RU156743U1

RU156743U1 - THREAD PISTON DRILLING PUMP

Info

Publication number: RU156743U1
Application number: RU2014151256/06U
Authority: RU
Inventors: Николай Михайлович Зацаринный; Владимир Федорович Терехов; Игорь Владимирович Антонов; Борис Васильевич Шишкунов
Original assignee: ООО "Волгоградский завод буровой техники" ООО "ВЗБТ"
Priority date: 2014-12-17
Filing date: 2014-12-17
Publication date: 2015-11-20

Abstract

Насос буровой трехпоршневой, содержащий установленные в корпусе приводную и гидравлическую части, в котором приводная часть состоит из приводного вала и кривошипно-шатунного механизма, связанного штоками с поршнями, установленными в корпусах трех сменных рабочих камер, гидравлическая часть выполнена разъемной, состоящей из нагнетательных и всасывающих коробок, оснащенных, соответственно, нагнетательным и всасывающим клапанами и соединенных, соответственно, с напорным и всасывающим коллекторами, отличающийся тем, что коробки нагнетания выполнены с V-образной нижней частью и расположены осями под тупым углом к осям рабочих камер.Three-piston drilling pump, containing a drive and hydraulic parts installed in the housing, in which the drive part consists of a drive shaft and a crank mechanism connected by rods with pistons installed in the housings of three replaceable working chambers, the hydraulic part is split, consisting of pressure and suction boxes equipped, respectively, with pressure and suction valves and connected, respectively, with pressure and suction manifolds, characterized in that the pressure boxes are made with a V-shaped bottom and are located at an obtuse angle to the axes of the working chambers.

Description

Полезная модель относится к технике, используемой при строительстве и ремонте скважин для добычи нефти и газа, в частности, к поршневым насосам, и может быть использована в составе как стационарных, так и передвижных насосных установок для нагнетания различных технологических жидкостей в скважину под высоким давлением.The utility model relates to equipment used in the construction and repair of wells for oil and gas production, in particular to piston pumps, and can be used in both stationary and mobile pumping units for injection of various process fluids into a well under high pressure.

Известен насос буровой трехпоршневой одностороннего действия типа 8Т-650, содержащий корпус с приводной и гидравлической частями, в котором приводная часть состоит из приводного вала и кривошипно-шатунного механизма, связанного штоками с поршнями, установленными в корпусах трех сменных рабочих камер, гидравлическая часть выполнена разъемная, состоящая из нагнетательных и всасывающих коробок, оснащенных соответственно нагнетательными и всасывающими клапанами, и соединенных соответственно с напорным и всасывающим коллектором, а также системами смазки, охлаждения поршневой группы и подогрева масла в картере насоса, предохранительную и контрольную аппаратуру, (см. описание к патенту на полезную модель Российской Федерации №92698 МПК F04B 19/22, опубл. 27.03.2010.).A well-known single-acting three-piston pump type 8T-650, comprising a housing with a drive and hydraulic parts, in which the drive part consists of a drive shaft and a crank mechanism, connected by rods with pistons installed in the bodies of three interchangeable working chambers, the hydraulic part is made detachable consisting of discharge and suction boxes equipped with discharge and suction valves, respectively, and connected to a pressure and suction manifold, respectively, as well as lubrication systems, piston group cooling and oil heating in the pump crankcase, safety and control equipment, (see the description of the utility model patent of the Russian Federation No. 92698 IPC F04B 19/22, published on 03/27/2010.).

Известный насос имеет цельный сварной корпус, обладает высоким коэффициентом наполнения и одновременно неудобен при техническом обслуживании.The known pump has a one-piece welded housing, has a high filling ratio and is at the same time inconvenient for maintenance.

При бурении скважин большое значение уделяется удобству и времени обслуживания оборудования, например, замены быстроизнашивающихся частей бурового насоса, а именно поршней, втулок, клапанов и т.д., что отрицательно сказывается на производительности буровых работ в целом.When drilling wells, great importance is given to the convenience and time of servicing equipment, for example, replacing wearing parts of a mud pump, namely pistons, bushings, valves, etc., which negatively affects drilling performance in general.

