MX2013006402A - Orificio de valvula de desplazamiento en bomba de movimiento alternativo. - Google Patents

Abstract

Se describe un extremo de fluido (15) para un montaje (12) de bomba de movimiento alternativo múltiple que comprende al menos tres orificios de émbolos (61) o (91), cada uno para recibir un émbolo de movimiento alternativo (35), cada orificio de émbolo tiene un eje de orificio de émbolo (65) á (95). Los orificios de émbolo están acomodados a través de la cabeza de fluido para definir un orificio de émbolo central y orificios de émbolo laterales localizados sobre cualquier lado del orificio de émbolo central. El extremo de fluido (15) tiene orificios de válvula de succión (59) u (89), cada orificio de válvula de succión recibe una válvula de succión (41), y tiene un eje de orificio de válvula de succión (63) 6 (93). Los orificios de válvula de descarga (57) u (87), cada orificio de válvula de descarga recibe una válvula de descarga (43) y tiene un eje de orificio de válvula de descarga (63) o (93). Los ejes de al menos uno de los orificios de válvula de succión y descarga están desplazados hacia adentro en el extremo de fluido desde su respectivo eje de orificio de émbolo.

Description

ORIFICIO DE VALVULA DE DESPLAZAMIENTO EN BOMBA DE MOVIMIENTO ALTERNATIVO I Campo de la Invención Se describe un arreglo mediante el cual un orificio de válvula es desplazado de un orificio de émbolo en un extremo de fluido de una bomba de movimiento alternativo para aliviar la tensión.

Antecedentes de la Invención En operaciones de campos petroleros, las bombas de movimiento alternativo son utilizadas para diversos propósitos. Las bombas de movimiento alternativo son utilizadas para operaciones tales como cementación, acidificación, o fracturación de un pozo subterráneo. ¡ Estas bombas de movimiento alternativo corren por periodos, relativamente cortos de tiempo, pero éstas operan en una base frecuente y a menudo a presiones extremadamente altas. Una bomba de movimiento alternativo es montada a un camión! o Una deslizadera para el transporte a diversos sitios del pozo y I debe ser de un tamaño y peso apropiados para los reglamentos í de ferrocarriles y carreteras.

Las bombas de movimiento alternativo o las bombas de desplazamiento positivo para operaciones en campos petroleros distribuyen un fluido o suspensión, el cual ; puede llevar partículas sólidas (por ejemplo, una consolidación de arena), a presiones hasta de 1,406 kg/cm2 (20,000 psi) a la perforación del pozo. Una bomba conocida para operaciones en campos petroleros incluye un extremo de potencia que acciona más de un émbolo alternadamente en un extremo de fluido o cámara de bomba correspondiente. El extremo de fluido puede Comprender tres o cinco orificios de émbolo acomodados transversalmente a través de una cabeza de fluido, y cada orificio de émbolo puede ser intersecado por orificios de válvula de succión y de descarga. En una bomba de movimiento alternativo conocida, el eje de cada orificio de émbolo se interseca perpendicularmente con un eje común de los orificios de válvula de succión y de descarga.

En un modo de operación, una bomba de movimiento alternativo de tres émbolos, conocida a presiones de fluidos altas (por ejemplo, alrededor o más de 1,406 kg/cm2 (20,000 psi)), una presión máxima y de este modo una tensión puede ocurrir dentro de una cámara de bomba dada conforme el émbolo se mueve longitudinalmente en el extremo del fluido hacia el centro muerto superior (TDC, por sus siglas en inglés) , comprimiendo el fluido en éste. Una de las otras cámaras de bomba estará en descarga y de este modo a una presión muy baja, y la otra cámara de bomba será iniciada para comprimir el fluido en ésta.

Se ha descubierto que, en una cámara de bomba dada, las áreas de mayor tensión ocurren en la intersección de cada orificio de émbolo con sus orificios de válvula de succión y de descarga conforme el émbolo se mueve a TDC. La aparición ! de alta tensión en estas áreas puede acortar la vida del extremo del fluido.

La Patente Japonesa JP 2000-170643 está dirigida a una bomba de movimiento alternativo múltiple que tiene un tamaño pequeño. La bomba tiene tres orificios de pistón en los cuales los pistones se mueven alternadamente, peío, de modo que pueda ser proporcionada una configuración de bomba compacta, el eje de cada orificio de válvula de succión está acomodado perpendicularmente a su orificio de válvula de descarga, respectivo (es decir, de modo que exista una descarga lateralmente dirigida desde el extremo de fluido) .

La Patente Japonesa JP 2000-170643 también ¡enseña que un límite para el volumen del fluido que puede ser bombeado por una válvula pequeña de movimiento alternativo es el tamaño de los orificios de los orificios de la válvula de succión y descarga. De manera contraria a las modalidades descritas en la presente, la enseñanza de la Patente Japonesa JP 2000-170643 no está relacionada con la reducción de las I tensiones que surgen en la intersección del pistón, los orificios de succión y de descarga. Más bien, la ^átente Japonesa JP 2000-170643 enseña el movimiento de los ejes de cada uno de los orificios de válvula de succión y de descarga externas, con dirección hacia afuera con respecto a su eje de orificio de émbolo para hacer posible que el volumen de cada uno de los orificios de válvula de succión y descarga se incremente. De este modo, con una velocidad incrementada de la bomba, puede ser logrado un flujo volumétrico incrementado con una bomba que todavía tiene un perfil dimensional general similar. Además, la Patente Japonesa JP 2000-170643 enseña que los orificios de válvulas son movidos con dirección' hacia afuera sin incrementar la cantidad de material entre los orificios de succión y descarga. Esto es debido a que la reconfiguración de la bomba en la Patente Japonesa JP 2000-170643 no está relacionada con la reducción de las tensiones dentro de la bomba en uso .

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION En un primer aspecto, se describe un extremo de fluido para un montaje de bomba de movimiento alternativo múltiple. El montaje de bomba múltiple de movimiento alternativo puede, por ejemplo, comprender tres o; cinco orificios de émbolo, y puede encontrar aplicación en operaciones de campo petroleros y/o puede operar con fluidos ¡ a altas presiones (por ejemplo, tan altas como de 1,406 kg/cm2 (20,000 psi) o mayores).

Cuando el extremo de fluido comprende al menos tres orificios de émbolo (por ejemplo, tres o cinco orificios de émbolo) , cada uno puede recibir un émbolo de movimiento i alternativo, y cada uno puede tener un eje de orificio de émbolo. Los orificios de émbolo pueden estar acomodados a través de la cabeza de fluido para definir un orificio de émbolo central y orificios de émbolo laterales localizados sobre cualquier lado del orificio de émbolo central (por ejemplo, uno o dos orificios de émbolo laterales localizados sobre cualquier lado del orificio de émbolo central para definir un extremo de fluido con tres o cinco orificios de émbolo, respectivamente) .

Al menos tres orificios de válvula de succión respectivos (por ejemplo, tres o cinco orificios de v,álvula de succión) pueden ser proporcionados y estar en comunicación i fluida con los orificios de émbolo. Cada orificio de válvula de succión puede recibir una válvula de succión y tener un eje de orificio de válvula de succión. , Al menos tres orificios de válvula de descarga respectivos (por ejemplo, tres o cinco orificios de Válvula de descarga pueden ser proporcionados y están en comunicación fluida con los orificios de émbolo. Cada orificio de válvula de descarga puede recibir una válvula de descarga y tener un eje de orificio de válvula de descarga.

