NL8802328A - Hybride hogedrukpomp voor gas-vloeistof permeameters. - Google Patents

Description

> N.0. 35309 1

Hybride hogedrukpomp voor gas-vloeistof permeameters.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op hogedruk fluidumpom-pen waarbij de pomp een door een motor aangedreven zuiger bevat voor het verschaffen van een onder hoge druk staand fluïdum. Meer in het bijzonder heeft de onderhavige uitvinding betrekking op een hogedruk 5 fluidumpomp die toegepast wordt in een relatieve gas-vloeistof permea-meter die een motor met laag vermogen bevat voor het verschaffen van een aanvullende aandrijving en een spanningsversterker bevat in de vorm van een hulpzuiger voor het leveren van het grootste gedeelte van de aandrijving.

10 Bij conventionele relatieve gas-vloeistof permeameters voor het analyseren van kernmonsters in de oliewinning moeten het gas onder lage druk toegevoerd worden in het gebied van een paar psi (enkele tientallen kilopascal) tot verscheidene honderden psi (enkele megapascal). Aan dergelijke kernmonsters moet onder hoge druk staand gas worden toege-15 voerd teneinde nauwkeuriger de hoge ondergrondse drukken te simuleren die voorkomen in de reservoirs waaruit deze monsters zijn genomen. Voor het verschaffen van dergelijke hoge drukken, moet een motor met een groot vermogen in het gebied van 0,75 tot 2 pk (551 tot 1471 watt) worden gebruikt voor het aandrijven van de pomp waarbij de zuiger in de 20 pomp het gas uit een kamer tussen de zuiger en de cilinder van de pomp verdrijft met een sterkte van 25 tot 500 cm3 per minuut op het gewenste hoge druk niveau in het gebied van 500 tot 7000 psi (3,45 tot 48,26 megapascal). Dergelijke motoren met hoog vermogen zijn kostbaar, nemen veel plaats in en vrekken warmte en geluid op in de omgeving. Bovendien 25 leidt het hoge koppel dat nodig is voor het aandrijven van de zuiger tot een belangrijke slijtage in de kostbare kogel schroef waarmee de zuiger verbonden is met de motor. Tengevolge daarvan zijn dergelijke hogedruk permeameters gewoonlijk niet beschikbaar.

De onderhavige uitvinding verschaft een nieuw soort gas-vloeistof 30 permeameters met laag vermogen waarmee de toestanden in het hogedruk reservoir worden gesimuleerd. Bij dergelijke gas-vloeistof permeameters met een "nieuw bereik" moeten toegevoerd en rondgeleid worden hogedruk gassen en vloeistoffen. Hoewel de afvoerdruk hoog is, is de verschil-druk over een uit een reservoirgesteente bestaand monster dat beproefd 35 wordt (een kernprop) normaal gesproken zeer klein. Ter toelichting kunnen volgens de onderhavige uitvinding gas en/of vloeistoffen afgevoerd worden naar een kernprop op een druk van 7000 psi (48,26 megapascal).

Het drukverlies in deze fluida wanneer zij door de kernprop stromen is "880232« 2 echter slechts 50 psi (0,35 megapascal); derhalve verlaten zij het monster op een druk van 6950 psi (47,9 megapascal)· Aangenomen wordt dat het rondgeleide fluidum een gas is. Bij een gaskringloopsysteem met een conventionele pomp, wordt de energie in het zich onder hoge druk bevin-5 dende. uitlaatgas verspeeld; dat wil zeggen zelfs hoewel dit tracht om de zuiger in de ontvangende pomp terug te duwen (teruggetrokken), wordt deze kracht tegengewerkt door een elektrische motor bevestigd aan de opneempomp. In de uitvoering van de onderhavige uitvinding echter wordt een bepaald gedeelte van de energie in het uitlaatgas opgevangen, en 10 gebruikt ter bevordering van het aandrijven van de vooruit bewegende zuiger in de afvoerpomp. De elektrische motor in de pompen volgens de onderhavige uitvinding behoeven slechts energie toe te voeren voor het overwinnen van de hiervoor genoemde verschil drukken plus de wrijving in de pompen. Aangezien het hierbij slechts om een verhoudingsgewijze 15 kleine verschildruk gaat, in plaats van de totale systeemdruk, is het voor de motoren vereiste vermogen aanzienlijk lager.

Voordat de onderhavige aanvrage werd ingediend, werd een onderzoek uitgevoerd. De resultaten van dit onderzoek zijn:

Uitvinder Octrooinr. gepubl iceerd 20 Raymond 1.513.422 10-28-24

Prellwitz 1.636.614 7-19-27

Brink 2.724.963 11-29-55

Glasgow 3.070.023 12-25-62

Moore 3.502.001 3-24-70 25 Turner et al. 4.083.228 4-11-78

Pauliukonis 4.457.210 7-3-84

Het octrooi uit 1978 op naam van Turner (US-A-4.083.228) heeft betrekking op een gasvergelijkingspycnometer voor het nauwkeurig bepalen van het volume van een gecondenseerd materiaalmonster. Door Turner wor-30 den twee in wezen gelijke gaskamers met variabel volume, een als monsterkamer en een als referentiekamer gebruikt. In de monsterkamer wordt een volumecompensatiezuiger aangedreven door een micrometer geplaatst. De volumecompensatiezuiger wordt ingesteld in de monsterkamer door een micrometer waardoor het volume van de monsteropneemkamer wordt vergroot 35 teneinde het gelijke vrije ruimtevol urne te handhaven tussen de monsterkamer en de referentiekamer. Daardoor wordt een zeer nauwkeurige bepaling van het monstervol urne verkregen.

Het octrooi uit 1955 op naam van Brink (US-A-2.724.963) heeft betrekking op een volumetrische kwikpomp met positieve verplaatsing aan-40 gedreven door een instelbare aandrijving met constante snelheid voor . 8102328

A

3 het continu verplaatsen van kwik met een te kiezen stromingssterkte, in een kernhouder waarin zich een kernmonster bevindt uit een ondergronds olie bevattend reservoir.

Het octrooi uit 1984 op naam van Pauliukonis (US-A-4.457.210) 5 heeft betrekking op een energiesparende luchtmotor geschikt voor het omzetten van een lineaire beweging in een draaibeweging. Daartoe wordt volgens Pauliukonis gebruik gemaakt van een eenheidszuiger met een eind met een grote diameter en een eind met een kleine diameter met een doorgang door het miden van de zuiger voor het afgeven van lucht aan de 10 tegenover elkaar liggende zuigers. De lucht wordt toegevoerd achter de zuiger met kleinere diameter ter aandrijving van de zuiger en het opwekken van draaiingsenergie. Wanneer hij volledig op gang is, wordt de lucht afgegeven door de doorgang in het midden van de zuiger zodanig dat deze achter de zuiger met grote diameter dringt waardoor door de 15 zuiger met grotere diameter de zuiger teruggevoerd wordt naar de werk-stand.

In het octrooi uit 1970 op naam van Moore (US-A-3.502.001) is een fluidumbediende cilinder bekend geschikt om te meten of voor een bepaalde belasting wel of niet energie nodig is. In het geval dat voor 20 een bepaalde belasting energie nodig is, wordt de klep in de zuiger gesloten en werkt de cilinder samen met het werkstuk en verschaft een werkslag. In het geval dat geen belasting aanwezig is, blijft de klep open en wordt het werkfluidum van de ene zijde van de zuiger toegevoerd aan de andere zijde.

25 Het octrooi uit 1962 op naam van Glasgow (US-A-3.070.023) heeft betrekking op een fluidumbediende pomp geschikt voor het verpompen van fluida onder verhoudingsgewijze hoge drukken waarbij gebruik gemaakt wordt van een fluidum roet een lage of gemiddelde druk als bron voor de aandrijving. Derhalve wordt een aandrijvend fluidum met lage druk toe-30 gevoerd aan een zuiger met grotere diameter voor het aandrijven van de zuiger met kleinere diameter waardoor het werkfluidum verpompt wordt op een druk van verscheidene duizenden psi (enkele tientallen megapascal).

Het octrooi uit 1924 op naam van Raymond (US-A-1.513.422) betreft 35 in wezen een luchtcompressor ter verschaffing van hogere en lagere luchtdrukken waarbij twee onderling verbonden zuigers worden gebruikt met verschillende diameters. De zuiger met grotere diameter verschaft de standaard compressie voor de lucht terwijl de tweede zuiger met kleinere diameter de hogere drukken verschaft.

