RU2294454C1

RU2294454C1 - Liquid-transfer plunger pump

Info

Publication number: RU2294454C1
Application number: RU2005128229/06A
Authority: RU
Inventors: сников Николай Степанович М (RU); Николай Степанович Мясников; Анатолий Валентинович Александров (RU); Анатолий Валентинович Александров; Лиди Геннадьевна Куклина (RU); Лидия Геннадьевна Куклина; Искра Абрарович Закиров (RU); Искра Абрарович Закиров
Original assignee: Открытое акционерное общество "Бугульминский электронасосный завод" (ОАО "БЭНЗ")
Priority date: 2005-09-09
Filing date: 2005-09-09
Publication date: 2007-02-27

Abstract

FIELD: oil producing and other industries.

SUBSTANCE: proposed pump is designed for transferring viscous liquid products containing mechanical impurities. Pump has drive with reciprocating and rotating device and plunger coupled with said device. Hydraulic part consists of cylinder, plunger, set of plunger seals, and suction and delivery line channels of handled liquid. Channels of suction and delivery lines are made in side walls of cylinder, being spaced over cylinder length and constantly closed by plunger. Plunger has central channel open from side opposite to drive. Suction and delivery recesses hermetically separated from each other are made on outer surface of plunger. Said recesses communicate with central channel through corresponding suction and delivery holes. Suction and delivery holes are spaced over length of plunger. Said suction and delivery recesses are made for alternate communication with channel of suction line, when pulling plunger out of cylinder, and delivery line, when pushing plunger into cylinder.

EFFECT: simplified design, improved reliability owing to small number of mating parts, reduced cost of manufacture and servicing.

1 dwg

Description

Предложение относится к машиностроительной промышленности, в частности к насосостроению, и может быть использовано в различных отраслях, в том числе и нефтедобывающей, для перекачивания жидких вязких продуктов, содержащих механические примеси.The proposal relates to the engineering industry, in particular to pump engineering, and can be used in various industries, including oil production, for pumping viscous liquid products containing mechanical impurities.

Известен скважинный плунжерный насос (патент RU № 2243412 от 10.07.2003 г., МПК F 04 B 47/00, 53/14, опубл. БИ № 36 за 2004 г.), содержащий заглушенный снизу цилиндр с расположенными сбоку всасывающим и нагнетательным клапанами, плунжер, при этом плунжер имеет кольцевые проточки, подплунжерная область сообщается с надплунжерной областью всасывающими и нагнетательными клапанами через дополнительный клапан, расположенный между всасывающим и нагнетательным клапанами, при этом дополнительный клапан образован взаимодействием кольцевых проточек плунжера с боковыми каналами цилиндра, образованными всасывающими и нагнетательными клапанами, а всасывающий и нагнетательный клапаны образованы взаимодействием боковых отверстий цилиндра с плунжером, причем всасывающие и нагнетательные каналы выполнены с возможностью перекрытия в верхней и нижней точках хода плунжера.Known borehole plunger pump (patent RU No. 2243412 from 07/10/2003, IPC F 04 B 47/00, 53/14, publ. BI No. 36 for 2004), containing a cylinder muffled from below with suction and discharge valves located laterally , a plunger, wherein the plunger has annular grooves, the sub-plunger region communicates with the supra-plunger region with suction and discharge valves through an additional valve located between the suction and discharge valves, while the additional valve is formed by the interaction of the annular grooves of the plunger from the sides the cylinder channels formed by the suction and discharge valves, and the suction and discharge valves are formed by the interaction of the cylinder side openings with the plunger, the suction and discharge channels being configured to overlap at the upper and lower points of the plunger stroke.

Насос позволяет перекачивать продукцию скважины независимо от содержания в ней газа.The pump allows you to pump well products regardless of the gas content in it.

Недостатками данной конструкции являются большие металлоемкость, габариты и, как следствие, высокая стоимость, так как для обеспечения нормальной работы и высокого коэффициента полезного действия (КПД) необходимо наличие длинного плунжера с большим количеством кольцевых проточек, что требует длинного корпуса, как минимум, в два раза большей длины, чем длины плунжера, а также использование длиноходного привода, обеспечивающего ход плунжера в пределах корпуса.The disadvantages of this design are large metal consumption, dimensions and, as a consequence, high cost, since to ensure normal operation and high efficiency (Efficiency), a long plunger with a large number of ring grooves is required, which requires a long housing of at least two times longer than the length of the plunger, as well as the use of a long-stroke drive that provides plunger travel within the housing.