В известном устройстве всасывающий и нагнетательный клапаны в камере гидрокоробки расположены соосно, разделяя ее на области всасывания и нагнетания, при этом всасывающий и нагнетательный клапаны выполнены разными по величине. Такое расположение клапанов затрудняет техническое обслуживание устройства, так как замена всасывающего клапана сопровождается предварительным снятием нагнетательного клапана, что усложняет замену всасывающего клапана и увеличивает время замены и является его недостатками известного устройства. Снятие нагнетательного клапана связано с выпресовкой его седла, в результате чего возможно повреждение внутренней поверхности гидрокоробки и при последующей установке нагнетательного клапана не исключен промыв.In the known device, the suction and discharge valves in the hydrobox chamber are located coaxially, dividing it into the suction and discharge areas, while the suction and discharge valves are made different in magnitude. This arrangement of the valves complicates the maintenance of the device, since the replacement of the suction valve is accompanied by the preliminary removal of the discharge valve, which complicates the replacement of the suction valve and increases the replacement time and is its disadvantages of the known device. Removal of the discharge valve is associated with the extrusion of its seat, as a result of which the inner surface of the hydrobox can be damaged, and subsequent installation of the discharge valve does not exclude washing.

Известен насос буровой поршневой насос FMC Technologies, содержащий корпус с приводной и гидравлической частями, в котором приводная часть состоит из приводного вала и кривошипно-шатунного механизма, связанного штоками с поршнями, установленными в корпусах трех сменных рабочих камер, гидравлическая часть выполнена разъемная, состоящая из нагнетательных и всасывающих коробок, оснащенных, соответственно, нагнетательным и всасывающим клапанами, и соединенных, соответственно, с напорным и всасывающим коллектором, а также системы смазки, охлаждения поршневой группы и подогрева масла в картере насоса, предохранительную и контрольную аппаратуру, (коллекторами) (см. images.yandex.ru Насосы буровые поршневые, geomashsnab.ru).A well-known pump is a piston pump FMC Technologies, comprising a housing with a drive and hydraulic parts, in which the drive part consists of a drive shaft and a crank mechanism connected by rods to pistons installed in the housings of three interchangeable working chambers, the hydraulic part is made detachable, consisting of discharge and suction boxes, equipped with discharge and suction valves, respectively, and connected, respectively, to the pressure and suction manifold, as well as the lubrication system, cooled piston group and oil heating in the crankcase of the pump, safety and control equipment, (collectors) (see images.yandex.ru Piston boring pumps, geomashsnab.ru).

Конструктивное исполнение известного насоса позволяет упростить условия обслуживания за счет выполнения гидравлической части корпуса насоса из автономных частей и обеспечить замену частей гидравлической части корпуса насоса независимо друг от друга.The design of the known pump allows to simplify service conditions by performing the hydraulic part of the pump casing from autonomous parts and to ensure replacement of parts of the hydraulic part of the pump casing independently of each other.

В известном устройстве всасывающий и нагнетательный клапаны в камере гидрокоробки расположены L-образно. Унифицированы все узлы гидравлической части, а именно клапана, седла и т.д. Однако L-образное выполнение рабочей камеры увеличивает вредный объем, расположенный за пределами рабочей камеры. Более наглядно вредный объем при L-образном расположении всасывающих и нагнетательных клапанов представлен в учебнике С.И. Ефимченко, А.К. Прыгаев «Расчет и конструирование машин и оборудования нефтяных и газовых промыслов» издательство «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, Москва, 2006 г., стр. 439. Величина вредного объема отражается на сжимаемости жидкости при высоких давлениях, так как снижается кпд насоса, что является основным недостатком известного насоса.In the known device, the suction and discharge valves in the hydrobox chamber are L-shaped. All nodes of the hydraulic part are unified, namely valves, seats, etc. However, the L-shaped execution of the working chamber increases the harmful volume located outside the working chamber. A more clearly harmful volume with an L-shaped arrangement of suction and discharge valves is presented in the textbook S.I. Efimchenko, A.K. Prygaev "Calculation and design of machinery and equipment for oil and gas fields" publishing house "Oil and Gas" Russian State University of Oil and Gas named after THEM. Gubkina, Moscow, 2006, p. 439. The amount of harmful volume is reflected in the compressibility of the liquid at high pressures, since the efficiency of the pump decreases, which is the main disadvantage of the known pump.

Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является улучшение технических характеристик за счет снижения вредного объема и увеличения кпд насоса.The technical problem to which the utility model is aimed is to improve technical characteristics by reducing the harmful volume and increasing the efficiency of the pump.

Техническая задача решается тем, что насос буровой трехпоршневой содержит установленные в корпусе приводную и гидравлическую части, в котором приводная часть состоит из приводного вала и кривошипно-шатунного механизма, связанного штоками с поршнями, установленными в корпусах трех сменных рабочих камер, гидравлическая часть выполнена разъемная, состоящая из нагнетательных и всасывающих коробок, оснащенных, соответственно, нагнетательным и всасывающим клапанами, и соединенных, соответственно, с напорным и всасывающим коллекторами, при этом коробки нагнетания выполнены с V-образной нижней частью и расположены осями под тупым углом к осям рабочих камер.The technical problem is solved in that the three-piston drilling pump contains a drive and a hydraulic part installed in the housing, in which the drive part consists of a drive shaft and a crank mechanism connected by rods to pistons installed in the bodies of three interchangeable working chambers, the hydraulic part is detachable, consisting of discharge and suction boxes equipped, respectively, with discharge and suction valves, and connected, respectively, with pressure and suction manifolds, with this discharge boxes are made with a V-shaped lower part and are arranged axially at an obtuse angle to the axes of the working chambers.

Предлагаемый насос буровой трехпоршневой с предлагаемой конструкцией гидроблока позволяет:The proposed three-piston drilling pump with the proposed valve body design allows you to:

- сохранить упрощенные условия обслуживания;- maintain simplified terms of service;

- уменьшить до минимума вредный «паразитный» объем, увеличив тем самым коэффициент наполнения насоса, от которого зависит полезная или эффективная мощность и коэффициент полезного действия насоса;- minimize harmful "parasitic" volume, thereby increasing the filling factor of the pump, which determines the useful or effective power and the efficiency of the pump;

- обеспечить наименьшие затраты времени при монтаже, обслуживании и ремонте.- to ensure the least time spent on installation, maintenance and repair.

Предлагаемый насос буровой трехпоршневой иллюстрируется чертежами, где: на фиг. 1 изображен общий вид; на фиг. 2 - то же, вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2.The proposed three-piston drilling pump is illustrated by drawings, where: in FIG. 1 shows a general view; in FIG. 2 is the same, view A in FIG. one; in FIG. 3 is a section BB in FIG. 2.

Насос буровой трехпоршневой содержит блок 1 приводной, состоящий из установленного в корпусе кривошипно-шатунного механизма, и гидроблока 2 (корпус и кривошипно-шатунный механизм на чертеже условно не показаны).The three-piston drilling pump contains a drive unit 1, consisting of a crank mechanism installed in the housing, and a hydraulic unit 2 (the housing and the crank mechanism are not conventionally shown in the drawing).

Гидроблок выполнен из сменных втулок 3 цилиндровых и сменных сборных поршней 4, образующих три рабочие камеры, коллектора 5 всасывающего, коллектора 6 нагнетающего и разборной клапанной коробки.The valve body is made of replaceable bushings 3 of a cylinder and replaceable prefabricated pistons 4, forming three working chambers, a collector 5 of a suction, a collector 6 of a discharge and a folding valve box.