40 Het octrooi uit 1927 op naam van Prellwitz (US-A-1.636.614) ver- a&02328 « 4 « schaft, net zoals Raymond, een meertraps compressor voor het verschaffen van een aantal drukgebieden afhankelijk van zuigers met verschillende afmetingen.

Uit geeb van de hierboven genoemde referenties zijn de kenmerken 5 bekend van de hybride hogedruk fluidumpomp volgens de onderhavige uitvinding welke in het bijzonder geschikt is voor relatieve gas-vloei stof permeabiliteitsproeven.

Het probleem dat opgelost moet worden bij het ontwerpen van een fluidumpomp voor een relatieve gas-vloeistof permeameter of voor elke 10 andere fluidumpomp voor het afleveren van nauwkeurige volumina van hoge druk fluida zoals gas of vloeistoffen die aangedreven worden door een motor met hoog vermogen is het weglaten van de motor met hoog vermogen als de enige aandrijvingsbron voor het circuleren van het hogedruk fluidum waardoor de motorkosten. alsmede de in de omgeving afgevoerde 15 warmte en geluid die opgewekt wordt door de motor en de voor de motor benodigde ruimte worden verminderd. Het gebruik van een grote conventionele motor leidt ertoe dat andere onderdelen zoals de kogel schroef-spil en de tandwielen die aan de motor verbonden zijn ook een zware constructie moeten bezitten. Dergelijke onderdelen echter zoals de ko-20 gelschroefspil bezitten geen lange levensduur tengevolge van de hoge spanningen die samenhangen met het afgeven van de aandrijfkracht.

De onderhavige uitvinding biedt een oplossing voor dit probleem doordat een versterker verschaft wordt die het grootste gedeelte van het aandrijfvermogen levert dat nodig is voor het verpompen van onder 25 hoge druk staande fluida door de krachten opgewekt door de afvoerdruk van het verpompte fluidum boven een conventionele aandrijfzuiger, te vereffenen met een hulpzuiger met grote diameter die pneumatisch aangedreven wordt door een onder lage druk staand gas. De versterker verschaft het grootste gedeelte van de kracht voor de aandrijfzuiger. Vol-30 gens de onderhavige uitvinding wordt door een motor met laag vermogen de resterende hoeveelheid van het aandrijfvermogen geleverd teneinde (1) de wrijving te overwinnen van de hybride, hogedruk gaspomp volgens de onderhavige uitvinding (2) de verschil druk over het kernmonster te overwinnen en (3) de hogedruk uitvoer of sterkte nauwkeurig te regelen 35 of af te stemmen op een nauwkeurige waarde. Bovendien zijn de onderdelen zoals de kogelschroefspil en de rechte tandwielen niet zo zwaar als volgens het conventionele ontwerp en bezitten zij langere levensduren dankzij de lagere spanningen waaraan de onderdelen bij de motor met lager vermogen worden onderworpen. Volgens de onderhavige uitvinding ver-40 schaft de versterker een hoge axiale compressiespanning op de kogel- &8023Z8 5 schroefas waardoor de aandrïjfspanning van de motor op de loopbanen en de kogels van de schroef aanzienlijk wordt verminderd. Het verminderen van de loopbaanspanning met de helft leidt ertoe dat de kogel schroef ongeveer acht maal langer meegaat dan bij het hiervoor genoemde conven-5 tionele systeem.

Volgens de onderhavige uitvinding worden twee of drie van dergelijke hybride pompen tezamen met elkaar gebruikt voor het circuleren van elk afzonderlijk fluïdum (bijvoorbeeld gas, water, en/of olie). Indien bijvoorbeeld twee van dergelijke pompen gebruikt worden voor het 10 circuleren van gas bij een relatieve permeabiliteitsproef, ontvangt de tweede hybride pomp het gas dat afgevoerd wordt uit een kernmonster terwijl de eerste hybride pomp het gas toevoert aan het monster. Het afgevoerde gas bevindt zich op een bijna net zo hoge druk als het gas dat toegevoerd wordt aan het monster, bijvoorbeeld 6950 psï (47,9 mega-15 pascal) tegen 7000 psi (48,3 megapascal). Dit afgevoerde gas met hoge druk duwt op de hogedruk zuiger van de tweede hybride pomp. De kracht wordt van de hogedruk zuiger overgebracht naar de as van de kogel-schroefspil, en vandaar naar de hulpzuiger met grotere diameter.

De gasdruk onder de hulpzuiger is zodanig dat deze druk, vermenig-20 vuldigd met het oppervlak van de hulpzuiger precies gelijk is aan de druk van het hogedruk gas dat het kernmonster verlaat - vermenigvuldigd met het oppervlak van de hogedruk zuiger - dat wil zeggen dat de neerwaartse kracht veroorzaakt door het afgevoerde hogedruk gas vereffend wordt door de omhoog gerichte kracht op de hulpzuiger geleverd door het 25 lagedruk hulpgas. De stappenmotor waarmee de hogedruk aandrijfzuiger, kogel schroefspi1, en hulpzuigersamenstel naar beneden wordt aangedreven, behoeft slechts de wrijvingskrachten in deze hybride pomp te overwinnen. De tegengestelde krachten afkomstig van het hogedruk uitlaatgas en het lagedruk hulpgas, veroorzaken een hoge compressiespanning op de 30 zuigers en op de as van de kogel schroefspi1, doch niet op de "draden" (loopbanen) van de kogelschroefspil zoals het geval is bij de hierboven beschreven conventionele benadering. Daardoor wordt de levensduur van de kogelschroefspil vergroot.

Wanneer de stappenmotor het samenstel naar beneden aandrijft in de 35 opneempomp, wordt het hulpgas uit de hulpcilinder verplaatst in de hulpcilinder van de toevoerpomp. Aangezien de druk van het gas dat toegevoerd wordt aan het kernmondstuk uit de toevoerende hybride pomp hoger is dan de druk van het gas afkomstig van het genoemde monster, is het hulpgas dat verplaatst wordt in het toevoerende hybride pompsamen-40 stel niet hoog genoeg zodanig dat zijn kracht op de hulpzuiger de ‘&80Z32& * 6 kracht op de hogedruk zuiger afkomstig van het toegevoerde gas vereffent. Derhalve moet de stappenmotor in de afleverende hybride pomp voldoende kracht leveren om het drukverschil tussen het toegevoerde, hogedruk gas en het hogedruk uitlaatgas afkomstig van het kernmonster, 5 evenals de wrijvingskrachten in de pomp te overwinnen.

Figuur 1 toont een dwarsdoorsnede van het hybride pompsamenstel volgens de onderhavige uitvinding.

Figuur 2 toont een uiteen genomen aanzicht in perspectief van het samenstel van de onderdelen voor de hulpzuiger volgens de onderhavige 10 uitvinding.

Figuur 3 toont een uiteen genomen aanzicht in perspectief van de onderdelen met de bevestigingsplaten en blokken waarmee de pomp verbonden is aan de hulpzuiger volgens de onderhavige uitvinding.

Figuur 4 toont de wisselwerking tussen de twee hybride pompen vol-15 gens de onderhavige uitvinding.

Figuur 5 toont een blokschema van een gas/vloeistof permeameter-systeem.

Figuur 6 toont een grafiek met de snelheid van de beweging van de gastoevoerzuigers in het systeem van figuur 5.

20 In figuur 1 bevat het hybride pompsamenstel 10 volgens de uitvin ding een bovenste aandrijfzuigersamenstel 20, een hulpzuigersamenstel 30, een kogel moer en schroefspilsamenstel 40, een tandwielvertragings-inrichting 54 en een stappenmotor 60. De bovenste aandrijfzuiger 20 en het kogelmoer- en schroefspilsamenstel 40 vormen onderdelen van pomp 25 70. Elk van deze samenstellen zal in het volgende besproken worden.