Известен также плунжерный насос (патент RU № 2202050 от 18.08.2000 г., F 04 B 15/02, опубл. 10.04.2003 г.), содержащий корпус с окнами для всасывания и нагнетания, поворотный затвор в виде полого цилиндра с боковым окном, расположенный в корпусе с возможностью периодического совмещения своего бокового окна с окном всасывания корпуса, и вытеснительный элемент, установленный в затворе, причем окно для всасывания в корпусе и боковое окно в затворе имеют длину, соизмеримую длине рабочего хода вытеснительного элемента, причем вытеснительный элемент выполнен в виде гидроцилиндра, шток которого соединен с корпусом, а цилиндр установлен соосно с поворотным затвором с возможностью совершать возвратно-поступательные движения, окно нагнетания выполнено в боковой поверхности корпуса под углом от окна всасывания не менее угла поворота поворотного затвора, при котором его боковое окно перекрывает окно нагнетания в корпусе, а боковая поверхность закрывает окно всасывания в корпусе, и наоборот, а в корпусе над окном для всасывания установлен ворошитель, выполненный в виде гребенки, с возможностью синхронного вращения с вращением затвора.Also known is a plunger pump (patent RU No. 2202050 from 08/18/2000, F 04 B 15/02, publ. 04/10/2003), comprising a housing with windows for suction and discharge, a rotary shutter in the form of a hollow cylinder with a side window located in the housing with the possibility of periodically aligning its side window with the suction window of the housing, and a displacing element mounted in the shutter, the suction window in the housing and the side window in the shutter having a length commensurate with the working stroke of the displacing element, and the displacing element is made in form the hydraulic cylinder, the rod of which is connected to the housing, and the cylinder is mounted coaxially with the butterfly valve with the ability to make reciprocating movements, the discharge window is made in the side surface of the housing at an angle from the suction window at least at the angle of rotation of the butterfly valve, at which its side window overlaps the discharge window in the case, and the side surface closes the suction window in the case, and vice versa, and in the case above the window for suction mounted agitator, made in the form of a comb, with the possibility of synchronous of rotation with the paddle rotation.

Недостатками данной конструкции являются низкая надежность, сложность в изготовлении и применении, так как это устройство выполнено из большого количества точно и герметично сопрягаемых деталей, при этом возвратно-поступательного перемещения привода, длина хода которого в два раза больше рабочего хода вытеснительного элемента, должны быть точно согласованы с вращательным движением поворотного затвора, которое обеспечивается отдельным приводом поворота, для чего требуется точная настройка и постоянный приборный или визуальный контроль.The disadvantages of this design are low reliability, difficulty in manufacturing and use, since this device is made of a large number of precisely and hermetically mating parts, while the reciprocating movement of the drive, the stroke length of which is twice the working stroke of the displacing element, must be exactly coordinated with the rotational movement of the rotary shutter, which is provided by a separate rotary drive, which requires fine tuning and constant instrument or visual control ol.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является насос дозировочный плунжерный для перекачивания жидкости (патент RU № 2195578 от 08.08.2000 г., МПК F 04 B 13/00, опубл. БИ № 36 за 2002 г.), содержащий привод с устройством возвратно-поступательного и вращательного движения ползуна и связанного с ним плунжера, гидравлическую часть, состоящую из цилиндра, плунжера, комплекта уплотнений плунжера, каналов линии всасывания и линии нагнетания перекачиваемой жидкости, при этом плунжер насоса соединен с возможностью относительного перемещения вдоль общей оси и совместного вращения с шибером цилиндрической формы, имеющим основания различного диаметра, большее из которых своей плоскостью примыкает к плоскости головки насоса, перпендикулярной оси плунжера, имеющей каналы, расположенные симметрично относительно оси, соединенные с линиями всасывания и нагнетания жидкости, имеющим канал, один конец которого постоянно соединен с камерой насоса, а второй в начале такта всасывания соединяется с каналом линии всасывания, а в конце такта всасывания, после поворота плунжера с шибером вокруг оси, с каналом линии нагнетания, имеющим уплотнение меньшего диаметра, размещенное в цилиндре с образованием кольцеобразной камеры между головкой насоса, цилиндром и шибером, соединенной открытым каналом с линией нагнетания.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed one is a metering plunger pump for pumping liquid (patent RU No. 2195578 dated 08.08.2000, IPC F 04 B 13/00, publ. BI No. 36 for 2002), containing a drive with a reciprocating and rotational movement of the slider and the associated plunger, the hydraulic part, consisting of a cylinder, plunger, a set of plunger seals, channels of the suction line and the discharge line of the pumped liquid, while the pump plunger is connected with the possibility of rel significant movement along the common axis and joint rotation with a cylindrical gate having bases of various diameters, the larger of which is adjacent to the plane of the pump head perpendicular to the axis of the plunger having channels symmetrically with respect to the axis connected to liquid suction and discharge lines having a channel, one end of which is constantly connected to the pump chamber, and the second at the beginning of the suction stroke is connected to the channel of the suction line, and at the end of the suction stroke, after ota damper plunger with about an axis to discharge channel, the seal having a smaller diameter, arranged in a cylinder to form an annular chamber between the pump head, the cylinder and the slide valve connected to an open channel with discharge line.