De acuerdo con el primer aspecto, al menos uno de los ejes de los orificios de válvula de succión ¡ y de I descarga, para al menos uno de los orificios de embolo laterales, está desplazado hacia adentro en el extremo Afluido desde su respectivo eje de orificio de émbolo. i i i I Se ha descubierto sorprendentemente que este desplazamiento hacia adentro puede reducir la tensión que podría de otro modo ocurrir en la intersección de cada orificio de émbolo con sus orificios de válvula de succión o descarga conforme el émbolo se mueve hacia TDC. La reducción de la tensión puede incrementar la vida de operación útil del extremo de fluido.

En ciertas modalidades, al menos uno de los ejes de al menos uno de los orificios de válvula de succión y de descarga para cada uno de los orificios de émbolo laterales puede estar desplazado hacia adentro. Por ejemplo, para los orificios de émbolo laterales, al menos un eje de desplazamiento puede estar desplazado hacia adentro al mismo grado que al menos otro eje de desplazamiento.

En ciertas modalidades, los ejes de los orificios de válvula de descarga y de succión pueden estar desplazados hacia adentro para al menos uno de los orificios de émbolo laterales. Por ejemplo, los ejes de ambos orificios de válvula de descarga y de succión están desplazados hacia adentro al mismo grado.

En ciertas modalidades para cada uno de los orificios de émbolo, el orificio de válvula de succión puede oponerse al orificio de válvula de descarga. Este arreglo es más fácil de fabricar, de mantener y de dar servicio que, por ejemplo, arreglos en los cuales el eje de cada orificio de válvula de succión está por ejemplo, perpendicular al orificio de válvula de descarga. Además, el arreglo de orificio opuesto puede inducir menos tensión en el extremo de fluido en uso que, por ejemplo, un arreglo de orificio perpendicular.

En ciertas modalidades para cada uno de los orificios de émbolo, los ejes de los orificios de válvula de succión y descarga pueden estar alineados, incluso para mayor facilidad de fabricación, mantenimiento y servicio. En ciertas modalidades, al menos un eje de desplazamiento puede estar desplazado en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 10% hasta aproximadamente 60% del diámetro del orificio de émbolo. En otras ciertas modalidades, el eje de desplazamiento puede estar desplazado en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 20% a aproximadamente 50%, o de aproximadamente 30% a aproximadamente 40%, del diámetro del orificio de émbolo.

En otras ciertas modalidades, al menos un eje de desplazamiento puede estar desplazado en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 12.7 mm (0.5 pulgadas) a aproximadamente 63.5 mm (2.5 pulgadas). En otras ciertas modalidades, el eje de desplazamiento puede estar desplazado en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 38.1 mm (1.5 pulgadas) a 63.5 mm (2.5 pulgadas). Estas dimensiones pueden representar un intervalo óptimo para muchos diámetros de orificio -de las configuraciones del extremo de fluido empleadas en bombas de fracturacion en aplicaciones de campos i petroleros y aplicaciones relacionadas. 1 Otros aspectos, características y ventajas se volverán aparentes a partir de la descripción detallada, cuando se toma en conjunto con las figuras anexas, las ¡cuales son una parte de esta descripción, y las cuales ilustran, a manera de ejemplo, los principios del extremo de fluid como se describen en la presente. ! Breve Descripción de las Figuras No obstante de cualesquiera otras formas que puedan caer dentro del alcance del extremo de fluido se describe en la Breve Descripción, las modalidades específicas del extremo de fluido y la bomba de movimiento alternativo serán ahora descritas, a manera de ejemplo únicamente, con í referencia a las figuras anexas. j En la Breve Descripción de las Figuras y en la Descripción Detallada de la Invención, una bomb que comprende tres orificios de émbolo, de succión y descarga es de aquí en adelante denominada como un "triplex", y una bomba que comprende cinco orificios de émbolo, de sucqióh y i descarga es de aquí en adelante denominada como un "quint", que es una abreviatura de "quíntuplex" .

En las figuras: Las Figuras 1A y IB ilustran, en vistas seccional y i ! i en perspectiva, una modalidad de una bomba de movimiento ! i alternativo. La Figura 1A puede describir ya sea un triplex o quint, aunque la Figura IB describe específicamente un triplex. i La Figura 2 describe esquemáticamente una primera modalidad de un triplex, que es una sección parcial , de la Figura 1A, tomada sobre la línea 2-2, para ilustrar los pares de orificios de válvula laterales (o externos) que ; están desplazados hacia adentro desde sus respectivos orificios de I émbolo.

La Figura 3 es una vista esquemática inferior| de la i sección de la Figura 2, para mostrar un patrón de perno' sobre un extremo de fluido de un cilindro. i La Figura 4 es una vista similar del triplex de la Figura 2, pero que ilustra solo uno de los pares de orificios de válvula laterales (o externos) que están desplazados, hacia adentro de su respectivo orificio de émbolo.

La Figura 5 describe esquemáticamente i otra modalidad más de un triplex, pero utilizando una sección i parcial similar a la Figura 2, para ilustrar uno de los orificios de válvula laterales que están desplazados; hacia i ' adentro hacia su respectivo orificio de émbolo, así como el orificio de válvula central que está desplazado en una dirección similar a sus respectivos orificios de émbolo;. j La Figura 6 es una vista esquemática inferior' de la i sección de la Figura 5, para mostrar un patrón de perno sobre un extremo de fluido de un cilindro.

La Figura 7 describe esquemáticamente ' otra modalidad más de un triplex utilizando una sección parcial similar a la Figura 2, y en donde solo los orificios de I I válvula de descarga laterales están desplazados hacia ádentro desde sus respectivos orificios de émbolo, y no los orificios de válvula de succión.

La Figura 8 describe esquemáticamente ; otra modalidad más de un triplex utilizando una sección parcial -similar a la Figura 2, y en donde solo los orificios de válvula de succión laterales están desplazados hacia adentro desde sus respectivos orificios de émbolo, y no los orificios de válvula de descarga.

La Figura 9 describe esquemáticamente una primera modalidad de un quíntuplex, que es una sección parcial: de la Figura 1A, tomada sobre la línea 2-2, para ilustrar las dos pares de orificios de válvula laterales sobre cualquier lado del par de orificios de válvula centrales que ; están desplazados hacia adentro desde sus respectivos orificios de émbolo . : La Figura 10 es una vista esquemática inferior de la sección de la Figura 9, para mostrar un patrón de perno sobre un extremo de fluido de un cilindro.

La Figura 11 es una vista similar del quíntuple de la Figura 9, pero ilustra solo los pares de orificios de válvula laterales, más externos que están desplazados hacia adentro desde su respectivo orificio de émbolo.

La Figura 12 es una vista similar del quíntuple de la Figura 11, pero ilustra solo uno de los pares de orificios de válvula laterales más externos que están desplazados hacia adentro desde su respectivo orificio de émbolo.

La Figura 13 es una vista similar del quíntuple de la Figura 9, pero ilustra solo los pares de orificios de válvula laterales más internos que están desplazados: hacia adentro desde su respectivo orificio de émbolo.

La Figura 14 es una vista similar del quíntuple de la Figura 13, pero ilustra solo uno de los pares de orificios de válvula laterales, más internos, que están desplazados hacia adentro desde su respectivo orificio de émbolo.