1. Bovenste aandrijfzuigersamenstel 20. De details van het bovenste aandrijfzuigersamenstel 20 zijn afgebeeld in figuur 1. Het bovenste aandrijfzuigersamenstel 20 bevat een bovenste cilinder 22 van de pomp 70 met een centraal daarin aangebrachte inwendige kamer 24. Het boven-30 ste eind van cilinder 22 bezit twee gevormde poorten 26 en 28. Fluidum-poort 26 is verbonden aan een drukopnemer, niet afgebeeld, welke de druk meet van het zich in de kamer 24 bevindende fluidum. Fluidumpoort 28 vormt een verbinding tussen een stroomleiding, niet afgebeeld, en kamer 24 en dient voor het afleveren van het onder druk staande fluidum 35 dat opgewekt wordt door het hybride pompsamenstel volgens de onderhavige uitvinding, uit de pomp. Zoals later zal worden besproken wordt het fluidum ook opgenomen door poort 28. In de cilinder 22 wordt een zuiger 32 aangedreven teneinde het fluidum te verplaatsen in verband met het afvoeren door poort 28. Het bovenste aandrijfzuigersamenstel is op con-40 ventionele wijze verbonden met pomp 70 die bestemd is om de zuiger 32 c 8802320 *> 7 te verbinden met kogel schroefspi l 40. Het door de poorten 26 en 28 afgeleverde fluïdum kan een gas of een vloeistof zijn.

2. Pompsamenstel 70. Pompsamenstel 70 is een conventionele pomp waarbij gebruik gemaakt wordt van een kogel schroefspil 40 aangedreven 5 door een motor 60 ter aandrijving van zuiger 32 in cilinder 22 voor het verschaffen van een onder druk staande afvoer door poort 28. Volgens een voorkeursuitvoering wordt bij de onderhavige uitvinding gebruik gemaakt van een conventionele pomp verkrijgbaar bij Core Research, Division of Western Atlas International, Ine., 1500 Salado Drive, Mountain 10 View, CA 94043. De pomp is zoals in de figuren 1, 2 en 3 aangepast en verbonden met de hulpzuiger 30 volgens de onderhavige uitvinding. Door pomp 70 wordt de lineaire beweging van kogel schroefspil 40 zoals aangeduid door pijl 34 gekoppeld voor het verschaffen van de lineaire beweging voor zuiger 32 zoals aangeduid door pijl 36.

15 3. Hulpzuiger 30. Het hulpzuigersamenstel 30 is afgebeeld in de figuren 1 en 2. Het hulpzuigersamenstel 30 bezit een cilindrisch gevormd huis 10 en een cilindrisch deksel 220. Het cilindrisch deksel 220 is machinaal vervaardigd uit een aluminium legering met centraal daarin aangebrachte poort 222. Het cilinderdeksel eindigt in een cilindrisch 20 van schroefdraad voorzien gebied 224 en bezit een 0-ringgroef 226 ter opname van een 0-ring 228. De hul peilinder 210 bezit een gevormd ringvormig van schroefdraad voorzien gebied 212 ter opname van het van schroefdraad voorziene gedeelte 224 van het cilinderdeksel 220. De gashul peil inder 210 is ook machinaal vervaardigd uit een aluminiimi lege-25 ring met een uitwendige diameter van 8 inch (0,203 meter) in de voorkeursuitvoering. Het tegenover liggende eind 214 van hul peilinder 210 is van schroefdraad voorzien.

Het hul peilindersamenstel 30 bevat een afdichtvasthoudplaat 230, een zuigerkop 240, en de zuigerstang 250. Tussen de zuigerkop 240 en 30 het cilinderdeksel 220 is een kamer 410 gevormd die een fluïdum bevat op een vooraf bepaalde druk zoals later zal worden toegelicht.

De afdichtingsvasthoudplaat 230 is vervaardigd van een dunne alu-miniim legering in de vorm van een dunne schijf met vier vooraf gevormde gaten 232 ter opname van schroeven 234 zoals afgebeeld in de figuren 35 1 en 2. De schroeven 234 werken samen met overeenkomstig gevormde gaten in zuigerkop 240. Een BAL afdichting 236 past over het eind 238 van de zuigerkop 240 en wanneer de afdichtingsvasthoudplaat 230 stevig aangebracht is op de zuigerkop 240, wordt de BAL afdichting 236 stevig op zijn plaats gehouden ter verschaffing van een fluidumafdichting tussen 40 de zuigerkop 240 en het inwendig oppervlak van de zuigerhuls 210. Rond I8801328 r 8 • de buitenste omtrek van de zuigerkop 240 is eveneens een tweede ring vormige ring 242 gevormd waarin een TEFLON lager 244 is opgenomen. Lager 244 dient voor het opnemen van de uit zijbelastingen voortvloeiende spanningen, zodat de BAL afdichting 236 niet voortijdig zal verslijten. 5 Aan het tegenover liggende eind van de zuigerkop 240 is een centraal geplaatste van schroefdraad voorziene ringvormige holte 246 voorzien waarin het van schroefdraad voorziene uiteinde 252 van de zuigerstang 250 is opgenomen. Het tegenover liggende eind van de zuigerstang 250 eindigt in een centraal geplaatste omhoog gerichte van schroefdraad 10 voorziene bout 254.

Poort 222 die zich bevindt in deksel 220 verschaft een fluidum-doorgang ter verbinding met de hulpzuiger van een aanvullende pomp zoals vervolgens zal worden besproken.

De hulpzuiger 30 dient voor het leveren van een aanzienlijke op-15 waartse kracht voor de bovenste zuiger 32 wanneer de bovenste zuiger 22 naar beneden of naar boven wordt aangedreven.

4. Bevestigingsplaatsamenstel. In figuur 3 is de bevestigingsplaat 300 afgebeeld in rechthoekige vorm en met twee gevorkte uiteinden 302. Centraal aangebracht in het hoofdlichaamsgedeelte 304 is een gevormd 20 van schroefdraad voorzien cirkel vormig gebied 306 waarin het van schroefdraad voorziene eind 72 van pomp 70 is opgenomen. Een aantal • boutgaten 308 (in de voorkeursuitvoering vier boutgaten) is rond de cilindrische holte 306 gevormd ter opname van bouten 310 met ringen 311 en 313. Bovendien is een aantal nauwe boutgaten 312 gevormd rond de 25 buitenste omtrek van het hoofdlichaamsgedeelte 304 zoals afgebeeld in figuur 3. Deze gaten 212 lopen geheel door de bevestigingsplaat 300 heen zodat de bouten 315 met de ringen 317 daardoor heen gestoken kunnen worden teneinde de bevestigingsplaten 320 en 330 stevig te bevestigen aan de bevestigingsplaat 300. In figuur 3 zijn twee van de vier 30 deksel platen 320 en 330 die samenwerken met de bevestigingsplaat 300 afgebeeld. De bevestigingsplaat 340 voor de hulpcilinder bezit een rechthoekige constructie en bezit een van schroefdraad voorziene centrale holte 342 waarin het van schroefdraad voorziene uiteinde 314 opgenomen is van de hul peilinderhuls 210 zoals afgebeeld in de figuren 1 35 en 2. Net zo zijn gaten 344 aangebracht door de cilinderbevestigings-plaat 340 ter samenwerking met de randen van de deksel platen 320 en 330. Ook zijn in de bevestigingsplaat 340 voor de hulpcilinder een aantal van schroefdraad voorziene boutgaten 346 voorzien ter opname van de uiteinden van de bouten 310 voor het stevig bijeen houden van het in 40 figuur 1 afgebeelde samenstel. Op deze wijze worden de pomp 70 en de t 88 02528 9 hulpzuiger 30 stevig bevestigd aan de centrale bevestigingsplaten 300 en 340. In het bevestigingsplaatsamenstel bevindt zich het kogelschroefspil- en moersamenstel 40 dat vervolgens zal worden besproken.

5. Kogelmoerspil- en schroefsamenstel 40. In figuur 1 is het ko-5 gelmoer- en schroefspilsamenstel 40 volgens de onderhavige uitvinding getoond. Het kogel spil- en schroefspi1 samenstel 40 verbindt de bovenste aandrijfzuiger 32 aan de hulpzuigerstang 250. De kogelschroefspil 42 vormt een verbinding met het van schroefdraad voorziene uiteinde 254 van stang 250. De kogelschroefspil 42 wordt aangedreven door een kogel-10 moer 44 die op conventionele wijze door een spie vastgezet is aan het rechte tandwiel 46. Op conventionele wijze wordt het rechte tandwiel 46 verdraaid waarbij dit aangedreven wordt door tandwiel 48. Wanneer het rechte tandwiel 46 verdraait verdraait eveneens de kogelmoer 44 welke de kogelschroefspil 42 axiaal aandrijft in de richting van pijl 34.