Недостатками данной конструкции являются низкая надежность, сложность в изготовлении, так как это устройство выполнено из большого количества точно и герметично сопрягаемых деталей.The disadvantages of this design are low reliability, difficulty in manufacturing, since this device is made of a large number of precisely and hermetically mating parts.

Технической задачей предлагаемого изобретения является упрощение конструкции, повышение надежности и снижение материальных затрат за счет малого числа сопрягаемых элементов конструкции.The technical task of the invention is to simplify the design, increase reliability and reduce material costs due to the small number of mating structural elements.

Техническая задача решается насосом плунжерным для перекачивания жидкостей, содержащим привод с устройством возвратно-поступательного и вращательного движения и связанного с ним плунжера, гидравлическую часть, состоящую из цилиндра, плунжера, комплекта уплотнений плунжера, каналов линии всасывания и линии нагнетания перекачиваемой жидкости.The technical problem is solved by a plunger pump for pumping liquids, containing a drive with a reciprocating and rotational motion device and a plunger associated with it, a hydraulic part consisting of a cylinder, a plunger, a set of plunger seals, channels of the suction line and the discharge line of the pumped liquid.

Новым является то, что каналы линий всасывания и нагнетания выполнены в боковых стенках цилиндра, разнесены по длине цилиндра и постоянно перекрыты плунжером, а плунжер оснащен центральным каналом, открытым со стороны, противоположной приводу, и на наружной поверхности герметично отделенными всасывающей и нагнетательной выборками, которые сообщены с центральным каналом плунжера при помощи соответствующих всасывающего и нагнетательного отверстий, которые в свою очередь разнесены по длине плунжера, при этом всасывающая и нагнетательная выборки выполнены с возможностью поочередного сообщения соответственно с каналами линии всасывания при вытягивании плунжера из цилиндра и линии нагнетания при входе плунжера в цилиндр.What's new is that the channels of the suction and discharge lines are made in the side walls of the cylinder, spaced along the length of the cylinder and are constantly blocked by a plunger, and the plunger is equipped with a central channel open from the opposite side to the drive and on the outer surface are hermetically separated suction and discharge samples, which communicated with the Central channel of the plunger using the corresponding suction and discharge holes, which in turn are spaced along the length of the plunger, while the suction and discharge I samples are made with the possibility of alternating communication, respectively, with the channels of the suction line when pulling the plunger from the cylinder and the discharge line when the plunger enters the cylinder.

На чертеже показана схема предлагаемого устройства с осевым разрезом.The drawing shows a diagram of the proposed device with an axial section.

Насос плунжерный для перекачивания жидкостей содержит привод (на чертеже не показан) с устройством возвратно-поступательного и вращательного движения и связанного с ним плунжера 1, гидравлическую часть, состоящую из цилиндра 2, плунжера 1, комплекта уплотнений плунжера 3, каналов линии всасывания 4 и линии нагнетания 5 перекачиваемой жидкости (полностью линии всасывания и нагнетания на чертеже не показаны). Каналы линий всасывания 4 и нагнетания 5 выполнены в боковых стенках цилиндра 2, разнесены по длине цилиндра 2 и постоянно перекрыты плунжером 1. Плунжер 1 оснащен центральным каналом 6, открытым со стороны, противоположной приводу, и на наружной поверхности герметично отделенными уплотнением 7 всасывающей 8 и нагнетательной 9 выборками. Всасывающая 8 и нагнетательная 9 выборки сообщаются с центральным каналом 6 плунжера 1 при помощи соответствующих всасывающего 10 и нагнетательного 11 отверстий, которые разнесены по длине плунжера 1. Всасывающая 8 и нагнетательная 9 выборки выполнены с возможностью поочередного сообщения соответственно с каналами линии всасывания 4 при вытягивании плунжера 1 из цилиндра 2 и линии нагнетания 5 при входе плунжера 1 в цилиндр 2. Цилиндром 2 и плунжером 1 со стороны, обратной приводу плунжера 1, образована подплунжерная полость 12.The plunger pump for pumping liquids contains a drive (not shown) with a reciprocating and rotational motion device and associated plunger 1, a hydraulic part consisting of a cylinder 2, plunger 1, a set of sealings for plunger 3, channels of the suction line 4 and the line discharge 5 of the pumped liquid (completely the suction and discharge lines are not shown in the drawing). The channels of the suction and discharge lines 4 and 5 are made in the side walls of the cylinder 2, spaced along the length of the cylinder 2 and are constantly blocked by the plunger 1. The plunger 1 is equipped with a central channel 6, open on the opposite side of the drive, and on the outer surface hermetically separated by a seal 7 of the suction 8 and injection 9 samples. Suction 8 and discharge 9 samples are in communication with the central channel 6 of the plunger 1 using the corresponding suction 10 and discharge 11 holes that are spaced along the length of the plunger 1. The suction 8 and discharge 9 samples are made with the possibility of alternating communication with the channels of the suction line 4 respectively when pulling the plunger 1 of the cylinder 2 and the discharge line 5 at the entrance of the plunger 1 to the cylinder 2. The cylinder 2 and the plunger 1 on the side opposite to the drive of the plunger 1, a subplunger cavity 12 is formed.