Сменная втулка 3 каждой рабочей камеры установлена в опорной втулке 7, закрепленной от поворота относительно корпуса посредством гайки 8 и планки 9. Каждая опорная втулка 7 выполнена со ступенчатой наружной поверхностью для обеспечения фиксации относительно корпуса и разборной клапанной коробки.A replaceable sleeve 3 of each working chamber is mounted in a support sleeve 7, secured against rotation with respect to the housing by means of a nut 8 and a strap 9. Each support sleeve 7 is made with a stepped outer surface to ensure fixation relative to the housing and a collapsible valve box.

Каждый сборный поршень 4 установлен на шток, соединенный со штоком блока приводного хомутом 10 (шток и шток блока на чертеже условно не показан).Each collection piston 4 is mounted on a rod connected to the rod block of the drive clamp 10 (the rod and rod of the block are not shown conventionally in the drawing).

Набор сменных втулок 3 цилиндровых с набором поршней имеют рабочие диаметры 180, 170, 160, 150, 140 мм, что позволяет изменять давление жидкости в насосе и обеспечивать необходимую подачу жидкости в зависимости от выполняемых на буровой установке работ, при этом наружный диаметр втулок 3 цилиндровых за счет увеличения толщины стенки остается постоянным, равным внутреннему диаметру опорных втулок 7.A set of replaceable 3 cylinder bushings with a set of pistons have working diameters of 180, 170, 160, 150, 140 mm, which allows you to change the fluid pressure in the pump and provide the necessary fluid supply depending on the work performed on the rig, while the outer diameter of the 3 cylinder bushings by increasing the wall thickness remains constant equal to the inner diameter of the support sleeve 7.

Коробки 12 нагнетания выполнены с V-образной нижней частью, что обеспечивает возможность расположения в каждой разборной клапанной коробке осей коробок 12 нагнетания под тупым углом к осям втулок 3 цилиндровых, позволяет уменьшить паразитный объем и обеспечить выравнивание (сглаживание) направления потока перекачиваемой жидкости. V - образная нижняя часть коробок 12 нагнетания с одной стороны имеет цилиндрическую выемку для установки на ступень опорной втулки 7, а с другой стороны - проточку в виде кольца для установки уплотнителя 15 (проточка на чертеже условно не показана).The injection boxes 12 are made with a V-shaped lower part, which makes it possible to arrange the axes of the injection boxes 12 in each collapsible valve box at an obtuse angle to the axes of the cylinder bushings 3, to reduce stray volume and to ensure alignment (smoothing) of the flow direction of the pumped liquid. The V - shaped lower part of the pressure boxes 12 has, on the one hand, a cylindrical recess for mounting on the step of the support sleeve 7, and on the other hand, a groove in the form of a ring for installing the seal 15 (the groove is not shown conventionally in the drawing).

Коробки 11 всасывания и коробки 12 нагнетания попарно соединены между собой шпильками 13 с гайками 14, что обеспечивает замену элементов гидравлической части насоса независимо друг от друга.The suction boxes 11 and the pressure boxes 12 are interconnected by pins 13 with nuts 14, which ensures replacement of the hydraulic parts of the pump independently of each other.

Каждая коробка 12 нагнетания прижата к опорной втулке 3 и закреплена на корпусе насоса шпильками 16 с гайками 17. Для уплотнения соединений между втулкой 3 цилиндровой и коробкой 12 нагнетания установлено кольцо 18 уплотнительное.Each injection box 12 is pressed against the support sleeve 3 and is fixed to the pump casing with studs 16 with nuts 17. To seal the joints between the cylinder sleeve 3 and the injection box 12, a sealing ring 18 is installed.

В коробках 11 и 12 всасывания и нагнетания установлены соответственно клапаны 19 и 20 в сборе с пружинами 21 и 22 и закреплены в коробках 11 и 12 посредством крышек 23 и 24 и коронок 25 и 26. Для уплотнения рабочей полости под крышки 25 и 26 установлены резиновые кольца 27.In the suction and discharge boxes 11 and 12, valves 19 and 20 are assembled with springs 21 and 22, respectively, and are fixed in the boxes 11 and 12 by means of covers 23 and 24 and crowns 25 and 26. Rubber seals are installed under the covers 25 and 26 to seal the working cavity rings 27.

