НАСОСНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПРОМЫВОЧНОЙ ЖИДКОСТИ Российский патент 2010 года по МПК E21B21/08 

Изобретение относится к насосной системе для промывочной жидкости с насосным агрегатом и с устройством для привода во вращение для приведения в действие насосного агрегата. Понятием "насосная система для промывочной жидкости" в рамках данной заявки называется насосная система, которая транспортирует промывочную жидкость, которая при проходке горных разработок или при бурении промывает скважину.

В частности, при проходке горных выработок или при бурении скважин большого диаметра промывочная жидкость во время процесса бурения подается к скважине. Промывочная жидкость, с одной стороны, служит для смазывания работающего на поверхности забоя или, соответственно, в забое скважины бурового инструмента, а также для подпирания поверхности забоя или, соответственно, стенок скважины. С другой стороны, с помощью промывочной жидкости также может извлекаться отбитая порода из скважины, в которой, например, по центру через полую бурильную колонну свежая промывочная жидкость подается в область забоя скважины или, соответственно, поверхности забоя и таким образом формируется поток промывочной жидкости, который захватывает отбитую породу и выводит ее из скважины.

Для формирования необходимого для этого вывода потока промывочной жидкости требуются особенно мощные насосные системы. Мощность подобной насосной системы находится обычно в диапазоне максимум 3000 л/мин, а давление - максимум 500 бар.

Из уровня техники известны насосные системы, которые отличаются особенно компактной конструкцией, так как приводящее в действие насосный агрегат устройство для привода во вращение насосной системы расположено над насосным агрегатом и прифланцовано к верхней стороне его корпуса. Устройство для привода во вращение обычно имеет мощность до 1700 кВт.

Чтобы эту мощность или, соответственно, поставляемый устройством для привода во вращение вращающий момент передать на входной вал насосного агрегата, известно, что как вал привода вращения, так и приводной вал насоса с двух сторон выводятся из соответствующего корпуса, так что каждый вал имеет два конца. На каждом конце вала без возможности проворота расположено цепное колесо. Соответственно этому передача вращающего момента осуществляется посредством двух проходящих параллельно относительно друг друга цепей.

У подобного рода насосной системы недостатком является то, что необходимые вследствие проходящих с двух сторон цепей конструктивные затраты являются очень высокими вследствие необходимого удвоенного количества конструктивных элементов и, в частности, вследствие четырехкратно необходимого вывода вала с соответствующими уплотняющими устройствами. Кроме того, цепные приводы при эксплуатации образуют существенный уровень шума.

GB 1034058 А касается усовершенствованного варианта планетарной передачи. В этой публикации раскрыто использование этого усовершенствованного варианта, который включает в себя устройство для привода во вращение и содержащую ведущее колесо и ведомое колесо зубчатую передачу, во взаимосвязи с насосной системой. Однако указанный вариант предусмотрен для использования в кондитерской промышленности и непригоден для использования в насосных системах для промывочной жидкости.

US 2004/0060717 A1 касается бурового устройства с компактной насосно-компрессорной системой. В случае насосов речь идет о гидравлических насосах, которые служат для создания требуемого для манипулирования буровым устройством, например, для поворота и установки мачты за счет гидравлических цилиндров или гидромоторов давления. Компрессор служит для создания сжатого воздуха, который используется для извлечения продуктов бурения из скважины. Компрессор и насосы прифланцованы друг к другу с образованием единого узла и соединены через зубчатые колеса с приводным валом, который приводится роторным двигателем внутреннего сгорания. Однако предмет данной публикации не имеет никакого отношения к насосу для промывочной жидкости.

US 2004/0028540 A1 относится к приводимой вручную насосно-компрессорной системе. Как показано на фиг.3, здесь за счет зацепляющихся друг с другом зубчатых колес осуществляется активное соединение между ручным приводом и насосно-компрессорным устройством. Однако эта публикация никак не связана с насосной системой для промывочной жидкости.

Поэтому в основе изобретения лежит задача создания насосной системы, которая не имеет вышеназванных недостатков.

Данная задача решена посредством раскрытой в пункте 1 формулы изобретения насосной системы.