15 Zoals afgebeeld in figuur 1 werkt de kogelschroefspil 44 samen met de bovenste zuiger 42 en de hulpzuigerstang 250, geregeld door de stap-penmotor 60 op de volgende te bespreken wijze. Er wordt op gewezen dat hoewel een kogelschroefspil beschreven is, ook andere schroefspiIsamen-stellen, zoals een van ACME schroefdraad voorziene schroefspil zouden . 20 kunnen worden gebruikt vanwege de lagere belasting op de loopbanen (of draden) zoals vervolgens zal worden besproken.

6. Samenstel met tandwielvertragingsinrichting 50 en stappenmotor 60 samenstel. Het aandrijfsamenstel bestaat uit stappenmotor 60 en een tandwielvertragingssamenstel 50 zoals afgebeeld in figuur 1. Er wordt 25 uitdrukkelijk op gewezen echter dat elke conventionele aandrijvingsbron welke een koppel overbrengt op tandwiel 48 van figuur 1 gebruikt kan worden volgens de onderhavige uitvinding. Bij de voorkeursuitvoering van de onderhavige uitvinding wordt een conventionele stappenmotor 60 gebruikt bijvoorbeeld model M106-178, code H-B, vervaardigd door Compu-30 motor, 1179 N. McDowell Blvd., Petaluma, CA 94952. De motor levert een maximum vermogen van 0,14 pk (110,3 watt) en een maximaal koppel van 700 oz.-inch. (5,33 nm). Hij bezit een maximaal werkvermogen van 0,07 pk (51,5 watt) bij 120 omwentelingen per minuut.

De stappenmotor 60 is op conventionele wijze door een soepele kop-35 peling 52, bijvoorbeeld model nr. H/C MC7C200-24-20 vervaardigd door Helical Products Co., Inc., P.0. Box 1069, Santa Maria, CA 93456 bevestigd. De soepele koppeling 52 is op zijn beurt bevestigd aan een tand-wielvertragingsinrichting 54 vervaardigd door Advanced Energy Technology, 839 Pearl Street, Box 4544, Boulder, CO 80306 als model nr. AET nr.

40 100-I-H/T. De tandwielvertragingsinrichting 54 is vervolgens verbonden 880*328 10 door middel van een spie 56 aan het rechte tandwiel 48. Rond de tandwiel vertragingsinrichting 54 is een huis 58 gevormd voor het op conventionele wijze ondersteunen van de motor 60.

Doel van de stappenmotor 60 is het verschaffen van de aandrijving 5 van de zuiger 32 in de richting van de pijl 36 voor het verplaatsen van het hogedruk fluidum door poort 28 met behulp van de druk in de hulp-zuiger 30.

7. Werking van het systeem. De hybride fluidumpomp 10 volgens de onderhavige uitvinding verschaft een afvoer van onder hoge druk staand 10 fluidum zoals een gas of vloeistof door poort 28. De pomp 70 wordt aangedreven door een motor 60 met laag vermogen aangezien de hoofdaandrijving verschaft wordt door de versterker of de hulpzuiger volgens de onderhavige uitvinding.

Door de onderhavige uitvinding wordt, zoals afgebeeld in de uit-15 voering met de twee pompen van figuur 4, de noodzaak vermeden om twee kostbare en krachtige motoren te gebruiken, doordat spanningsverster-king wordt toegepast die opgewekt wordt door het hulpzuigersamenstel 30 op de as van de kogelschroefspil 42 voor elke pomp. Het hulpzuigersamenstel 30 levert het grootste gedeelte van de aandrijfkracht 400 die 20 nodig is voor het aandrijven van zuiger 32 in pomp 1 in bovenwaartse richting ter opwekking van de verplaatsing PI onder hoge druk door poort 28. Zoals afgebeeld in figuur 4 is het oppervlak van zuiger 240 bij benadering tien keer zo groot als dat van zuiger 32. Wanneer derhalve een constante gasdruk van 700 psi (0,51 megapascal) heerst in de 25 hulpkamer (410), aangeduid met de druk PB, zal de evenwichtsdruk PI (indien er geen wrijving in het systeem zou zijn) in de kamer 24 van de bovenste cilinder 7000 psi (5,14 megapascal) bedragen. Derhalve kan op elk moment de kracht op de hogedrukzuiger van PI bij benadering vereffend worden door de pneumatische druk PB op de hulpzuiger 240 indien PB 30 1/10 de is van de waarde van PI. Een belangrijk effect van de kogel- schroefspil 42 is dat de elkaar tegenwerkende krachten tot lagere span ningen leiden op de kogels en de kogel loopbanen van de kogel schroefspi1 dan gewoonlijk optreden waardoor een aanzienlijk langere levensduur wordt verschaft.

35 Bij dergelijke hoge drukken treedt de slag van de bovenste zuiger 32 en de onderste zuiger 240 bij voorkeur een keer per minuut op.

In beginsel zou de druk PB in kamer 410 aangepast kunnen worden voor het vereffenen van de druk PI die afgeleverd is aan het boven-stroomse eind van een element zoals kernmonster 712 dat getest wordt, 40 of voor het vereffenen van de benedenstroomse druk P2 aan het afvoer- *8802328 11 eind van het monster 712 of voor een bepaalde druk daartussen. In de praktijk is het echter het beste om de benedenstroomse druk P2 te vereffenen. In deze situatie behoeft de aandrijvende kracht FM1, afkomstig van de motor 60, slechts de verschildruk, ΔΡ * PI - P2, vermenigvuldigd 5 met het dwarsdoorsnede-oppervlak van de aandrijfzuiger 32 plus de wrij-vingskrachten in de pomp 1 (dat wil zeggen de wrijving in de drukaf-dichtingen, in de kogel schroefspil en tandwielen en lagers, in de mo-torvertragingsoverbrenging en in de motor zelf) te overwinnen wanneer de aandrijfzuiger 32 beweegt in de richting van pijl 400 en het fluidum 10 in het kernmonster 712 verplaatst. De aandrijvende hulpkracht geleverd door het hulpzuigersamenstel 30 verschaft de resterende kracht welke het dwarsdoorsnede-oppervlak van zuiger 340 vermenigvuldigd met de vooraf bepaalde lage druk PB bedraagt.

In een voorkeursuitvoering, waarbij het fluidum gerecirculeerd 15 wordt, zijn tenminste twee van de hierboven beschreven hybride pompsa-menstellen nodig, zoals afgebeeld in figuur 4. Terwijl pomp 1 het fluidum aflevert via leiding 21, door vierweg klep 23, en door leiding 25 aan kernmonster 712, neemt pomp 2 bij benadering dezelfde massasterkte van de fiuidumstroming op afkomstig van het kernmonster 712 door lei-20 ding 27, door vierwegklep 23, door leiding 29 en in de poort 28. Derhalve wordt dit tweede hybride pompsamenstel gevuld met het onder hoge druk staande gas op een druk P2 terwijl pomp 1 het onder hoge druk staande gas op druk PI aflevert. De pneumatische lagedruk hulpcilinders zijn aan elkaar verbonden door leiding 403, zodat wanneer pomp 2 terug 25 beweegt in de richting van de pijl 500, het lagedruk hulpgas uit zijn hulpkamer 410 verplaatst wordt in de hulpkamer 410 van pomp 1. Derhalve behoeft gedurende de tijd dat de pomp 2 terug beweegt, zijn motor slechts voldoende aandrijvende kracht, FM2, te leveren voor het overwinnen van wrijvingskrachten. De kracht veroorzaakt door druk P2 wordt 30 precies vereffend door de kracht veroorzaakt door druk PB. Aangezien pomp 1 op bij benadering dezelfde volumetrische sterkte naar voren beweegt waarop pomp 2 naar achteren beweegt, blijft de hulpdruk PB in de tijd bij benadering constant.