Las Figuras 15 y 16 describen esquemáticamente elevaciones seccionales laterales como son generadas por el análisis de elementos finitos (FEA, por sus siglas en inglés), y tomados desde los lados opuestos, a través de un extremo de fluido triplex, para ilustrar donde ocurre la tensión máxima, como es indicado por FEA, para la intersección de un orificio de émbolo con los orificios de válvula de succión y descarga; con la Figura 15 que no muestra desplazamiento y la Figura 16 que muestra un desplazamiento hacia adentro de 50.80 mi (2 pulgadas).

La Figura 17 es una gráfica de punto de datos que traza gráficamente el criterio de rendimiento de Von Mises (es decir, para la tensión máxima, en libra sobre pulgada cuadrada (psi) como es determinado por FEA) contra la cantidad de desplazamiento de orificio de válvula (en pulgadas) para un extremo de fluido simple (mono) y un orificio de válvula desplazado hacia adentro para un extremo de fluido triplex.

La Figura 18 es un diagrama de barras que traza gráficamente el criterio de rendimiento de Von Mises (es decir, para la tensión máxima en psi, como se determina por FEA) contra diferentes cantidades de desplazamiento de orificio de válvula (en pulgadas) para un extremo de fluido simple (mono) y un extremo de fluido triplex.

Descripción Detallada de la Invención Con referencia a las Figuras 1A y IB, es mostrada una modalidad de una bomba de movimiento alternativo 12 alojada dentro de un alojamiento de cigüeñal 13. El alojamiento de cigüeñal 13 puede comprender una mayor parte de la superficie externa de la bomba 12 de movimiento alternativo. Las varillas de soporte 14 conectan el alojamiento de cigüeñal 13 (el denominado "extremo de potencia") a un extremo de fluido 15. Cuando la bomba va a ser utilizada a altas presiones (por ejemplo, en la cercanía de 1,406 kg/cm2 (20,000 psi) o superiores), hasta cuatro varillas de soporte pueden ser empleadas para cada émbolo de la bomba de movimiento alternativo múltiple. Las varillas de soporte pueden estar opcionalmente encerradas n un alojamiento.

La bomba 12 es un triplex que tiene un grupo de tres cilindros 16, cada uno incluyendo un orificio 17 de émbolo respectivo. Los tres (o, en el caso de un quint, cinco) orificios de cilindro/émbolo pueden estar acomodados transversalmente a través del extremo de fluido 15. Un émbolo 35 se mueve alternadamente en un respectivo orificio 17 de émbolo y, en la Figura 1A, el émbolo 35 es mostrado completamente extendido en su posición central inactiva superior. En la modalidad descrita, el fluido es únicamente bombeado en un lado 51 del émbolo 35, por lo tanto la bomba de movimiento alternativo 12 es una bomba de movimiento alternativo de acción simple.

Cada orificio 17 de émbolo está en comunicación con una entrada de fluido o tubería de succión 19 y un ladó 20 de salida de fluido en comunicación con una salida 21 dé bomba (Figura IB) . Una placa 22 de cubierta de succión para cada cilindro 16 y orificios 17 de émbolo es montada al extremo de fluido 15 en una posición que se opone al orificio > 17 de émbolo. La bomba 12 puede ser de permanencia libre sobre el piso, puede estar montada a un remolque que puede ser remolcado entre sitios operacionales , o montado a una deslizadera tal como operaciones en alta mar. \ El alojamiento de cigüeñal 13 encierra un cigüeñal 25, el cual puede estar mecánicamente conectado a un motor i (no mostrado) . El motor hace girar el cigüeñal 25 con el fin de accionar la bomba 12 de movimiento alternativo. En una modalidad, el cigüeñal 25 es colocado por levas de modo que el fluido es bombeado desde cada cilindro 16 a tiempos alternados. Como es fácilmente apreciable por aquellos i expertos en la técnica, la alternancia de los ciclos de fluido de bombeo desde cada uno de los cilindros 16, áyuda a reducir al mínimo las fuerzas primarias, secundarias, y terciarias (y más) asociadas con la acción de bombeo. j Un engrane 24 está mecánicamente conectado al I cigüeñal 25, con el cigüeñal 25 que es girado por el¡ motor i (no mostrado) a través de los engranes 26 y 24. Una espiga 28 de cigüeñal se acopla a la flecha principal 23, mostrada i sustancialmente paralela a un eje Ax del cigüeñal 25. Una varilla conectadora 27 está conectada al cigüeñal 25 en un extremo. El otro extremo de la varilla conectadora 127 es asegurado por un buje a una cruceta o muñón de pistón 311, que pivotea dentro de una cruceta 29 en el alojamiento 30, conforme el cigüeñal 25 gira en un extremo de la varilla conectadora 27. El muñón 31 también funciona para retener la varilla conectadora 27 longitudinalmente con relación a la cruceta 29. Un vástago pulido 33 se extiende desde la círuceta 29 en una dirección longitudinalmente opuesta del cigüeñal i 25 . La varilla conectadora 27 y la cruceta 29 convierten el i movimiento rotacional del cigüeñal 25 en movimientos longitudinales del vastago pulido 33 . ' I El émbolo , 35 es conectado al vastago pulido 33 para bombear el fluido que pasa a través de cada cilindro 16i. Cada cilindro 16 incluye un interior o cámara cilindrica 39 , que es donde el émbolo 35 comprime el fluido que es bombeado por bomba 12 de movimiento alternativo. El cilindro 16 también incluye una válvula de entrada (o succión) 41 y una válvula de salida (o descarga) 43 . Usualmente, las válvulas de entrada y salida 41 , 43 están acomodadas en una relación opuesta , en el cilindro 16 y pueden, por ejemplo, yacer 1 sobre un eje común.

Las válvulas 41 y 43 son usualmente cargadas por resorte y son accionadas por una presión diferencial predetermina. La válvula de entrada (succión) 41 actúa para controlar el flujo del fluido desde la entrada del fluido 19 hacia la cámara cilindrica 39 , y la válvula de salida (descarga) 43 actúa para controlar el flujo del fluido idesde la cámara cilindrica 39 hacia el lado de salida 20 y de allí hacia la salida de bomba 21 . Dependiendo del tamaño de la bomba 12 , el émbolo 35 puede ser uno de una pluralidad de émbolos, por ejemplo, tres o cinco émbolos pueden ser utilizados.

El émbolo 35 se mueve alternadamente, o se mueve longitudinalmente, hacia y lejos de la cámara 39, conforme el cigüeñal 25 gira. Conforme el émbolo 35 se mueve longitudinalmente lejos de la cámara cilindrica 39, la presión del fluido dentro de la cámara 39 disminuye, creando una presión diferencial a través de la válvula de entrada 41, la cual acciona la válvula 41 y permite que el fluido entre a la cámara cilindrica 39 desde la entrada de fluido 19. El fluido continúa entrando a la cámara cilindrica 39 conforme el émbolo 35 continúa moviéndose longitudinalmente lejos del cilindro 17 hasta que la diferencia de presión entre el fluido dentro de la cámara 39 y el fluido en la entrada de fluido 19 es suficientemente pequeño para que la válvula de entrada 41 actúe hasta su posición cerrada.

