано на фиг. 10, и она схематично изображает нижнюю сторону гидравлической части 15. В этом отношении расстояние 104 оси 93а отверстия 89а клапана до оси 93е отверстия 89е клапана короче, чем расстояние 102 между осью 95а отверстия 91а под плунжер и осью 95е отверстия 91е под плунжер, последнее которого соответствует обычному расположению болтов. И в этом случае также можно модифицировать и использовать коллектор с новым расположением болтов.

Обращаясь теперь к фиг. 11, отметим, что здесь показан другой вариант осуществления пятиплунжерной гидравлической части. На фиг. 11 показан вид, подобный пятиплунжерной гидравлической части фиг. 9, но в этом варианте осуществления показано направленное внутрь смещение от их соответствующих отверстий 91а и 91е под плунжер только наиболее удаленных боковых отверстий 89а и 87а и 89е и 87е клапанов на каждой стороне центральных отверстий 89с и 87с клапанов. Другие боковые отверстия 89с и 87с и 896 и 876 клапанов не смещены.

Обращаясь теперь к фиг. 12, отметим, что здесь показан еще один вариант осуществления пятиплунжерной гидравлической части. На фиг. 12 показан вид, подобный пятиплунжерной гидравлической части фиг. 11, но в этом варианте осуществления показано направленное внутрь смещение от его соответствующего отверстия 91а под плунжер только одного из наиболее удаленных боковых отверстий 89а и 87а клапанов. Другие боковые отверстия 89Ь и 87Ь, 896 и 876. и 89е и 87е клапанов не смещены.

Обращаясь теперь к фиг. 13, отметим, что здесь показан еще дополнительный вариант осуществления пятиплунжерной гидравлической части. На фиг. 13 показан вид, подобный пятиплунжерной гидравлической части фиг. 9, но в этом варианте осуществления показано направленное внутрь смещение от их соответствующих отверстий 91а и 91е под плунжер только самых внутренних боковых отверстий 89Ь и 87Ь, и 896 и 876 клапанов, на каждой стороне центральных отверстий 89с и 87с клапанов. Наиболее удаленные боковые отверстия 89а и 87а, и 89е и 87е клапанов не смещены.

Обращаясь теперь к фиг. 14, отметим, что здесь показан еще один вариант осуществления пятиплунжерной гидравлической части. На фиг. 14 показан вид, подобный пятиплунжерной гидравлической части фиг. 13, но в этом варианте осуществления показано направленное внутрь смещение от его соответствующего отверстия 91а под плунжер только одного из наиболее удаленных боковых отверстий 89Ь и 87Ь клапанов. Другие боковые отверстия 89а и 87а, 896 и 876, и 89е и 87е клапанов не смещены.

Пример

Ниже представлен неограничивающий пример, чтобы пояснить, как направленное внутрь смещение бокового отверстия клапана было определено исследованием методом конечных элементов (ИМКЭ), чтобы уменьшить общее количество напряжения в гидравлической части в работе. В следующем примере тесты ИМКЭ были проведены для триплексной гидравлической части, хотя было замечено, что обнаружения также применялись к пятиплунжерной гидравлической части.

Эксперименты ИМКЭ были проведены, чтобы сравнить напряжения, вызванные во многих новых конфигурациях гидравлической части, имеющих три цилиндра против известной (существующей и не модифицированной) трехцилиндрической конфигурации гидравлической части. В известной конфигурации гидравлической части ось каждого отверстия под плунжер пересекается перпендикулярно с общей осью отверстий всасывающего и разгрузочного клапанов.

В этих испытаниях напряжения ИМКЭ каждая гидравлическая часть была подвергнута рабочему давлению текучей среды 15000 фунтов на квадратный дюйм, соразмерному с испытанным в обычных применениях. Давление текучей среды в боковом разгрузочном отверстии наблюдалось ИМКЭ в 16800

- 8 024928 фунтов на квадратный дюйм.

На фиг. 15 и 16 показаны два из схематичных чертежей триплескной гидравлической части, которые образовывались ИМКЭ при этих тестовых давлениях текучей среды. Вид на фиг. 15 является видом с одной стороны гидравлической части и показан без смещения отверстий 59 и 57 разгрузочных и всасывающих клапанов. Острие нижней стрелки показывает, где произошло максимальное напряжение на пересечении отверстия 61 под плунжер с отверстием 57 всасывающего клапана (то есть где отверстие 57 всасывающего клапана пересекается с удлинением отверстия 61 под плунжер, который заканчивается во всасывающей клапанной крышке 22).