8. Gas/vloeistof permeametersysteem. In figuur 5 is een gas/vloei-35 stof permeametersysteem getoond op basis van de hybride hogedruk pompen van de onderhavige uitvinding. Daarbij wordt een kernprophouder 700 toegepast die het kernmonster 702 bevat. Onder hoge druk staand gas wordt via leiding 704 toegevoerd en onder hoge druk staande vloeistof wordt toegevoerd via leiding 706. De gecombineerde onder hoge druk 40 staande gas en vloeistof worden vanuit het kernmonster 702 via leiding -8802528 12 708 toegevoerd aan de gas-vloeistofscheidingsinrichting 710. Door een druksensor 712 wordt de drukval gemeten over het kernmonster 702. Zoals genoemd bezitten de inkomende drukken van het gas en de vloeistof een ordegrootte van 7000 psi (48,3 megapascal), terwijl de uitgaande druk 5 in leiding 708 6950 psi (47,9 megapascal) is terwijl een verschil druk van 50 psi (0,35 megapascal) wordt gemeten door drukopnemer 712. Er wordt uitdrukkelijk op gewezen dat andere hoge drukwaarden gebruikt zouden kunnen worden volgens de uitvinding.

In figuur 5 wordt door drie hybride hogedrukpompen 720, 722 en 724 10 het onder hoge druk staande gas via leiding 704 toegevoerd aan het kernmonster 702. Tussen elke pomp 720, 722 en 724 en leiding 704 bevindt zich een klep 726, 728 en 730. Net zo bevindt zich tussen elke pomp 720, 722 en 724 en de gasterugvoerleiding 732 een terugslagklep 734, 736 en 738. De kamers van de hulpzuigers van de pompen 720, 722 en 15 724 zijn via een gemeenschappelijke leiding 740 via de poorten 222 onderling verbonden. Door drukopnemers 742, 744 en 746 wordt de druk die door de pompen 720, 722 en 724 resp. wordt afgegeven nauwkeurig gemeten.

Er is een stel van drie hybride pompen 750, 752 en 754 voor het 20 afleveren van de onder hoge druk staande vloeistof via leiding 706 aan kernmonster 702. Tussen leiding 706 en elk van de pompen 750, 752 en 754 bevindt zich een stel van drie kleppen 756, 758 en 760. Tussen de vloeistofterugvoerleiding 762 en elk van de drie pompen 750, 752 en 754 bevindt zich een stel van drie kleppen 764, 766 en 768. Net zo wordt 25 door een gemeenschappelijke leiding 770 elk van de hulpzuigers van pomp 750, 752 en 754 aan elkaar verbonden. Door drukopnemers 772, 774 en 776 worden de drukken van de door de pompen 750, 752 en 754 resp. afgele-verde vloeistof gemeten.

Bij het in figuur 6 afgebeelde systeem hoort eveneens een computer 30 780 voor het regelen van de stappenmotoren 782, 784, 786, 788, 790 en 792. Elke motor wordt naar keuze verbonden met zijn hybride pomp zoals hiervoor besproken. De computer 780 ontvangt de gasdrukken afkomstig van de drukopnemers 742, 744 en 746 en de vloeistofdrukken afkomstig van de opnemers 772, 774 en 776. De computer 780 regelt verder de gas-35 toevoerkleppen 726, 728 en 730 en de gasterugvoerkleppen 734, 736 en 738. Bovendien regelt de computer 780 het openen en sluiten van de vloeistoftoevoerkleppen 756, 758 en 760 en het openen en sluiten van de vloeistofterugvoerkleppen 764, 766 en 768.

De drie hybride gaspompen 720, 722 en 724 voeren continu onder ho- 40 ge druk staand gas via leiding 704 toe aan kernmonster 702. Tijdens het 13 toevoeren van het onder hoge druk staande gas, bevindt de hulpzuiger van elk van de pompen zich op een constante druk aangezien door leiding 740 elk van de kamers van de hulpzuigers aan elkaar verbonden zijn. Volgens de voorkeursuitvoering bezit de leiding 704 een toevoerdruk van 5 7000 psi (48,3 megapascal) en bezit leiding 732 een opneemdruk van 6950 psi (47,9 megapascal) (waarbij de verschildruk 50 psi is (0,35 megapascal)). De druk in leiding 740 en in elke hulpkamer wordt ingesteld op 695 psi (4,79 megapascal) aangezien het oppervlak van de hulpzuiger volgens de voorkeursuitvoering tien keer zo groot is als het oppervlak 10 van de toevoerzuiger. Zoals in het volgende zal worden toegelicht verschaffen de stappenmotoren 782, 784 en 786 slechts voldoende aandrij-vingskracht voor het overwinnen van de wrijving van het hybride pomp-systeem en de verschildruk over het permeametersysteem veroorzaakt door de stroom!eidingen, de kleppen en het kernmonster 702.

15 Het in figuur 5 afgeheelde systeem is een gegeneraliseerd systeem dat in wezen de toepassing toont van twee of meer pompen voor het toevoeren van het gas en twee of meer pompen voor het toevoeren van de vloeistof. Het toepassen van meer dan twee pompen leidt tot een meer continue stroming van het onder hoge druk staande gas door het kernmon-20 ster 702.

In figuur 6 wordt de werking van het systeem van figuur 5 getoond. Figuur 6 toont een grafiek van de bewegingssnelheid van de zuigers 32 voor elk van de pompen 720, 722 en 724 bij bedrijfmet constante snelheid. In figuur 6 toont, voor hybride pomp 720, grafiek A dat zuiger 25 32a in een positieve richting naar boven beweegt op een constante snelheid V, vanaf tijdstip tO tot tijdstip t3. Op tijdstip t3 nadert zuiger 32a het bovenste eind van de cilinder en begint te vertragen totdat hij de snelheid nul bereikt op tijdstip t4. Tijdens het tijdsinterval tO tot t3 wordt hogedrukfluidum van 7000 psi (48,3 megapascal) (deze druk 30 hoeft echter niet constant te zijn in de tijd) toegevoerd door de open klep 726 via de leiding 704 en door het kernmonster 702. Gedurende dat tijdsinterval wordt de klep 734 die de terugvoer vormt van leiding 732, gesloten. Door opnemer 742 wordt de druk van het gas, GA, dat toegevoerd wordt gemeten. Gedurende het tijdsinterval tO tot t3 beweegt de 35 bijbehorende hulpzuiger 240a naar boven in de hul peilinder. De druk op de hulpzuiger is constant en altijd 695 psi (4,79 megapascal). Derhalve behoeft de motor 782 die de beweging overbrengt op de zuiger 32a slechts voldoende krachtig te zijn om de wrijvingskrachten in de pomp en de hiervoor besproken verschildruk van het systeem inclusief de ver-40 schildruk gemeten door opnemer 712 over kernmonster 702 te overwinnen.

o afioma 14

Gedurende het tijdsinterval tO tot tl beweegt de hybride pomp 722 zoals getoond in grafiek B van figuur 7 naar beneden met een negatieve constante snelheid, -V. Er wordt op gewezen dat gedurende het tijdsinterval tO tot tl de pomp 720 het onder hoge druk staande gas toevoert 5 aan de toevoer!ei ding 704 terwijl de pomp 722 het onder hoge druk staande gas opneemt van de terugvoer!eiding 732. Aangezien het teruggevoerde gas zich op een lagere druk bevindt dan het toegevoerde gas, moet pomp 722 op een iets hogere sterkte werken dan pomp 720. Op tijdstip tl nadert de zuiger 32b het onderste eind van de slag en begint 10 hij tot snelheid nul te vertragen. Gedurende het tijdsinterval tO tot t2 wordt de klep 728 gesloten en is de klep 736 open zodat het onder hoge druk staande gas in de leiding 732 (dat wil zeggen 6950 psi (47,9 megapascal)) toegevoerd wordt door de open klep 736 aan de kamer boven de zuiger 32b. Derhalve behoeft gedurende dit tijdsinterval de stappen-15 motor 784 slechts voldoende vermogen te leveren om de wrijvingskrachten in het pompsamenstel te overwinnen waarbij bedacht moet worden dat hij een weerstand ondervindt die bij benadering constant is op 695 psi (4,79 megapascal) (equivalent van 6950 psi (47,9 megapascal)) in de hulpkamer onder de zuiger 240b. Wanneer de snelheid van zuiger 32b nul 20 benadert, sluit computer 780 klep 736. In figuur 6 is een kleine opwaartse beweging afgebeeld als een bult 800b. Deze beweging van zuiger 32b waarbij hij een weinig naar boven beweegt, vervolgens vertraagt en stopt is nodig om het gas te comprimeren dat zich bevindt boven zuiger 32b dat zich aanvankelijk op een druk van 6950 psi (47,9 megapascal) 25 bevond, tot een druk gelijk aan de op dat moment toevoerende pomp 32a, of ongeveer 7000 psi (48,3 megapascal). Nadat dit comprimeren voltooid is, (dat wil zeggen nadat pomp 800b stopt), opent computer 780 klep 728 zodat de hybride pomp 722 zich in de positie bevindt voor de aandrijf-cyclus. Zoals echter afgebeeld in figuur 6, blijft de snelheid van de 30 hybride pomp 722 nul tot tijdstip t3. De hybride pomp 724 bevindt zich gedurende het tijdsinterval tO tot tl in het bovenste gedeelte van de aandrijfslag en beweegt niet. De kleppen 730 en 738 worden gesloten door de computer 780. Vanwege de "neerwaartse bult", 800c echter welke eenzelfde functie vervult als 800b, wordt de druk boven de pomp 724 35 verminderd van de toevoerdruk, 7000 psi (48,3 megapascal) tot de op-neemdruk, 6950 psi (47,9 megapascal) waarna klep 738 wordt geopend. Op dat moment is stappenmotor 786 niet in werking. Op tijdstip tl wordt zuiger 32c naar beneden bewogen door stappenmotor 786 waarbij hij constant versneld wordt totdat hij een constante snelheid bereikt op tijd* 40 stip t2 welke hij behoudt tot tijdstip t5. Wederom wordt erop gewezen