Conforme el émbolo 35 comienza a moverse longitudinalmente dentro del cilindro 16, la presión en el fluido dentro de la cámara cilindrica 39 comienza a incrementarse. La presión de fluido dentro de la cámara cilindrica 39 continúa incrementándose conforme el émbolo 35 se aproxima a la cámara 39, hasta que la presión diferencial a través de la válvula de salida 43 es lo suficientemente grande para accionar la válvula 43 y permitir que el fluido salga de la cámara 39 a través de la salida 21 de fluido.

La válvula de entrada 41 está localizada dentro de un orificio 59 de la válvula de succión y la válvula de salida 43 está localizada dentro de un orificio 57 de la válvula de descarga. En la modalidad descrita, ambos orificios de válvula 57, 59 están en comunicación con, y se extienden ortogonalmente al orificio de émbolo 17. Los orificios de válvula 57, 59 como son mostrados están también co-axiales (es decir, yaciendo sobre un eje común, o con ejes paralelos) , pero éstos pueden estar desplazados uno con relación al otro como se describe más adelante.

Se debe notar que el arreglo opuesto de los orificios de válvula 57, 59 descritos en las Figuras 1A-1B es más fácil de fabricar (por ejemplo, mediante vaciado y maquinación) , y es más fácil de mantener y más fácil de dar servicio que, por ejemplo, un arreglo perpendicular de los orificios de válvula (es decir, donde los ejes de los orificios están perpendiculares) . En el arreglo de los orificios opuestos, los orificios pueden ser fácilmente accedidos, empaquetados, desempaquetados, dotados de servicio, etc., desde abajo y desde arriba del extremo de fluido, sin interferir con las tuberías de entrada y de salida.

Además, se entiende que, donde la reducción de la tensión en el extremo de fluido es deseable, el arreglo opuesto de los orificios de válvula 57, 59 puede inducir menos tensión en el extremo de fluido, especialmente a presiones de operación altas de 1,406 kg/cm2 (20,000 psi) o mayores, cuando se comparan con un arreglo de orificio perpendicular u otro orificio angulado.

I I Con referencia ahora a la Figura 2, se describe esquemáticamente una vista seccional parcial del extremo de fluido 15 de la bomba 12, tomada sobre la línea 2-2 ¡ de la Figura 1A. En la modalidad de las Figuras 2 y 3, la bomba 12 es triplex, teniendo tres orificios de émbolo 17 correspondiente a tres orificios cilindricos. No obstante, como se describe más adelante en la presente con referencia a las Figuras 10 a la 15, la bomba puede tener un número diferente de cilindros y orificios de émbolo, tales como cinco. Para un extremo de fluido triplex, simétrico, un orificio central de los tres orificios de émbolo yace; sobre ! un eje central del extremo de fluido, con los otros dos orificios de émbolo acomodados uniformemente sobre cualquier lado del orificio de émbolo central. El desplazamiento puede ser con respecto a un eje central del extremo de fluido.

I En la modalidad de las Figuras 2 y 3, cada uno de los tres orificios de émbolo 17 es indicado esquemáticamente con el número de referencia 61 (es decir, 61a, 61b y 61c) ; cada uno de los tres orificios de válvula de succión es indicado esquemáticamente con el número de referencia 59 (es decir, 59a, 59b y 59c) ; y cada uno de los tres orificios de válvula de descarga es indicado esquemáticamente dón el número de referencia 57 (es decir, 57a, 57b y 57c) . De manera I i similar, el eje de cada orificio de émbolo 61 es indicado esquemáticamente con el número de referencia 65 (es ¡decir, 65a, 65b y 65c) . También, el eje común de cada uno de los i orificios de válvula 59 y 57 es indicado esquemáticamente con el número de referencia 63 (es decir, 63a, 63b y 63c) . Esta nomenclatura será también empleada de aquí en adelante con referencia a cada una de las diferentes modalidades de extremo de fluido triplex, descritas en la presente en las Figuras 2 a la 8.

Se ha descubierto que el punto más alto 'de la concentración de tensión en la bomba 12 ocurre ¡en la . I intersección de un orificio de émbolo con los orific'ios de válvula de succión (o de entrada) y descarga (o de salida) . La tensión máxima en el extremo de fluido ocurre cuando un émbolo (por ejemplo un émbolo lateral) se está aproximando a un Centro Muerto Superior (TDC, por sus siglas en inglés) , otro más se está aproximando al Centro Muerto Inferior (BDC, por sus siglas en inglés) , y un tercero ha empezado justo a moverse desde BDC a TDC. { I Se ha descubierto además que, para reducir la tensión del extremo de fluido, algunos o todos los orificios de válvula lateral (exterior) 57a, 57c, 59a, 59c en el lado de descarga y succión, pueden ser desplazados hacia adentro, de modo que un eje 65 de al menos algunos de los orificios de émbolo (es decir, los ejes de orificio lateral de émbolo 65a 65c) no se interseca con un eje 63 de orificio de válvula común, tal que al menos uno del eje de orificio de Válvula lateral 63a o 63c es desplazado hacia adentro desde siis ejes i de desplazado de . sus eje de orificio de émbolo laterales, respectivos 65a o 65c. Este desplazamiento lateral; hacia adentro, ha sido observado para reducir notablemente la tensión en el extremo de fluido 15 que surge como resultado del fluido que fluye allí, especialmente a las présiones altas que pueden ser empleadas en operaciones de campos petroleros (por ejemplo, con el fluido de fracturaoión de pozo petrolero) .

En la modalidad de bomba triplex de tres cilindros de las Figuras 2 y 3, los orificios 59a, 57a y 59c, 57c de válvula de succión y descarga, laterales (o externó?) son cada uno mostrados estando desplazados hacia adentró y al mismo grado desde los orificios de émbolo laterales asociados ! (o externos) 61a y 61c. Los orificios de válvula de descarga y succión centrales 57b, 59b no están desplazados de sus respectivos orificios de émbolo 61b. De este modo, la terminología "desplazado hacia adentro y al mismo grado" puede ser considerada como que significa desplazada hacia i : adentro en relación, o con referencia, al orificio dej.émbolo ¡ central 61b y a los orificios de válvula centrales 57b, 59b. i Además, se observará que el eje común 63a de los orificios de válvula 59a, 57a está desplazado hacia adentro desde ' el eje 65a del orificio de émbolo 61a. Además, se observará que el eje común 63c de los orificios de válvula 59c, 57c está desplazado hacia adentro y al mismo grado del eje 65c del orificio de émbolo 61c.

Además, mientras que en esta modalidad la cantidad de desplazamiento hacia adentro desde ambos orificios de émbolo laterales y los ejes hacia el orificio de émbolo central y el eje es la misma, la cantidad de desplazado puede ser diferente. Por ejemplo, los orificios de válvula de succión y descarga sobre un lado pueden ser más o menos lateralmente desplazados a aquel de los orificios de válvula de succión y descarga sobre el otro lado del extremo de fluido. Además, uno o ambos de los orificios de válvula de succión y descarga sobre un lado pueden ser lateralmente desplazados por diferentes grados, o uno puede no ser desplazado del todo, y este desplazamiento puede ser diferente en cada uno de los orificios de válvula de succión y descarga sobre el otro lado del extremo de fluido, los cuales pueden también ser desplazados de manera diferente uno del otro.

