ГИДРОПРИВОДНОЙ НАСОС ДВОЙНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ПИТАНИЯ ВНУТРИСКВАЖИННОГО БУРОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ Российский патент 1995 года по МПК F04B9/08 F04B47/06 

Изобретение относится к технике бурения скважин и может быть использовано для питания серводвигателя забойного механизма, подачи бурового долота, для смазки и охлаждения опор шарошек бурового долота и пр.

Известен гидроприводной насос двойного действия для питания внутрискважинного бурового оборудования, включающий источник давления, два цилиндра со свободными поршнями, установленными с возможностью оппозитного перемещения, и устройство реверсирования, включающее золотниковый распределитель с напорной и сливной линиями [1]
Недостатком данного технического решения является сложность конструкции, не позволяющая использовать его в бурящейся скважине.

Целью изобретения является упрощение конструкции.

Цель достигается тем, что цилиндры расположены соосно и их поршни выполнены кольцевыми с образованием центрального канала для подвода приводной жидкости, при этом напорная и сливная линии распределителя выполнены с возможностью сообщения соответственно с центральным каналом и затрубным пространством.

На чертеже изображен гидроприводной насос двойного действия для питания внутрискважинного бурового оборудования, продольный разрез.

Насос включает в себя трубный кожух 1, прикрепленный с помощью стандартных резьбовых соединений своей верхней частью к колонне бурильных труб, а нижней частью к забойному двигателю или буровому долоту (на чертеже не изображены). Внутри кожуха 1 соосно с ним размещен корпус 2 с центральным каналом 3 для пропуска промывочной жидкости к забою скважины. В корпусе 2 соосно размещены цилиндры 4 и 5 со свободными кольцевыми поршнями 6, разделяющие цилиндры на полости 7 и 8, заполненные соответственно рабочей, например машинным маслом, и промывочной жидкостями. Подпружиненный золотниковый распределитель 9 состоит из трех жестко соединенных между собой поршней и имеет пять входов и два выхода. Два входа распределителя 9 соединены с напорной линией 10 с центральным каналом 3, два сливной линей 11 через расточку 12 корпуса 2 и радиальное отверстие 13 в кожухе 1 с затрубным пространством, образованное кожухом 1 и стенкой скважины (на чертеже не изображена), а пятый, управляющий каналом 14, с кольцевым каналом 15. Один выход распределителя 9 соединен каналом 16 с полостью 8 верхнего цилиндра 4, а второй кольцевым каналом 17 и каналом 18 с полостью 8 нижнего цилиндра 5. Подпружиненные клапаны 19 и 20 переключения золотникового типа, имеющие по одному входу и выходу и состоящие из двух жестко соединенных между собой поршней, штоки которых размещены в полостях 7 цилиндров 4.5, взаимодействуют с поршнями 6. Входы клапанов 19 и 20 каналом 21 соединены между собой, с кольцевым каналом 22 и с полостью 7 цилиндра 4, а их выходы с включенными обратными клапанами 23 и 24 соединены с кольцевым каналом 15. Полость 7 нижнего цилиндра 5 соединена с входом обратного клапана 25 и выходом обратного клапана 26. Кольцевой канал 22 соединен с входом обратного клапана 27 и выходом обратного клапана 28. Входы клапанов 26 и 28 соединены между собой и с каналом 29 всасывания (слива от потребителя), а выходы клапанов 25 и 27 соединены между собой и с каналом 30 нагнетания.

Насос снабжен соответствующими уплотнительными элементами, обеспечивающими надежность герметизации и предотвращающими абразивный износ его узлов и деталей, а клапаны 19 и 20 имеют уравнительные каналы 31.

Работает насос следующим образом.

При прокачивании промывочной жидкости по центральному каналу 3 к забою скважины через забойный двигатель или гидромониторное буровое долото между центральным каналом 3 и затрубным пространством создается перепад давления, под действием которого промывочная жидкость из канала 3 по напорной линии 10 поступает на вход распределителя 9 и по каналу 16 в полость 8 верхнего цилиндра 4, перемещая вниз его поршень 5. Поршень 6, перемещаясь вниз, вытесняет из полости 7 рабочую жидкость, которая по каналу 21 поступает на входы клапанов 19 и 20, в кольцевой канал 22 и далее на выход клапана 28 и на вход клапана 27, с выхода которого по каналу 30 к потребителю.