> &86132S

15 dat gedurende tijdsinterval t2 tot t3 de pomp 720 onder hoge druk staand gas toevoert aan de toevoer!eiding 704 terwijl tegelijkertijd pomp 724 het onder hoge druk staande gas in terugvoer!eiding 732 opneemt. Gedurende het overgangstijdsinterval van tl tot t2 bezitten ver-5 der beide pompen 722 en 724 een negatieve snelheid, welke wanneer deze opgeteld worden samen een weinig de positieve snelheid van pomp 720 overtreffen.

Derhalve vindt gedurende het toevoeren van het onder hoge druk staande gas door leiding 704, het toevoeren plaats van tijdstip tO tot 10 tijdstip t3 door middel van hybride pomp 720. Gedurende de eerste helft van deze cyclus, ontvangt de hybride pomp 722 het teruggevoerde gas via leiding 732 en gedurende de tweede helft van de tO, t3 cyclus, ontvangt hybride pomp 724 de overblijvende terugvoerdruk via leiding 732.

Er wordt op gewezen dat het systeem geregeld wordt door de compu-15 ter 780 en dat twee of meer hybride pompen gebruikt kunnen worden voor het toevoeren van het gas of de vloeistof aan het kernmonster 702. Het gebruik van meer dan twee hybride pompen voor het toevoeren van de vloeistof of het gas leidt tot een systeem zoals afgebeeld in figuur 5 dat continu het gas en de vloeistof toevoert aan en opneemt van het 20 kernmonster 702.

Belangrijk is dat elk van de stappenmotoren 782 tot 792 slechts zo krachtig hoeft te zijn om de wrijving plus de verschil druk van het systeem tengevolge van het handhaven van een constante hulpdruk in leiding 740 onder de hulpzuigers te overwinnen.

25 Hoewel de voorkeursuitvoering met een bepaalde gedetailleerdheid is toegelicht, zal het duidelijk zijn dat veranderingen en aanpassingen aangebracht kunnen worden in de constructie zonder buiten de omvang van de nu volgende conclusies te vallen.

-&S02328

Claims (10)

1. Hybride fluidumpomp (10) voor het toevoeren van een onder hoge druk staand fluïdum, welke hybride fluidumpomp bevat: een bovenste aandrijfcilinder (22), 5 een bovenste aandrijfzuiger (32) die zich bevindt in de genoemde bovenste aandrijfcilinder, welke bovenste aandrijfzuiger een gevormde poort (28) bezit waardoor het genoemde onder hoge druk staande fluïdum (P) wordt toegevoerd, een bovenste kamer (24) aangebracht boven de genoemde aandrijfzui-10 ger en in de genoemde bovenste aandrijfci!inder voor het opnemen van het genoemde onder hoge druk staande fluïdum, een schroefspil (40), middelen die aan een uiteinde van de genoemde schroefspil verbonden zijn voor het koppelen aan de genoemde bovenste aandrijfzuiger ten-15 einde de genoemde bovenste aandrijfzuiger in de genoemde bovenste aandri jfcil inder te bewegen waardoor het genoemde onder hoge druk staande fluïdum gecomprimeerd wordt en verplaatst wordt in de genoemde bovenste kamer tot aan een gewenste uitlaatdruk (P) ter verplaatsing door poort (28), 20 middelen (46, 48) gekoppeld aan de genoemde schroefspil voor het axiaal aandrijven van de genoemde schroefspil, een hul peilinder (210), een hulpzuiger (240) aangebracht in de genoemde hul peilinder en verbonden aan het tegenover liggende eind van de genoemde schroefspil, 25 waarbij het oppervlak van de genoemde hulpzuiger tenminste een orde grootte groter is wat betreft zijn afmeting dan het oppervlak van de genoemde bovenste aandrijfzuiger, een hulpkamer (410) gevormd onder de genoemde hulpzuiger in de genoemde hul peilinder ter handhaving van een vooraf bepaalde constante 30 versterkingsdruk (PB), welke vooraf bepaalde constante versterkingsdruk een hulpaandrijvingskracht (FD) verschaft op de genoemde schroefspil in de richting van het bewegen van de genoemde aandrijfzuiger in de aandri jfcilinder teneinde het genoemde onder hoge druk staande fluidum te comprimeren in de genoemde bovenste kamer en het onder hoge druk staan-35 de fluidum te verplaatsen uit de genoemde bovenste kamer, en een stappenmotor en vertragingsinrichting (50, 60) verbonden aan het genoemde aandrijfmiddel voor het toevoeren van een aanvullende aandri jfkracht (FM1) voor het axiaal bewegen van de genoemde schroefspil tijdens een aandrijfslag ter verplaatsing van het genoemde onder hoge 40 druk staande fluidum in de genoemde bovenste kamer, welke aanvullende > aaoma It aandrijfkracht (FM1) gelijk is aan de verschildruk van het genoemde systeem vermenigvuldigd met het dwarsdoorsnede-oppervlak van de genoemde bovenste aandrijfzuiger plus de wrijvingskrachten die voorkomen in de genoemde hybride pomp doch minder dan de genoemde hulpaandrijf-5 kracht, welke stappenmotor geschikt is om de genoemde kogel schroefspil aan te drijven bij een terugkeerslag.