En cualquier caso, el desplazamiento hacia adentro de ambos orificios de válvula de succión y descarga laterales 59a, 57a y 59c, 57c, por la misma cantidad y al mismo grado, se ha observado sorprendentemente que elevan al máximo la reducción de la tensión dentro del extremo de fluido a presiones de operación de fluido altas, como se explica en el Ejemplo 1.

Como se indicó anteriormente, en la modalidad de bomba triplex de tres cilindros de las Figuras 2 y 3, el eje común 63b de los orificios de válvula de succión y descarga centrales 59b, 57b se interseca con el eje 65b del orificio de émbolo central 61b. Se ha observado que en un extremo de fluido que tiene tres o más cilindros, existe menos concentración de tensión en la intersección del orificio de émbolo central 61b con los orificios de válvula centrales 57b, 59b en comparación a la tensión en las intersecciones de los orificios laterales y sus respectivos émbolos, y por lo tanto el desplazamiento de los orificios de válvula centrales 57b, 59b puede no ser requerido. Sin embargo, las modalidades de las Figuras 5 y 6 proporcionan que los orificios de válvula centrales 59b, 57b y los ejes pueden también ser desplazados (por ejemplo, pueden ser a un menor grado que los orificios laterales) para reducir la concentración de tensión allí.

En la modalidad de las Figuras 2 y 3, cada eje común 63 de los orificios de válvula 57 y 59 se extiende perpendicularmente al eje de orificio de émbolo 65, aunque los ejes laterales 63a y 63c no se intersecan.

La cantidad de desplazamiento hacia adentro de los orificios de válvula 59, 57 y los orificios de émbolo 61 ? puede ser significativa. Por ejemplo, para orificios de diámetro de 11.43 cm (4.5 pulgadas), el orificio de válvula 59, 57, puede ser desplazado hacia adentro 5.08 |cm (2 pulgadas) desde un respectivo orificio de émbolo 61. La cantidad de desplazamiento hacia adentro puede ser medida de eje a eje. Por ejemplo, la distancia puede ser ajustada por referencia a la distancia que el eje común 63a ó 63c de los orificios de válvula 57a o 57c y 59a o 59c es desplazado de su eje de orificio de émbolo respectivo 65a o 65c, '¦¦ o del orificio de émbolo eje central 65b (o donde el orificio de I ' válvula central no está desplazado, como el desplazamiento I desde el eje común central 63b de los orificios de Válvula 57b y 59b) . í En cualquier caso, la cantidad del desplazamiento í puede ser de aproximadamente 40% del diámetro del orificio de émbolo, aunque éste puede, por ejemplo, estar en el intervalo de aproximadamente 10% a aproximadamente 60%. Donde el desplazamiento hacia adentro de cada uno de los orifiqios de i válvula laterales 59a, 59c y 57a, 59c es de 5.08 cm (2 i pulgadas) , la distancia desde el eje 63a de los orificios de válvula 59a, 57c hacia el eje 63c de los orificios de válvula 59c, 57c se vuelve de este modo 10.1 cm (4 pulgadas) más cercano que en los extremos de fluido conocidos de dimensiones similares. ¡ En otras modalidades, el desplazamiento hacia I i adentro de cada orificio de válvula lateral puede estar en. el i I intervalo de aproximadamente 6.35 mm (0.25 pulgadas)1 hasta aproximadamente 63-5 mm (2.5 pulgadas), de aproximadamente 12.70 mm (0.5 pulgadas) hasta aproximadamente 50.80 mm (2.0 pulgadas), de aproximadamente 19.5 mm (0.75 pulgadas) ; hasta I aproximadamente 50.80 mm (2.0 pulgadas), de aproximadamente 25.4 mm (1 pulgada) hasta aproximadamente 50.80 mm (2 pulgadas), de aproximadamente 6.35 mm (0.25 pulgadas) hasta aproximadamente 31.75 mm (1.25 pulgadas), de aproximadamente 38.10 mm (1.5 pulgadas) hasta aproximadamente 63.5 mm (2.5 pulgadas), de aproximadamente 38.10 mm (1.5 pulgadas) ¡ hasta aproximadamente 50.80 mm (2.0 pulgadas), o de aproximadamente 38.10 mm (1.5 pulgadas) hasta aproximadamente 44.45 mm (1.75 pulgadas) .

Este movimiento de los orificios de válvula laterales hacia adentro, puede representar una disminución I significativa en la dimensión y peso generales del extremo de i fluido. Sin embargo, un límite a la cantidad de ? desplazamiento hacia adentro de los orificios laterales de válvula (o externos) hacia el orificio de válvula central puede ser la cantidad de metal de soporte entre los orificios de válvula.

Cuando los orificios de válvula de succión laterales (o externos) 59 son desplazados hacia adentro como I se describe con referencia a la Figura 2, la modificación de I la tubería de succión 19 (Figuras 1A y IB) puede permitir su fácil conexión al nuevo extremo de fluido 15. Modificaciones similares pueden ser empleadas para la tubería de descaiga.

Una tubería de succión convencional corresponde a los patrones de perno convencionales que podrían j estar localizados a una distancia mayor que aquella que aparece entre los orificios de válvula 59a, 57a, a los orificios de válvula 59c, 57c descritos en la Figura 2. El nuevo patrón de perno 71 es ilustrado en la Figura 3, la cual describe esquemáticamente un lado inferior del extremo de fluido; 15. A este respecto, la distancia 74 del eje 63a del orificio de válvula 59a hacia el eje 63c del orificio de válvula 59c es i más corta que la distancia 72 entre el eje 65a del orificio i de émbolo 61a hacia el eje 65c del orificio de émbolo 61c, el último de los cuales corresponde al patrón de ! perno convencional. Es factible modificar y utilizar una tubería con el nuevo patrón de perno. j Con referencia a la Figura 4, se proporciona una i i vista similar del triple de la Figura 2, y los números de referencia similares son utilizados para denotar partes similares. No obstante, en esta modalidad del triple, únicamente uno de los orificios de válvula laterales (o i externos) está desplazado hacia adentro desde su respectivo orificio de émbolo, con el otro que no está desplazado.

En la Figura 4, se muestran los orificiós de válvula laterales 57a y 59a que están desplazados hacia adentro desde su respectivo orificio de émbolo 61a, 65a (es decir, desplazado hacia el eje de orificio de émbolo central 65b). En la Figura 4, los orificios de válvula laterales i opuestos 57c y 59c no están desplazados de su respectivo orificio de émbolo 61c.

En otra modalidad más mostrada en las Figuráis y 6, los orificios de válvula de succión 59b, 59c y los orificios de válvula de descarga 57b, 57c que corresponden i a los ¡ orificios de émbolo 61b, 61c están desplazados había la izquierda y al mismo grado. Los orificios de válvula de succión de descarga 59a y 57a que corresponden al orificio de émbolo 65a no están desplazados.

Alternativamente, los orificios de válvula de succión 59a, 59b y los orificios de válvula de descarga 57a, 57b que corresponden a los orificios de émbolo 61a, 61b pueden estar desplazados hacia la derecha y al mismo grado (no mostrados) . En esta alternativa, los orificios de válvula de succión y descarga 59c, 57c que corresponden al orificio de émbolo 61a podrían no estar desplazados. ¡ En la modalidad de las Figura 5 y 6, un eje 63b, I 63c de cada uno de los orificios de válvula 59b, 59c| y 57b, 57c está desplazado hacia la izquierda de un eje 65b, 65c de los orificios de émbolo respectivos 61b, 61c. Debido al desplazamiento uniforme de los orificios de válvula 59^b, 59c, 57b, 57c asociados con cada uno de los orificios de émbolo 61b, 61c, una parte existente del patrón de perno de tubería puede ser empleada. No obstante, para los orificios de válvula sin desplazamiento 59a, 47a en efecto, es requerido un nuevo patrón de perno (desplazado) .