Вид на фиг. 16 является видом с противоположной стороны гидравлической части и показывает направленное внутрь смещение на 2 дюйма отверстий 59 и 57 разгрузочного и всасывающего клапанов. Острие стрелки А поясняет, где произошло максимальное напряжение на пересечении отверстия 61 под плунжер с отверстием 57 всасывающего клапана (то есть где отверстие 61 под плунжер сначала пересекается с отверстием 57 всасывающего клапана). Оно показывает, что в работе напряжение в гидравлической части можно уменьшить, например, направленным внутрь смещением только одного из отверстий 59 всасывающего клапана. Однако большего уменьшения напряжения можно также достичь направленным внутрь смещением противоположных боковых отверстий 59 и 57 всасывающего и разгрузочного клапанов.

Пример 1.

В испытаниях напряжения ИМКЭ одна- (или моно-) блочная гидравлическая часть и триплексная гидравлическая часть были, каждая, смоделированы. Смоделировали триплексные конфигурации гидравлической части, включающие в себя одно боковое отверстие 59 всасывающего клапана и одно отверстие 57 разгрузочного клапана, каждое - смещенное внутрь на 1,5 и на 2 дюйма, как обозначено на фиг. 17. Каждый результат напряжения, определенный ИМКЭ, был коррелирован с критерием пластичности Мизеса (в фунтах на квадратный дюйм), и результаты были нанесены на график для каждого нулевого смещения (то есть существующей гидравлической части) и смещения на 2 дюйма и на 1,5 дюйма (то есть новой гидравлической части). С одноблочной гидравлической частью отверстия всасывающего и разгрузочного клапанов были смещены от отверстия под плунжер.

Результат напряжения, определенный ИМКЭ, был коррелирован с критерием пластичности Мизеса (в фунтах на квадратный дюйм), и результаты были нанесены на график для каждого смещения 0 дюймов (то есть существующей гидравлической части) и смещения на 1,5 и на 2 дюйма (то есть новой гидравлической части). Результаты показаны на графиках фиг. 17 (на которой показаны результаты точки на графике и для смещения на 1,5 дюйма, и для смещения на 2 дюйма) и фиг. 18 (которая представляет результаты для направленного внутрь смещения на 1,5 дюйма и 2 дюйма на столбчатой диаграмме).

Как можно видеть, ИМКЭ определил, что самая большая величина уменьшения напряжения произошла с конфигурацией смещения внутрь на 2 дюйма отверстий клапанов в триплексной гидравлической части. Для одноблочной гидравлической части моделирование смещения не производило значительного уменьшения напряжения.

Общее уменьшение напряжения в триплексной гидравлической части для направленного внутрь смещения на 2 дюйма было замечено приблизительно на 30% (то есть от ~ 97000 фунтов на квадратный дюйм менее чем до 69000 фунтов на квадратный дюйм, как показано на фиг. 17 и 18). Заметили, что такое уменьшение напряжения, вероятно, значительно продлит технический ресурс гидравлической части.

В предшествующем описании конкретных вариантов осуществления конкретную терминологию пересортировали ради ясности. Однако раскрытие не предназначено, чтобы быть ограниченным конкретными так выбранными терминами, и должно быть понятно, что каждый конкретный термин включает в себя другие технические эквиваленты, которые функционируют подобным образом, чтобы выполнять подобную техническую цель. Термины, такие как левый и правый, передний и задний, выше и ниже, верхушка и основание и т.п. использовали в качестве слов для удобства обеспечения опорных точек, и они не должны рассматриваться, как ограничивающие термины.

В этом описании изобретения слово содержащий должно пониматься в его открытом смысле, то есть в смысле включающий в себя, и, таким образом, не ограничиваться его закрытым смыслом, который является смыслом состоящий только из. Соответствующее значение должно быть приписано соответствующим словам содержал, содержащийся и содержит, когда они появляются.

К тому же вышеизложенное описывает только некоторые варианты осуществления гидравлической части и насоса с возвратно-поступательным движением поршня, и к ним можно осуществлять изменения, модификации, добавления и/или замены, не выходя за рамки сущности и объема раскрытых вариантов осуществления, причем варианты осуществления являются иллюстративными, а не ограничительными.