Коллектор 5 всасывания закреплен через прокладку болтами к коробкам 11 всасывания, а коллектор 6 нагнетания - к коробкам 12 нагнетания шпильками с гайками (прокладки, шпильки и гайки на чертеже условно не показаны). В кольцевые пазы коллектора 6 нагнетания установлены резиновые кольца 28 (кольцевые пазы на чертеже условно не показаны).The intake manifold 5 is secured through the gasket by bolts to the suction boxes 11, and the injection manifold 6 to the injection boxes 12 with studs and nuts (gaskets, studs and nuts are not conventionally shown in the drawing). Rubber rings 28 are installed in the annular grooves of the injection manifold 6 (annular grooves are not conventionally shown in the drawing).

Монтаж гидроблока на станине насоса осуществляют следующим образом.Installation of the valve body on the pump frame is as follows.

Перед установкой гидроблока на корпусе вначале крепят втулки 7 опорные, фиксируя их от поворота планками 9, которые крепят на корпусе болтами (болты на чертеже условно не показаны). Затем к корпусу крепят коробки 12 нагнетания посредством шпилек 15 с гайками 16 и затем коробки 11 всасывания посредством шпилек 13 с гайками 14, предварительно установив между ними кольца 18 уплотнительные. Во втулки 7 опорные устанавливают вначале кольца 17 уплотнительные, затем втулки 3 цилиндровые и фиксируют гайками 8.Before installing the valve body on the body, first mount the supporting sleeves 7, fixing them from rotation with straps 9, which are bolted to the body (bolts are not shown conventionally in the drawing). Then, pressure boxes 12 are fastened to the housing by means of studs 15 with nuts 16, and then suction boxes 11 by studs 13 with nuts 14, after having previously installed sealing rings 18 between them. In the supporting sleeves 7, first, the sealing rings 17 are installed, then the cylinder sleeves 3 and fixed with nuts 8.

Затем во втулки 3 цилиндровые устанавливают поршни 4 со штоками, которые затем хомутами 10 соединяют со штоками блока приводного.Then, pistons 4 with rods are installed in the cylinder sleeves 3, which are then connected by clamps 10 to the rods of the drive unit.

В коробки 11 и 12 всасывания и нагнетания устанавливают клапана 19 и 20 в сборе с пружинами 21 и 22, кольца уплотнительные 27, крышки 23 и 24 и закрепляют их коронками 25 и 26 соответственно.In the suction and discharge boxes 11 and 12, valves 19 and 20 are assembled complete with springs 21 and 22, sealing rings 27, covers 23 and 24 and fixed with crowns 25 and 26, respectively.

На своих местах устанавливают и крепят коллектора 5 и 6 всасывания и нагнетания.In their places, collectors 5 and 6 of suction and discharge are installed and fastened.

Замену изношенных в процессе эксплуатации буровой установки деталей осуществляют в обратном порядке.Replacement of parts worn during operation of the drilling rig is carried out in the reverse order.

Новая совокупность признаков предлагаемой полезной модели позволила создать насос буровой трехпоршневой, обладающий улучшенными техническими характеристиками, удобный в обслуживании и надежный в работе.A new set of features of the proposed utility model made it possible to create a three-piston drilling pump with improved technical characteristics, convenient to maintain, and reliable in operation.

Claims

A three-piston drilling pump containing drive and hydraulic parts installed in the housing, in which the drive part consists of a drive shaft and a crank mechanism connected by rods to pistons installed in the housings of three interchangeable working chambers, the hydraulic part is detachable, consisting of discharge and suction boxes equipped, respectively, with discharge and suction valves and connected, respectively, with pressure and suction manifolds, characterized in that the pressure boxes tions formed with V-shaped bottom portion and disposed axes at an obtuse angle to the axes of the working chambers.