En otra modalidad más, mostrada en la Figura 7, los orificios de válvula de descarga laterales 57a y 57c- son mostrados estando desplazados hacia adentro y al mismo grado, mientras que el orificio de válvula de descarga central 57b y los orificios de válvula de succión 59a, 59b, 59c permanecen todos alineados con sus respectivos orificios de émbolo 61a, 61b y 61c. De este modo, un eje 63a' y 63c' de cada uno de los dos orificios de válvula de descarga laterales 57a y 57c está desplazado de su respectivo eje de orificio de émbolo 65a y 65c, mientras que el eje común 63b y los ejes 63a" y 63c" de los orificios de válvula de succión laterales 59a y 59c se intersecan con sus respectivos ejes 65a-c de los orificios de émbolo 61a-c. En esta modalidad, el desplazamiento de los orificios de válvula de descarga 57a y 57c nuevamente proporciona una reducción en la tensión dentro del extremo de fluido en estas intersecciones de orificio en cruz .

Debido al desplazamiento no uniforme de los orificios de válvula de descarga, una tubería de descarga convencional no es empleada y más bien una tubería de descarga modificada es unida por pernos sobre el extremo de fluido de descarga 15 de esta modalidad. No obstante, una tubería de succión convencional puede ser empleada. '¦ En otra modalidad más mostrada en la Figura ¡8, los orificios de válvula de succión 59a y 59c son mostrados estando desplazados hacia adentro y al mismo grado, mientras que el orificio de válvula de succión central 59b ¡y los orificios de válvula de descarga 57a, 57b, 57c permanecen todos alineados con sus respectivos orificios de émbolo 61a, 61b y 61c. De este modo, un eje 63a" y 63c" de cada uno de los dos orificios de válvula de succión laterales 59ai y 59c están desplazados de su respectivo eje de orificio de ^émbolo 65a y 65c, mientras que el eje común 65b y los ejes !63a' y I 63c' de los orificios de válvula de descarga laterales 57a, i 57c se intersecan con sus respectivos ejes 65a-c de los orificios de émbolo 61a-c. En esta modalidad, el i desplazamiento de los orificios de válvula de succión 59a y 59c nuevamente proporciona una reducción en la tensión !déntro del extremo de fluido en estas intersecciones de orificio en I cruz.

.Debido al desplazamiento no uniforme d'e los orificios de válvula de succión, una tubería de succión i convencional no es empleada y más bien una tubería de succión j modificada es unida por pernos sobre el extremo de fluido de succión 15 de esta modalidad. Sin embargo, puede ser empleada una tubería de descarga convencional. , Se debe notar que el desplazamiento solo de los orificios de válvula de succión laterales o el desplazamiento solo de los orificios de válvula de descarga laterales, pueden también ser empleados en un equipo de extremo de fluido quíntuplex, aunque esto no es ilustrado para 'evitar repeticiones. | Con referencia ahora a las Figura 9 y 10, se muestra una primera modalidad de un extremo de fluido quíntuplex (es decir, un extremo de fluido quíntuplex que tiene cinco émbolos, cinco válvulas de succión y cinco orificios de válvula de descarga) . La Figura 9 es una Sección parcial de la Figura 1A, tomada sobre la línea 2-2 (notando que la Figura 1A puede también relacionarse a un quíntuplex) . La Figura 10 es una vista esquemática inferior de la sección de la Figura 9 , para mostrar un patrón de perno sobre un extremo de fluido de un cilindro. Para un extremo de fluido i quíntuple simétrico, un orificio central de los | cinco orificios de émbolo yace sobre un eje central del extremo de i fluido, con dos orificios de émbolo acomodados uniformemente sobre cualquier lado del orificio de émbolo central.

Nuevamente, el desplazamiento hacia adentro puede ser con I respecto a un eje central del extremo de fluido.

En la modalidad de las Figuras 9 y 10, cada uno de los cinco orificios de émbolo 17 es indicado esquemáticamente con el número de referencia 91 (es decir, 91a, 91b, 91jc, 91d y 91e) ; cada uno de los tres orificios de válvula de succión es indicado esquemáticamente con el número de referencia 89 (es decir, 89a, 89b, 89c, 89d y 89e) ; y cada uno de los tres orificios de válvula de descarga es indicado esquemáticamente con el número de referencia 87 (es decir, 87a, 87b, 87c, 87d y 87c) . De manera similar, el eje de cada orificio de ^mbolo 91 es indicado esquemáticamente con el número de referencia ? 95 (es decir, 95a, 95b, 95b, 95c, 95d y 95c) . También, él eje común de cada uno de los orificios de válvula 89, |87 es indicado esquemáticamente con el número de referencia 93 (es i decir, 93a, 93b, 93c, 93d, 93d y 93e) . Esta nomenclatura será también utilizada de aquí en adelante con referencia |.a las diferentes modalidades de extremo de fluido quíntüplex, i descritas en la presente. > En la modalidad de extremo de fluido quíntüplex de las Figuras 9 y 10, los dos orificios de válvula laterales 89a y 87a; 89b y 87b; 89d y 87d; 89e y 87e sobre cada lado de los orificios de válvula centrales 89c y 87c, se mu stran estando desplazados hacia adentro desde sus respectivos i orificios de émbolo 9la, 91b, 91d y 91c. ¡ En la modalidad de las Figuras 9 y 10, cada úno de los dos orificios de válvula laterales sobre cualquier lado de los orificios de válvulas centrales, está desplazado con dirección hacia adentro por la misma cantidad y al '¦ mismo ¡ I i í grado o extensión. Sin embargo, con un extremo de fluido quíntuplex, son posibles mucho más variaciones y combinaciones de desplazamiento que con un extremo de fluido triplex. Por ejemplo, solo dos de los orificios de válvula de succión laterales 89a y 89b (y no sus respectivos orificios de válvula de descarga 87a y 87b) pueden estar desplazados hacia adentro, y estos dos orificios de válvula de succión 89a y 89b pueden cada uno estar desplazados por las mismas o j diferentes cantidades. Este desplazamiento hacia adentro puede, o no puede, ser empleado para los dos orificios de válvula de succión laterales, opuestos 89d y 89¡e. El i desplazamiento hacia adentro puede ser empleado para los dos orificios de válvula de descarga laterales opuestos ; 87a y 87b, los cuales posteriormente pueden también estar cada uno desplazados por la misma por diferentes cantidades, y asi sucesivamente.