2. Systeem met tenminste twee hybride f1 uidumpompen (10) voor het toevoeren en opnemen van een onder hoge druk staand fluidim naar en van een element (712) in het genoemd systeem, welk systeem bevat, 10 waarbij elk van de genoemde hybride fluidumpompen bevat: een bovenste aandrijfcilinder (22), een bovenste aandrijfzuiger (32) in de genoemde bovenste aandrijfcilinder, welke bovenste aandrijfzuiger een gevormde poort (28) bezit waar doorheen het genoemde onder hoge druk staande fluidtm (P) wordt 15 toegevoerd en opgenomen, een bovenste kamer (24) boven de genoemde aandrijfzuiger en in de genoemde bovenste aandrijfcilinder voor het opnemen van het genoemde onder hoge druk staande fluidum, een schroefspil (42), 20 middelen (44) verbonden aan een eind van de genoemde schroefspil voor het koppelen van de genoemde bovenste aandrijfzuiger teneinde de genoemde bovenste aandrijfzuiger in de genoemde bovenste aandrijfcilinder te bewegen teneinde het genoemde onder hoge druk staande fluidum in de genoemde bovenste kamer te comprimeren tot aan een gewenste afvoer-25 druk (P) ter verplaatsing door de genoemde poort, middelen (46, 48) die samenwerken met de genoemde koppelingsmidde-len voor het axiaal aandrijven van de genoemde schroefspil, een hulpcilinder (210), een hulpzuiger (240) in de genoemde hulpcilinder en verbonden aan 30 het tegenover liggende eind van de genoemde schroefspil, een hulpkamer (410) gevormd onder de genoemde hulpzuiger en in de genoemde hulpcilinder voor het opnemen van een fluidum met een vooraf bepaalde constante versterkingsdruk (PB), welke vooraf bepaalde constante versterkingsdruk een hulpaandrijfkracht (FB) verschaft op de ge-35 noemde schroefspil in de richting van het bewegen van de genoemde aandrijfzuiger in de aandrijfcilinder teneinde het genoemde onder hoge druk staande fluidun in de genoemde bovenste kamer te verplaatsen, en middelen (50, 60) verbonden aan de genoemde samenwerkingsmiddelen voor het toevoeren van een aanvullende aandrijfkracht (FM1) voor het 40 axiaal bewegen van de genoemde schroefspil tijdens een aandrijfslag ter - 8802328 t verplaatsing van het genoemde onder hoge druk staande fluidum in de genoemde bovenste kamer, welke aanvullende aandrijfkracht (FM1) gelijk is aan de verschil druk van het genoemde systeem over het genoemde element vermenigvuldigd met het dwarsdoorsnede-oppervlak van de genoemde boven-5 ste aandrijfzuiger plus de wrijvingskrachten aanwezig in de genoemde hybride pomp doch lager dan de genoemde hul paandri jfkracht, welk toe-voermiddel geschikt is om de genoemde schroefspil te bewegen tijdens een terugkeerslag ter verplaatsing van het genoemde fluidum in de genoemde hulpkamer, 10 middelen voor het verbinden van de genoemde poort (28) van de genoemde bovenste aandrijfzuiger (32) van een van de genoemde pompen aan een zijde van het genoemde element teneinde het genoemde fluidum op een vooraf bepaalde druk (PI) toe te voeren aan het genoemde element, middelen voor het verbinden van de genoemde poort (28) van de ge-15 noemde bovenste aandrijfzuiger (32) van de rest van de genoemde pompen aan de andere zijde van het genoemde element teneinde het fluidum op een vooraf bepaalde druk (P2) op te nemen uit het genoemde element, en middelen (403) voor het verbinden van de genoemde hulpkamers, in fluidumverbinding, teneinde de genoemde versterkingsdruk (PB) bij bena-20 dering constant te houden gedurende het genoemde toevoeren en opnemen van het genoemde fluidum naar en van het genoemde element.

3. Hybride pompen volgens conclusie 2 waarbij het oppervlak van de genoemde hulpzuiger groter is dan het oppervlak van de genoemde bovenste aandrijfzuiger zodat de druk in de genoemde hulpkamer lager is dan 25 de druk in de genoemde bovenste kamer.

4. Hybride pompen volgens conclusie 3 waarbij het genoemde hulp-zuigeroppervlak tenminste een orde grootte groter is dan het genoemde bovenste aandrijfzuigeroppervlak zodat de genoemde hulpkamerdruk een orde grootte lager is dan de genoemde bovenste kamerdruk.

5. Systeem met tenminste twee hybride f1 uidumpompen (10) voor het toevoeren van een onder hoge druk staand fluidum naar en van een element (712) in het genoemde systeem, welk systeem bevat: waarbij elk van de genoemde hybride fluidumpompen bevat: een aandrijfzuigersamenstel (20) welk aandrijfzuigersamenstel een 35 gevormde poort (28) bezit waardoor het genoemde onder hoge druk staande fluidum toegevoerd wordt en opgenomen wordt, welk aandrijfzuigersamenstel een aandrijfslag bezit voor het comprimeren en verplaatsen van het genoemde onder hoge druk staande fluidum op een gewenste afvoerdruk (PI) voor het toevoeren van het genoemde fluidum aan het genoemde ele-40 ment alsmede een terugkeerslag voor het opnemen van het genoemde flui- .&&02m dum uit het genoemde element, * een schroefspil (42), middelen (44) verbonden aan een eind van de genoemde schroefspil voor het koppelen aan de genoemde aandrijfzuiger teneinde het genoemde 5 aandrijfzuigersamenstel aan te drijven tijdens de genoemde aandrijfslag waardoor het genoemde onder hoge druk staande fluidum op de genoemde gewenste afvoerdruk (PI) verplaatst wordt door de genoemde gevormde poort, middelen (46, 48) die samenwerken met het genoemde koppel ingsmid-10 del voor het axiaal aandrijven van de genoemde schroefspil, een hulpzuigersamenstel (30) verbonden aan het tegenover liggende eind van de genoemde schroefspil, welk hulpzuigersamenstel een aandrijfslag en een terugvoerslag bezit ter handhaving van een vooraf bepaalde bij benadering costante versterkingsdruk (PB), welke vooraf be-15 paalde constante versterkingsdruk een hulpaandrijvingskracht (B) verschaft op de genoemde schroefspil in de richting van de genoemde aandrijfslag van de genoemde aandrijfzuiger gedurende zowel de aandrijfslag alsmede de terugkeerslag van het genoemde hulpzuigersamenstel en middelen (50, 60) verbonden aan de genoemde samenwerkingsmiddelen 20 voor het toevoeren van een aanvullende aandrijfkracht (Fl) voor het axiaal bewegen van de genoemde schroefspil teneinde bij te dragen tot de genoemde aandrijfslag van de genoemde bovenste aandrijfzuiger, welke aanvullende aandrijfkracht (FM1) groter is dan de in de genoemde hybride pomp aanwezige wrijvingskrachten doch kleiner dan de genoemde hulp-25 aandrijvingskracht, middelen (21, 23, 25) voor het naar keuze verbinden van de genoemde poort (28) van de genoemde bovenste aandrijfzuiger (32) van een van de genoemde pompen tijdens zijn aandrijfcyclus aan een zijde van het genoemde element teneinde het genoemde fluidum op een vooraf bepaalde 30 druk (PI) toe te voeren aan het genoemde element, middelen (27, 23, 29) voor het naar keuze verbinden van de genoemde poort (28) van de genoemde bovenste aandrijfzuiger (32) van de resterende pomp tijdens zijn terugkeercyclus aan de andere zijde van het genoemde element teneinde het fluidum op een vooraf bepaalde druk (P2) 35 op te nemen uit het genoemde element, en middelen (403) voor het verbinden van de genoemde hulpkamers (402, 410), in fluidumverbinding, teneinde de genoemde versterkingsdruk (PB) constant te houden tijdens het genoemde toevoeren en opnemen van het genoemde fluidum aan en van het genoemde element.

6. Hybride pomp volgens conclusie 5 waarbij genoemde aandrijfzui- <· gersamenstel een zuiger (32) bevat, het genoemde hulpzuigersamenstel een zuiger (240) bevat en waarbij het oppervlak van de genoemde hulp-zuiger groter is dan het oppervlak van de genoemde aandrijfzuiger zodat de genoemde hulpdruk lager is dan de genoemde hoge druk.

7. Hybride pomp volgens conclusie 6 waarbij het genoemde hulpzui- geroppervlak tenminste een orde grootte groter is dan het genoemde bovenste zuigeroppervlak.

8. Hybride fluidumpomp (10) voor het toevoeren van fluïdum op een vooraf bepaalde hoge druk (P), welke hybride fluidumpomp bevat: 10 een hogedruk zuigersamenstel (20) bevattende: (a) een hogedruk cilinder (22), (b) een hogedruk zuiger (32) in de genoemde hoge drukcilinder, (c) een hogedruk kamer (24) gevormd tussen de genoemde hogedruk cilinder en de genoemde hogedruk zuiger die het genoemde fluïdum bevat, 15 en (d) middelen (28) in de genoemde cilinder voor het toevoeren van het genoemde fluïdum uit de genoemde hogedruk kamer, welk hogedruk zuigersamenstel een aandrijfslag bezit voor het verplaatsen van het fluïdum in de genoemde hogedruk kamer op de genoemde 20 vooraf bepaalde hoge druk door het genoemde toevoermiddel alsmede een terugkeerslag, een lagedruk zuigersamenstel (30) bevattende: (a) een lagedruk cilinder (210), (b) een lagedruk zuiger (240) aangebracht in de genoemde lagedruk 25 cilinder, waarbij het oppervlak van de genoemde lagedruk zuiger tenminste een orde van grootte groter is dan het oppervlak van de genoemde hogedruk zuiger, (c) een lagedruk kamer (410) gevormd tussen de genoemde lagedruk cilinder en de genoemde lagedruk zuiger, en 30 (d) een gas dat zich bevindt in de genoemde lagedruk kamer, welke lagedruk zuigersamenstel een aandrijfslag bezit voor het verplaatsen van het genoemde gas in de genoemde lagedruk kamer op een vooraf bepaalde constante lage druk (PB) alsmede een terugvoerslag, welke vooraf bepaalde constante lage druk tenminste een orde van groot-35 te kleiner is dan de genoemde vooraf bepaalde hoge druk, welke lagedruk zuiger een opwaartse kracht verschaft op de genoemde hogedruk zuiger gelijk aan de genoemde vooraf bepaalde lage druk vermenigvuldigd met het dwarsdoorsnede-oppervlak van de genoemde lagedruk zuiger, middelen (70) voor het verbinden van de genoemde hogedruk zuiger 40 aan de genoemde lagedruk zuiger zodat wanneer de genoemde hogedruk zui- . &80>2.3£8 ger zich in zijn aandrijfslag bevindt de genoemde lagedruk zuiger zich ? in zijn terugkeerslag bevindt en wanneer de genoemde hogedruk zuiger zich in zijn terugkeerslag bevindt de genoemde lagedruk zuiger zich in zijn aandrijfslag bevindt, en 5 middelen (50, 60) gekoppeld aan het genoemde verbindingsmiddel, het genoemde hogedruk zuigersamenstel en het genoemde lagedruk zuiger-samenstel voor het aandrijven van de hogedruk zuiger tijdens zijn aandrijfslag, waarbij de aandrijfkracht (FM) van het genoemde aandrijfmid-del gelijk is aan de verschildruk van het genoemde systeem vermenigvul-10 digd met het dwarsdoorsnede-oppervlak van de genoemde hogedruk zuiger plus de wrijvingskrachten in de genoemde hybride pomp.