Кроме того, гидравлическая часть и насос с возвратно-поступательным движением поршня были описаны в соединении с теми, которые в настоящий момент рассматриваются как являющиеся самыми практичными и предпочтительными вариантами осуществления, должно быть понятно, что гидравлическая часть и насос с возвратно-поступательным движением поршня не должны быть ограничены раскрытыми вариантами осуществления, а напротив, предназначены, чтобы охватывать различные модифика- 9 024928 ции и эквивалентные расположения, включенные в сущность и объем раскрытия. При этом различные варианты осуществления, описанные выше, можно осуществлять в соединении с другими вариантами осуществления, например, аспекты одного варианта осуществления можно комбинировать с аспектами другого варианта осуществления, чтобы выполнить еще другие варианты осуществления. Дополнительно, каждый независимый признак или компонент любой данной установки может составить дополнительный вариант осуществления.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Г идравлическая часть многоцилиндрового плунжерного насоса, содержащая блок;

по меньшей мере три отверстия под плунжер, образованных в блоке, каждое из которых предназначено для приема плунжера возвратно-поступательного хода, причем каждое отверстие под плунжер имеет ось отверстия под плунжер, при этом отверстия под плунжер выполнены поперек блока для образования центрального отверстия под плунжер и боковых отверстий под плунжер, расположенных по обе стороны от центрального отверстия под плунжер;

по меньшей мере три соответствующих отверстия всасывающего клапана, образованных в блоке и сообщающихся по текучей среде с отверстиями под плунжер, причем каждое отверстие всасывающего клапана предназначено для приема всасывающего клапана и имеет ось отверстия всасывающего клапана, по меньшей мере три соответствующих отверстия выпускного клапана, образованных в блоке и сообщающихся по текучей среде с отверстиями под плунжер, причем каждое отверстие выпускного клапана предназначено для приема выпускного клапана и имеет ось отверстия выпускного клапана;

в которой по меньшей мере одна из осей по меньшей мере одного из отверстий всасывающего и выпускного клапанов по меньшей мере для одного из боковых отверстий под плунжер смещена внутрь в блоке от своей соответствующей оси отверстия под плунжер.
2. Гидравлическая часть по п.1, в которой по меньшей мере одна из осей по меньшей мере одного из отверстий всасывающего и выпускного клапанов для каждого бокового отверстия под плунжер смещена внутрь.
3. Гидравлическая часть по п.2, в которой для боковых отверстий под плунжер по меньшей мере одна смещенная ось смещена внутрь до такой же степени, как другая по меньшей мере одна смещенная ось.
4. Гидравлическая часть по любому из предыдущих пунктов, в которой обе оси отверстий всасывающего и выпускного клапанов смещены внутрь по меньшей мере для одного из боковых отверстий под плунжер.
5. Гидравлическая часть по п.4, в которой обе оси отверстий всасывающего и выпускного клапанов смещены внутрь до такой же степени.
6. Гидравлическая часть по любому из предыдущих пунктов, в которой для каждого отверстия под плунжер отверстие всасывающего клапана противостоит отверстию выпускного клапана.
7. Гидравлическая часть по п.6, в которой для каждого отверстия под плунжер оси отверстий всасывающего и выпускного клапанов выровнены.
8. Гидравлическая часть по любому из предыдущих пунктов, в которой гидравлическая часть содержит три или пять отверстий под плунжер и три или пять соответствующих отверстий всасывающих и выпускного клапанов.
9. Гидравлическая часть по любому из предыдущих пунктов, в которой для боковых отверстий под плунжер по меньшей мере одна ось смещена внутрь на величину приблизительно от 10 до приблизительно 60% диаметра отверстия под плунжер.
10. Гидравлическая часть по любому из предыдущих пунктов, в которой по меньшей мере одна ось смещена на величину, заключающуюся в пределах приблизительно от 20 до приблизительно 50% диаметра отверстия под плунжер.
11. Гидравлическая часть по любому из предыдущих пунктов, в которой по меньшей мере одна ось смещена на величину, заключающуюся в пределах приблизительно от 30 до приблизительно 40% диаметра отверстия под плунжер.
12. Гидравлическая часть по любому из пп.1-8, в которой по меньшей мере одна ось смещена на величину, заключающуюся в пределах приблизительно от 0,5 до приблизительно 2,5 дюйма.
13. Гидравлическая часть по любому из пп.1-8, в которой по меньшей мере одна ось смещена на величину, заключающуюся в пределах приблизительно от 1,5 до приблизительно 2,5 дюйма.