Con referencia al nuevo patrón de perno de la Figura 10, la modificación de la tubería de succión puede permitir su fácil conexión al nuevo extremo de ; fluido quíntuplex. Como se mencionó anteriormente, una tubería de succión convencional corresponde a los patrones dej perno convencionales que están localizados a una mayor distancia i que aquella que ocurre entre los orificios de válvula 89a, i 87a a los orificios de válvula 89e, 87e descritos! en la Figura 10. El nuevo patrón de perno 101 es ilustrado en la i Figura 10, la cual describe esquemáticamente un lado inferior del extremo de fluido 15. A este respecto, la distancia 104 del eje 93a del orificio de válvula 89a al eje 93e del orificio de válvula 89e es más corto que la distancia 102 entre el eje 95a del orificio de émbolo 91a hacia el eje 95e del orificio de émbolo 91e, el último de los cuales corresponde al patrón de perno convencional. Nuevamente, es factible modificar y utilizar una tubería con el nuevo patrón de perno.

Con referencia ahora a la Figura 11, se muestra otra modalidad más de un extremo de fluido quíntuple . La Figura 11 muestra una vista similar al quíntuple de la Figura 9, pero en esta modalidad ilustra el desplazamiento hacia adentro desde sus respectivos orificios de émbolo 91a y 91e solo de los orificios de válvula laterales más externos 89a y 87a, y 89e y 87e sobre cada lado de los orificios de Válvula centrales 89c y 87c. Los otros orificios de válvula laterales 89c y 87c y 89d y 87d no están desplazados.

Con referencia ahora a la Figura 12, se muestra otra modalidad más de un extremo de fluido quíntuplex. La Figura 12 muestra una vista similar al quíntuplex de la Figura 11, pero en esta modalidad ilustra el desplazamiento hacia adentro desde su orificio de émbolo respectivo 91a solo de uno de los orificios de válvula lateral más externos 89a y 87a. Los otros orificios de válvula laterales 89b y 87b, 89d y 87d, 89e y 87e no están desplazados.

Con referencia ahora a la Figura 13, se muestra una I modalidad adicional de un extremo de fluido quíntuplex. La Figura 13 muestra una Figura similar al quíntuplex de la Figura 9, pero en esta modalidad ilustra el desplazamiento I hacia adentro desde sus respectivos orificios de émbolo! 91a y 91e solo de los orificios de válvula laterales más internos 89b y 87b, y 89d y 87d, sobre cada lado de los orificios de válvulas centrales 89c y 87c. Los orificios de válvula laterales más externos 89a y 87a, y 89e y 87e no · están desplazados .

Con referencia ahora a la Figura 14, una modalidad i adicional de un extremo de fluido quíntuplex es mostrada. La Figura 14 muestra una vista similar al quíntuplex de la Figura 13, pero en esta modalidad ilustra el desplazamiento hacia adentro desde su respectivo orificio de émbolo 9Ía solo de uno de los orificios de válvula laterales más internos 89b y 87b. Los otros orificios de válvula laterales 89a y 87a, 89d y 87d, y 89e y 87e no están desplazados. ¡ Ejemplo Se proporcionará ahora un ejemplo no limitante para ilustrar cómo el desplazamiento hacia adentro de un orificio de válvula lateral fue predicho por el análisis de elementos finitos (FEA) para reducir la cantidad total de tensión en un extremo de fluido en operación. En el. siguiente ejemplo, i fueron conducidas pruebas de FEA para un extremo de ¡fluido triplex, aunque se notó que los hallazgos son también aplicados a un extremo de fluido quíntuplex.

Los experimentos de FEA fueron conducidos para comparar las tensiones inducidas en un número de nuevas configuraciones de extremo de fluido que tienen: tres cilindros, contra una configuración de extremo de fluido de tres cilindros, conocida (existente y no modificada) . En la configuración conocida de extremo de fluido el eje dé cada orificio de émbolo se intersectó perpendicularmente pon un eje común de los orificios de válvula de succión y descarga. i. · En estas pruebas de tensión de FEA, cada extrjemo de fluido fue sometido a una presión de fluido de trabajo de 1,054.5 kg/cm2 (15, 000 libra/pulg2 psi) , conmensurada con aquella experimentada en las aplicaciones usuales. La presión de fluido en el orificio de descarga lateral fue observada I mediante FEA como de 1,181.0 kg/cm2 (16,899 psi). I i Las Figuras 15 y 16 muestran dos de los esquemas de un extremo de fluido triplex que fueron generados porj FEA a estas dos presiones de fluido modelo. La vista en la Figura 15 es desde un lado del extremo de fluido y no muestra desplazamiento de los orificios de válvula de descarga y succión 59 y 57. La cabeza de la flecha inferior ilustra donde ocurrió la tensión máxima en la intersección del I orificio de émbolo 61 con el orificio de válvula de succión 57 (es decir, donde el orificio de válvula de succión 57 se interseca con la extensión del orificio de émbolo 61 que termina en la placa de cubierta de succión 22) .

La vista en la Figura 16 es desde un lado opuesto i del extremo de fluido, y muestra un desplazamiento hacia adentro de 50.80 mm (2 pulgadas) de los orificios de válvula de descarga de succión 59 y 57. La cabeza de la flecha A ilustra dónde ocurrió la tensión máxima en la intersección del orificio de émbolo 61 con el orificio de válvula de succión 57 (es decir, donde el orificio de émbolo interseca primeramente con el orificio de válvula de 57) . Esto indica que, en operación, la tensión en el extremo de fluido puede ser reducida, por ejemplo, por el desplazamiento hacia adentro solo de uno de los orificios de válvula de succión 59. Sin embargo, puede ser también llograda mayor reducción de la tensión por el desplazamiento! hacia adentro de los orificios de válvula de succión y descarga laterales, opuestos 59 y 57. ¡ Ejemplo 1 En las pruebas de tensión de FEA, un extremo de fluido de un solo bloque (o mono) y extremo de fluido triplex fueron cada uno modelados. Las configuraciones de extremo de fluido triplex modeladas incluyeron un orificio de válvula de succión lateral 59 y un orificio de válvula de descarga 57 cada uno estando desplazado hacia adentro por 38.10 rara (1.5 pulgadas) y por 50.80 mm (2 pulgadas) como se indica en la Figura 17. Cada resultado de tensión predicho por FEA, fue correlacionado al criterio de rendimiento de Von Mises (en psi) y los resultados fueron trazados gráficamente para cada uno del desplazamiento cero (es decir, un extremo de fluido existente), y un desplazamiento de 38.10 mi (1.5 pulgada) y 50.80 mi (2 pulgadas) (es decir, un nuevo extremo de fluido). Con el extremo de fluido de bloque simple, los orificios de válvula de succión y descarga fueron desplazados del orificio de émbolo.

El resultado de la tensión, predicho por FEA fue correlacionado al criterio de rendimiento de Von Mises (en psi) y los resultados fueron tratados gráficamente para cada uno del desplazamiento de 0 cm (0 pulgadas) (es decir, un extremo de fluido existente), y el desplazamiento 38.10 mi (1.5 pulgada y 50.80 mi (2 pulgadas) (es decir, nuevo extremo de fluido) . Los resultados son mostrados en las gráficas de la Figura 17 (la cual muestra los resultados de los puntos de datos para el desplazamiento de 38.10 mi (1.5 pulgada) y 50.80 mi (2 pulgadas) y la Figura 18 (la cual representa los resultados para el desplazamiento hacia adentro de 38.10 mi (1.5 pulgada) y 50.80 mi (2 pulgadas) en un diagrama de barras) .

Como se puede observar, FEA predijo que la mayor cantidad de reducción de tensión ocurrió con la configuración de desplazamiento hacia adentro de 50.80 mm (2 pulgadas) de los orificios de válvula en un triplex. Para un extremo de fluido de bloques simple la modelación de desplazamiento no produjo mucha de la reducción en la tensión.