Принцип работы устройства разделяется на два постоянно чередующихся во время работы цикла:The principle of operation of the device is divided into two constantly alternating during the cycle:

во-первых, цикл всасывания;firstly, the suction cycle;

во-вторых, цикл нагнетания.secondly, the injection cycle.

Цикл всасывания.Suction cycle.

При полном входе плунжера 1 в цилиндр 2 за счет вращения плунжера нагнетательная выборка 9 выходит из сообщения с каналом линии нагнетания 5, а всасывающая выборка 8 начинает сообщаться с каналом линии всасывания 4. При вращении и выдвижении плунжера 1 из цилиндра 2 всасывающая выборка 8 сообщается с каналом линии всасывания 4, из которой жидкость через всасывающую выборку 8, всасывающее отверстие 10 и центральный канал 6 поступает в подплунжерную полость 12 цилиндра 2.When the plunger 1 fully enters the cylinder 2 due to the rotation of the plunger, the discharge sample 9 leaves the message with the channel of the discharge line 5, and the suction sample 8 begins to communicate with the channel of the suction line 4. When the plunger 1 is rotated and extended from the cylinder 2, the suction sample 8 is in communication with the channel of the suction line 4, from which the liquid through the suction sample 8, the suction hole 10 and the Central channel 6 enters the sub-plunger cavity 12 of the cylinder 2.

Цикл нагнетания.Discharge cycle.

При максимальном выдвижении плунжера 1 из цилиндра 2 за счет вращения плунжера 1 всасывающая выборка 8 выходит из сообщения с каналом линии всасывания 4, а нагнетательная выборка 9 начинает сообщаться с каналом линии нагнетания 5. При входе плунжера 1 в цилиндр 2 жидкость из подплунжерной полости 12 цилиндра 2 через центральный канал 6, нагнетательное отверстие 11 и нагнетательную выборку 9 выталкивается в канал нагнетательной линии 5.With the maximum extension of the plunger 1 from the cylinder 2 due to the rotation of the plunger 1, the suction sample 8 leaves the message with the channel of the suction line 4, and the discharge sample 9 begins to communicate with the channel of the discharge line 5. When the plunger 1 enters the cylinder 2, the liquid from the plunger cavity 12 of the cylinder 2 through the central channel 6, the injection hole 11 and the injection sample 9 is pushed into the channel of the discharge line 5.

Далее циклы всасывания и нагнетания повторяются, а несанкционированные перетоки жидкости исключаются благодаря уплотнениям 3 и 7. Так как ход плунжера 1 остается постоянным во время работы предлагаемого устройства, то и объем жидкости, закачиваемой и выталкиваемой из подплунжерной полости 12 цилиндра 2, постоянен, поэтому данный насос можно использовать для дозированной подачи жидкости.Further, the suction and discharge cycles are repeated, and unauthorized fluid flows are eliminated thanks to seals 3 and 7. Since the stroke of the plunger 1 remains constant during operation of the proposed device, the volume of fluid pumped and pushed out of the sub-plunger cavity 12 of the cylinder 2 is constant, therefore this the pump can be used for dosed liquid supply.

Использование предлагаемой конструкции насоса плунжерного для перекачивания жидкостей упрощает конструкцию и повышает надежность из-за малого количества сопрягаемых элементов, что в результате снижает стоимость изготовления и обслуживания.Using the proposed design of the plunger pump for pumping liquids simplifies the design and increases reliability due to the small number of mating elements, which as a result reduces the cost of manufacture and maintenance.

Claims

A plunger pump for pumping liquids, comprising a drive with a reciprocating and rotational motion device and a plunger associated with it, a hydraulic part consisting of a cylinder, a plunger, a set of plunger seals, channels of the suction line and a discharge line of the pumped liquid, characterized in that the channels of lines suction and discharge are made in the side walls of the cylinder, spaced along the length of the cylinder and are constantly blocked by a plunger, and the plunger is equipped with a central channel open from the side, opposite to the actuator, and on the outer surface, hermetically separated suction and discharge samples, which are in communication with the central channel of the plunger by means of corresponding suction and discharge holes, which are spaced along the length of the plunger, while the suction and discharge samples are made with the possibility of alternating communication with the channels of the suction line, respectively when pulling the plunger from the cylinder and the discharge line when the plunger enters the cylinder.