Вследствие того что у соответствующей изобретению насосной системы устройство для привода во вращение активно связано с насосным агрегатом посредством включающей в себя ведущее и ведомое колеса зубчатой передачи, устраняется свойственное цепной передаче образование шума. Кроме того, неожиданно оказалось, что для передачи необходимой для эксплуатации насосного агрегата мощности и вращающих моментов достаточно предусмотреть зубчатую передачу только на одной стороне насосной системы. Ведущее колесо соединено через упругое сцепление (муфту) с концом вала. Ведомое колесо передачи без возможности проворота насажено на приводной вал насосного агрегата. Устройство для приведения во вращение непосредственно смонтировано на корпусе насосного агрегата.

Соответственно этому одним вариантом осуществления соответствующей изобретению насосной системы особенно предпочтительно является система, у которой устройство для привода во вращение имеет только один-единственный конец вала, с которым с возможностью вращения соединено ведущее колесо, предпочтительно посредством муфты.

Кроме того, вызванный зубчатой передачей уровень шума может понижаться, если - что особо предпочтительно - зубчатые колеса зубчатой передачи являются косозубыми.

На чертежах, изображающих пример осуществления соответствующей изобретению насосной системы, показано:

фиг.1 - пример осуществления на виде сбоку,

фиг.2 - тот же самый пример осуществления на виде спереди и частично в разрезе (вид II на фиг.1).

Насосная система 100 включает в себя насосный агрегат 1 традиционной конструкции. Этот насосный агрегат 1 включает в себя корпус 2, из обращенной к наблюдателю стороны которого выступает конец приводного вала 3 насоса. С этим концом вала без возможности проворота соединено ведомое колесо 4 зубчатой передачи 5.

Зубчатая передача 5 служит для создания активного соединения насосного агрегата с устройством 6 для привода во вращение, которое включает в себя лишь намеченный на чертеже, например, гидравлически или электрически приводимый в действие роторный двигатель R.

Устройство 6 для привода во вращение включает в себя корпус 7, который прифланцован к корпусу 2 насосного агрегата 1.

В свою очередь, на обращенной к наблюдателю стороне из корпуса 7 устройства 6 привода вращения выступает конец приводного вала 8. Конец вала соединен с ведущим колесом 9 посредством сцепной муфты 12, которая, на выбор, соединяет без возможности проворота или разъединяет ведущее колесо 9 с концом вала. Ведущее колесо 9 сцеплено с ведомым колесом 4 посредством промежуточного колеса 10, которое без возможности проворота установлено в корпусе 11 зубчатой передачи. Вместо сцепной муфты также может быть предусмотрено упругое не переключаемое сцепление, которое постоянно соединяет конец вала с ведущим колесом.

Зубчатый венец промежуточного колеса 10 находится в зацеплении с зубчатым венцом ведущего колеса 9 и ведомого колеса 4. С целью уменьшения шума колеса зубчатой передачи снабжены косыми зубьями.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к насосным системам для промывочной жидкости. Система содержит насосный агрегат и устройство для привода во вращение насосного агрегата. Устройство для привода во вращение активно связано с насосным агрегатом посредством включающей в себя ведущее колесо и ведомое колесо зубчатой передачи. Ведущее колесо через упругое сцепление соединено с концом вала устройства для привода во вращение. Ведомое колесо соединено без возможности проворота с приводным валом насосного агрегата. Устройство для привода во вращение прифланцовано к корпусу насосного агрегата. Уменьшаются конструктивные затраты, снижается уровень шума. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Насосная система (100) для промывочной жидкости, содержащая насосный агрегат (1) и устройство (6) для привода во вращение для приведения в действие насосного агрегата (1), отличающаяся тем, что устройство (6) для привода во вращение активно связано с насосным агрегатом (1) посредством включающей в себя ведущее колесо (9) и ведомое колесо (4) зубчатой передачи (5), причем ведущее колесо (9) через упругое сцепление соединено с концом вала устройства (6) для привода во вращение, а ведомое колесо (4) соединено без возможности проворота с приводным валом насосного агрегата (1), и при этом устройство (6) для привода во вращение прифланцовано к корпусу (2) насосного агрегата.

2. Насосная система по п.1, отличающаяся тем, что устройство (6) для привода во вращение имеет один единственный конец вала, с которым с возможностью вращения соединено ведущее колесо (9).

3. Насосная система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что зубчатые колеса (4, 9) являются косозубыми.