La reducción total en la tensión en el extremo de fluido triplex para un desplazamiento hacia adentro de 50.80 mm (2 pulgada) , fue anotado como de aproximadamente 30 % (es decir desde aproximadamente 6,819.1 kg/cm2 (97,00 psi) hasta menos de 4,850.7 kg/cm2 (69,000 psi) como se muestra en las Figuras 17 y 18) . Se notó que tal reducción en la tensión podría probablemente extender significativamente la vida de operación útil del extremo de fluido.

En la descripción anterior de ciertas modalidades, se ha recurrido a terminología específica para fines de claridad. Sin embargo, la descripción no está destinada a ser limitada a los términos específicos así seleccionados, y se debe entender que tales términos específicos incluyen otros equivalentes técnicos que operan de una manera similar para lograr un propósito técnico similar. Los términos tales como "izquierda" y "derecha", "frontal" y "posterior", "arriba" y "abajo", "superior" e "inferior" y similares, son utilizadas como palabras de conveniencia para proporcionar puntos de referencia y no deben ser considerados como términos limitantes.

En esta descripción, la frase "que comprende" debe entenderse en su sentido "abierto", es decir, en el sentido de "que incluye", y de este modo no está limitado a su sentido "cerrado", es decir el sentido de "que consiste únicamente de" . Un significado correspondiente que va a ser atribuido a las palabras correspondientes "comprenden", "comprendido" y "comprende" donde éstas aparecen.

Además, lo anterior describe únicamente algunas modalidades del extremo de fluido y de la bomba de movimiento alternativo, y las alteraciones, modificaciones, adiciones y/o cambios pueden ser realizados a éstas sin apartarse del alcance y espíritu de las modalidades descritas, siendo las modalidades ilustrativas y no restrictivas.

Además, el extremo de fluido y la bomba de movimiento alternativo han sido descritas en conexión con lo que se considera actualmente son las modalidades más prácticas y preferidas, se debe entender que el extremo de fluido y la bomba de movimiento alternativo ??· están limitadas a las modalidades descritas, sino por el contrario, se pretende cubrir diversas modificaciones y arreglos equivalentes incluidos dentro del espíritu y alcance de la descripción. También, las diversas modalidades descritas anteriormente pueden ser implementadas en conjunto con otras modalidades, por ejemplo, aspectos de una modalidad pueden ser combinados con aspectos de otra modalidad para realizar otras modalidades adicionales. Además, cada característica o componente independiente de cualquier montaje dado ; puede constituir una modalidad adicional.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la l práctica la citada invención, es el que resulta claro de la I presente descripción de la invención. i

Claims (14)

REIVINDICACIONES ! Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones: ¡

1. Un extremo de fluido para un montaje de' bomba de movimiento alternativo múltiple, caracterizado ¡porque comprende : al menos tres orificios de émbolo cada uno para recibir un émbolo de movimiento alternativo, cada orificio de émbolo tiene un eje de orificio de émbolo, los orificjios de émbolo están acomodados a través de la cabeza de fluido para definir un orificio de émbolo central y orificios de émbolos laterales localizados sobre cualquier lado de orificios de émbolos central; al menos tres orificios de válvula de succión respectivos en comunicación fluida con los orificios de émbolo, cada orificio de válvula de succión para recibir una válvula de succión y que tiene un eje de orificio de válvula i de succión; I al menos tres orificios de válvula de descarga respectivos en comunicación fluida con los orific'ios de émbolo, cada orificio de válvula de descarga para recibir una válvula de descarga y que tiene un eje de orificio de ¡válvula de descarga; en donde al menos uno de los ejes de al menos uno de los orificios de válvula de succión y descarga para al menos uno de los orificios de émbolos laterales está desplazado hacia adentro en el extremo de fluido de su respectivo eje de orificio de émbolo.

2. El extremo de fluido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque al menos uno de los ejes de al menos uno de los orificios de válvula de succión y descarga para cada uno de los orificios de émbolo laterales está desplazado hacia adentro.

3. El extremo de fluido de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado- porque para los orificios de émbolo laterales, al menos un eje de desplazamiento está desplazado hacia adentro al mismo grado que al menos el otro eje de desplazamiento.

. El extremo de fluido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los ejes de los orificios de válvula de succión y descarga están desplazados hacia adentro para al menos uno de los orificios de émbolo laterales.

5. El extremo de fluido de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque los ejes de los orificios de válvula de succión y descarga están desplazados hacia adentro al mismo grado.

6. El extremo de fluido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque, para cada uno de los orificios de émbolo, el orificio de válvula de succión se opone al orificio de válvula de descarga .

7. El extremo de fluido de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque para cada uno de los orificios de émbolo, los ejes de los orificios de válvula de succión y descarga están alineados.

8. El extremo de fluido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el extremo de fluido comprende tres o cinco orificios de émbolo, y tres o cinco orificios de válvula de succión y descarga, correspondientes.

9. El extremo de fluido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque para los orificios de émbolo laterales, al menos un eje está desplazado hacia adentro en una cantidad de aproximadamente 10 % hasta aproximadamente 60 % del diámetro del orificio de émbolo.

10. El extremo de fluido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al menos un eje está desplazado en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 20 % hasta aproximadamente 50 % del diámetro de orificio de émbolo.

11. El extremo de fluido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque al menos un eje está desplazado en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 30 % a aproximadamente 40' % del diámetro de orificio de émbolo.

12. El extremo de fluido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a la 8, caracterizado porque al menos un eje está desplazado en una cantidad' en el intervalo de aproximadamente 12.7 mi (0.5 pulgadas) hasta aproximadamente 63.5 mi (2.5 pulgadas). j

13. El extremo de fluido de conformidap con cualquiera de las reivindicaciones 1 a la 8 , caracterizado porque al menos un eje está desplazado en una cantidad; en el intervalo de aproximadamente 38.1 mi (1.5 pulgadas)) hasta aproximadamente 63.5 mi (2.5 pulgadas).

14. Un montaje de bomba de movimiento alternativo, caracterizado porque comprende un extremo de fluido de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes . j — RE—S—UM—E—N—D—E—L^A INVENC—ION i I i Se describe un extremo de fluido (15) para un montaje (12) de bomba de movimiento alternativo múltiple que comprende al menos tres orificios de émbolos (61) o j (91) , cada uno para recibir un émbolo de movimiento alternativo (35) , cada orificio de émbolo tiene un eje de orificio de I émbolo (65) ó (95) . Los orificios de émbolo están acomodados a través de la cabeza de fluido para definir un orificio de émbolo central y orificios de émbolo laterales localizados i sobre cualquier lado del orificio de émbolo central. El extremo de fluido (15) tiene orificios de válvula de succión i (59) u (89) , cada orificio de válvula de succión recibe una válvula de succión (41) , y tiene un eje de orificio de válvula de succión (63) ó (93) . Los orificios de válvula de descarga (57) u (87) , cada orificio de válvula de descarga recibe una válvula de descarga (43) y tiene un eje de I orificio de válvula de descarga (63) o (93) . Los ejes e al í menos uno de los orificios de válvula de succión y descarga están desplazados hacia adentro en el extremo de fluido !desde su respectivo eje de orificio de émbolo. j I