9. Een hogedruk fluidum permeameter met hybride pomp voor het meten van de relatieve permeabiliteit van een kernmonster (712), welke permeameter bevat: 15 een kernhouder (700) ter opname van het genoemde kernmonster, een toevoer!eiding (704) voor het onder hoge druk staande fluïdum verbonden aan de invoer van de genoemde kernhouder (700), een terugvoer!eiding (708) voor het onder hoge druk staande fluïdum verbonden aan de genoemde afvoer van de genoemde kernhouder, 20 tenminste twee hybride hoge druk fluidumpompen (720, 750) verbonden aan de genoemde fluidumtoevoerleiding en de genoemde fluidumterug-voerleiding, waarbij elk van de genoemde hybride hoge drukgaspompen bevat: (a) een aandrijfzuigersamenstel (20), welk aandrijfzuigersamenstel 25 een gevormde poort (28) bezit waar doorheen het genoemde onder hoge druk staande fluïdum toegevoerd wordt aan de genoemde fluidumtoevoer-leiding en opgenomen wordt uit de genoemde fluidumterugvoerleiding en een aandrijfzuiger (32), welk aandrijfzuigersamenstel een aandrijfslag bezit voor het verplaatsen van het genoemde onder hoge druk staande 30 fluïdum door de genoemde poort en een terugkeerslag, (b) middelen (50) verbonden aan het genoemde zuigersamenstel voor het aandrijven van de genoemde aandrijfzuiger tijdens de genoemde aandrijfslag, (c) een hulpzuigersamenstel (30) verbonden aan het genoemde aan-35 drijfmiddel, welk hulpzuigersamenstel een aandrijfslag bezit en een terugkeerslag voor het handhaven van een vooraf bepaalde constante ver-sterkingsdruk, welke vooraf bepaalde constante versterk!ngsdruk een hulpaandrijfkracht verschaft op het genoemde aandrijfmiddel in de richting van de genoemde aandrijfslag van de genoemde aandrijfzuiger tij-40 dens zowel de aandrijfslag alsmede de terugkeerslag van het genoemde * 8&0Ζ324 hulpzuigersamenstel, en (d) middelen (782) verbonden aan het genoemde aandrijfmiddel voor het toevoeren van een aanvullende aandrijfkracht voor het leveren van een bijdrage aan de genoemde aandrijfslag van de genoemde aandrijfzui-5 ger, welke aanvullende aandrijfkracht groter is dan de wrijvingskrach-ten in de genoemde hybride pomp plus de verschil druk van de genoemde permeameter vermenigvuldigd met het dwarsdoorsnede-oppervlak van de genoemde aandrijfzuiger doch minder dan de genoemde hulpaandrijfkracht, welk toevoermiddel geschikt is om het genoemde aandrijfmiddel te bewe-10 gen in de richting van de genoemde aandrijfslag van de genoemde hulp-zuiger gedurende de terugkeerslag van het genoemde aandrijfzuigersamen-stel, middelen (740) verbonden aan elk van de genoemde hulpzuigersamen-stellen in de genoemde tenminste twee hybride hogedruk fluidumpompen 15 ter verschaffing van een fluidumverbinding teneinde de genoemde vooraf bepaalde constante versterkingsdruk in elk van de genoemde hulpzuiger-samenstellen te handhaven, en middelen (780) gekoppeld aan het genoemde toevoermiddel van elk van de genoemde hybride pompen teneinde tenminste een van de genoemde 20 pompen te bewegen in een richting voor het verschaffen van een hogedruk fluïdum in de genoemde toevoerleiding terwijl tenminste een van de genoemde overblijvende pompen bewogen wordt in een richting voor het opnemen van het onder hogedruk staande fluidum uit de genoemde terugkeer-1 ei ding.

10. Hogedruk fluidum permeameter voor het meten van de permeabili teit van een kernmonster (712), welke permeameter bevat: een kernhouder (700) ter opname van het genoemde kernmonster, een leiding (704) voor het toevoeren van het onder hoge druk staande fluidum verbonden aan de invoer van de genoemde kernhouder, 30 een terugvoerleiding (708) voor het onder hoge druk staande flui dum verbonden aan de genoemde afvoer van de genoemde kernhouder, tenminste twee hogedruk fluidumpompen (720, 750) verbonden aan de genoemde fluidumtoevoerleiding en de genoemde fluidumterugvoerleiding, waarbij elk van de genoemde hogedruk gaspompen bevat: 35 (a) een aandrijfzuigersamenstel (20), welk aandrijfzuigersamenstel een gevormde poort (28) bezit waar doorheen het genoemde onder hoge druk staande fluidum toegevoerd wordt in de genoemde fluidumtoevoerleiding en opgenomen wordt uit de genoemde fluidumterugvoerleiding en een aandrijfzuiger (32), 40 (b) middelen (50) verbonden aan het genoemde zuigersamenstel voor ^ 8 8 0 2 3 2 8 het aandrijven van het genoemde zuigersamenstel tijdens een aandrijf- * slag, (c) een hulpzuigersamenstel (30) verbonden aan het genoemde aan-drijfmiddeT, welk hulpzuigersamenstel een aandrijfslag bezit en een te-5 rugkeerslag voor het handhaven van een vooraf bepaalde constante versterk! ngsdruk, welke vooraf bepaalde constante versterk!ngsdruk een hulpaandrijfkracht verschaft op het genoemde aandrijfmiddel in de richting van de genoemde aandrijfslag van de genoemde aandrijfzuiger tijdens de terugkeerslag van het genoemde hulpzuigersamenstel, en 10 (d) middelen (782) verbonden aan de genoemde aandrijfmiddelen voor het toevoeren van een aanvullende hulpkracht voor het leveren van een bijdrage aan de genoemde aandrijfslag van de genoemde aandrijfzuiger, welke toevoermiddelen geschikt zijn om de genoemde aandrijfmiddelen te bewegen in de richting van de genoemde aandrijfslag van de genoemde 15 hulpzuiger tijdens de terugkeerslag van het genoemde aandrijfzuigersamenstel , middelen verbonden aan elk van de genoemde hulpzuigersamenstelTen in de genoemde tenminste twee hybride hogedruk fluidumpompen ter verschaffing van een fluidumverbinding teneinde de genoemde vooraf bepaal-20 de constante versterk!ngsdruk te handhaven in elk van de genoemde hulp-zu i gersamenstel1 en, en middelen (780) gekoppeld aan de genoemde toevoermiddelen van elk van de genoemde hybride pompen teneinde tenminste een van de genoemde pompen te doen bewegen in een richting voor het verschaffen van een ho-25 gedruk fluidum in de genoemde toevoer!eiding zodanig dat tenminste een van de genoemde resterende pompen bewogen wordt in een richting voor het opnemen van het onder hoge druk staande fluidum uit de genoemde te-rugkeerleiding. ********* I8802323