Одновременно с этим полость 8 нижнего цилиндра 5 каналами 18, 17, расточкой 12, каналом 11 слива, радиальным отверстием 13 сообщается с затрубным пространством, где давление промывочной жидкости меньше, чем в центральном канале 3, рабочая жидкость от потребителя по каналу 29 поступает на входы клапанов 26, 28 последний закрыт перепадом давления и далее поступает в полость 7 нижнего цилиндра 5, перемещая его поршень 6 вниз и вытесняя из полости 8 промывочную жидкость в затрубное пространство.

Таким образом происходит переток рабочей жидкости с давлением, равным перепаду давления между центральным каналом 3 и затрубным пространством, из полости 7 верхнего цилиндра 4 к потребителю и от последнего в полость 7 нижнего цилиндра 5. Этот переток рабочей жидкости происходит до включения поршнем 6 клапана 19, при этом рабочая жидкость из канала 21 через клапан 23 поступает в кольцевой канал 15, откуда по каналу 14 в управляющий вход распределителя 9. Распределитель 9, сжав возвратную пружину, занимает другое крайнее положение, при котором полость 8 верхнего цилиндра 4 соединяется с затрубным пространством, а полость нижнего цилиндра 5 с центральным каналом 3. В результате этого промывочная жидкость из канала 3 поступает в полость 8 нижнего цилиндра 5, перемещая его поршень 6 вверх и вытесняя из полости 7 рабочую жидкость, которая поступает на вход клапана 26 и на вход клапана 25 и далее по каналу 30 к потребителю, откуда она по каналу 29 поступает на вход клапанов 28, 26 последний закрыт перепадом давления и далее по кольцевому каналу 22 и каналу 21 в полость 7 верхнего цилиндра 4, перемещая его поршень 6 вверх клапан 19 переключения под действием усилия возвратной пружины занимает исходное положение, а промывочная жидкость из полости 8 верхнего цилиндра 4 по каналу 16, сливной линии 1, расточке 12 и отверстию 13 поступает в затрубное пространство, т.е. происходит переток рабочей жидкости из полости 7 нижнего цилиндра 5 через потребитель в полость 7 верхнего цилиндра 4. Этот переток происходит до включения поршнем 6 клапана 20, при этом управляющий вход распределителя 9 каналами 14, 15 и 21 соединяется с полостью 7 верхнего цилиндра 4, полость 8 которого соединена с затрубным пространством распределитель 9 под действием усилия возвратной пружины занимает исходное положение, в результате чего вновь происходит переток рабочей жидкости из полости 7 верхнего цилиндра 4 к потребителю и от него в полость 7 нижнего цилиндра 5 по вышеописанной схеме.

Таким образом, описываемая конструкция насоса способна постоянно с давлением, равным перепаду давления между центральным каналом 3 и затрубным пространством, подавать рабочую жидкость для питания внутрискважинного бурового оборудования.

Сущность изобретения: свободные поршни двух цилиндров установлены с возможностью оппозитного перемещения. Устройство реверсирования содержит золотниковый распределитель с напорной и сливной линиями. Цилиндры расположены в скважине соосно. Поршни выполнены кольцевыми с образованием центрального канала для подвода приводной жидкости. Запорная и сливная линии распределителя выполнены с возможностью сообщения соответственно с центральным каналом и раструбным пространством. 1 ил.

ГИДРОПРИВОДНОЙ НАСОС ДВОЙНОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ПИТАНИЯ ВНУТРИСКВАЖИННОГО БУРОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ, включающий источник давления, два цилиндра со свободными поршнями, установленными с возможностью оппозитного перемещения, и устройство реверсирования, включающее золотниковый распределитель с напорной и сливной линиями, отличающийся тем, что цилиндры расположены в скважине соосно и их поршни выполнены кольцевыми с образованием центрального канала для подвода приводной жидкости, при этом напорная и сливная линии распределителя выполнены с возможностью сообщения соответственно с центральным каналом и затрубным пространством.