СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ВЫХОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ ГИДРОПОРШНЕВОЙ НАСОСНОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 1997 года по МПК F04B23/00 F15B11/22 

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в насосных установках, требующих высоко стабильные выходные параметры, например, при закачке в нефтяной пласт различных составов для его обработки.

Известен объемный гидропривод, используемый в штанговых насосных установках, в схему установки которой включен распределительный узел, приводной цилиндр и для стабилизации выходных параметров уравновешивающий цилиндр [1]
Основным недостатком этого гидропривода является недостаточная стабильность выходных параметров, так как давление и производительность на выходе уравновешивающего цилиндра колеблются в такт работе приводного цилиндра.

Более близкой к описываемой является насосная установка, в схему насосной установки включены два параллельно работающие со сдвинутыми циклами рабочих гидроцилиндра с постоянным давлением в приводных камерах и распределительный узел [2]
Выходные параметры в этой схеме насосной установки также недостаточно стабильны, так как насосы включаются поочередно, то в момент включения на выходе получаются всплески давления и производительности. Поэтому при использовании этой насосной установки для перекачки высоковязкой структурированной жидкости (необходимый процесс обработки нефтяных пластов для повышения нефтеотдачи) последняя под воздействием возникающих колебаний разрушается, что снижает эффективность обработки.

Задача настоящего изобретения повышение стабильности выходных параметров насосной установки.

Поставленная задача решается описываемым способом стабилизации выходных параметров гидропоршневой насосной установки, включающем параллельную работу по крайней мере двух гидроцилиндров с постоянным давлением в приводных камерах, новым в способе является то, что суммарную подачу приводной жидкости в приводные камеры в процессе работы поддерживают постоянной.

На чертеже показана схема реализации описываемого способа.

Схема включает два гидроцилиндра 1 и 2 с рабочими камерами 3, приводными камерами 4 и промежуточными камерами 5, 6. Рабочие камеры 3 через всасывающие клапаны 7 соединены с линией забора 8 и резервуаром рабочей жидкости 9, а через нагревательные клапаны 10 с линией нагнетателя 11. Приводные камеры 4 гидроцилиндров 1 и 2 соединены через переключающие устройства 12 и 13 с насосом нагнетания 14. На выходе приводных камер 4 размещены контрольные мономеры 15. Переключающие устройства 12 и 13 взаимодействуют с электронным блоком управления 16. Входные линии 17 приводных камер 4 снабжены регулятором давления 18. Промежуточные камеры 5 соединены с атмосферой, а камеры 6 выходными линиями 19 с резервуаром 20 приводной жидкости, с последним также соединен насос нагнетания 14.

Работа описываемой схемы происходит следующим образом.

При включении насоса нагнетания 14 приводная жидкость из резервуара 20 через регулятор давления 18 поступает на переключающие устройства 12 и 13. В зависимости от сигнала с блока управления 16 каждое из переключающих устройств 12, 13, находится в одном из трех положений: "Работа" (верхнее по схеме), "Закрыто" (среднее по схеме) или "Возврат" (нижнее по схеме).

Когда переключатель 12 находится в положении "Работа", а переключатель 13 в положении "Закрыто", приводная жидкость по входной линии 17 поступает в приводную камеру 4 гидроцилиндра 1 и перемещает его поршень, нагнетающий рабочую жидкость из рабочей камеры 3 в линию нагнетания 11. При этом приводная жидкость из промежуточной камеры 6 по линии 19 сбрасывается в резервуар 20. Когда поршень гидроцилиндра 1 подходит к своему крайнему (левому по схеме) положению, блок управления 16 подает сигнал на переключатель 12, который начинает плавно переходить из состояния "Работа" в состояние "Закрыто" и на переключатель 13, который начинает плавно переходить из состояния "Закрыто" в состояние "Работа", т.е. в работу плавно включается гидроцилиндр 2 и при достижении поршнем гидроцилиндра 1 крайнего (левого) положения, давление в линии нагнетания 11 поддерживается гидроцилиндром 2.

Регулировкой добиваются того, чтобы к моменту достижения поршня гидроцилиндра 1 крайнего положения каналы переключателя 12 были полностью закрыты, а каналы переключателя 13 полностью открыты. Затем блок управления 16 переводит переключатель 12 из состояния "Закрыто" в положение "Возврат", при этом приводная жидкость по линии 17 поступает в промежуточную камеру 6, из камеры 4 по линии 19 сбросится в резервуар 20, поршень гидроцилиндра 1 перейдет в исходное (правое по схеме) состояние, а в камеру 3 по линии 8 произойдет всасывание рабочей жидкости из резервуара 9. По достижении поршня гидроцилиндра 2 крайнего положения (правого по схеме) блок управления 16 переведет переключатель 12 в положение "Закрыто". Далее работа будет происходить таким же образом, только гидроцилиндры поменяются функциями. А так как промежуточные камеры 5 гидроцилиндров соединены с атмосферой, влиять на работу они не будут.

Электронный блок управления 16 управляет работой переключающих устройства 12 и 13 таким образом, чтобы в положении "Работа" суммарное сечение проходных каналов было всегда постоянным, т.е. насколько один переключатель откроется, настолько другой закроется.

Дальнейшее управление происходит аналогичным образом только меняются функции переключателей.

При такой работе блока управления с переключателями суммарный объем поступающей в гидроцилиндры приводной жидкости будет постоянным. Скорости перемещения поршней гидроцилиндров будут плавно изменяться, а в результате на выходе рабочей жидкости в линии нагнетания, производительность и давление будут постоянны.

Применение изобретения даст возможность закачивать в нефтяные пласты высоковязкие структурированные растворы, что даст возможность повысить количества извлечения остаточной "погребенной нефти" в 1,5 2,0 раза.

Использование: в насосных установках, требующих высокостабильные выходные параметры, например, при закачке в нефтяной пласт различных составов для его обработки. Сущность изобретения: включает параллельную работу по крайней мере двух гидроцилиндров с постоянным давлением в приводных камерах. Суммарную подачу приводной жидкости в приводные камеры в процессе работы поддерживают постоянной. 1 ил.

Способ стабилизации выходных параметров гидропоршневой установки, включающий параллельную работу по крайней мере двух гидроцилиндров, с постоянным давлением в приводных камерах, отличающийся тем, что суммарную приводной жидкости в приводные камеры в процессе работы поддерживают постоянной.