Запорно-регулирующее устройство скважинного насоса Советский патент 1989 года по МПК F04D15/00 F04D13/10 F16K15/00 

выдвигается перед 30 5, уменьшая расход и скорость обратного потока жидкости в скважину и обеспечивая плавное закрытие 30 5. Дополнительный гидропривод 25, выход которого подключен к БШ 8 гидропривода 6 затвора 3, обеспечивает расширение диапазона регулирования, переме- илая в заданное положение 30 5 и обтекатель в процессе работы Н 1. з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к гидромашиностроению и позволяет повысить надежность гашения гидроударов путем раздельного регулирования переходных процессов при пуске-остановке скважинного насоса, а также расширить диапазон регулирования параметров работы последнего. Устройство содержит размещенный в нагнетательной магистрали 2 скважинного насоса (Н) 1 затвор 3 с установленным на штоке запорным органом (30) 5. Перемещение 30 5 осуществляется гидроприводом 6 затвора 3, имеющим штоковую полость (ШП) 7 и бесштоковую полость (БП) 8, разделенные мембраной (М) 26. В состав устройства входит вантуз 13, в корпус 14 которого между выходным отверстием 15 и входным патрубком 16, сообщенным с выходом подъемной колонны (ПК) 17, установлена разделительная перегородка 21 с образованием регулировочной камеры (РК) 22, сообщенной с выходным отверстием 15 вантуза 13 при помощи обратного клапана (ОК) 23 и регулируемого дросселя (РД) 24. Последние два элемента предназначены для раздельного регулирования расхода воздуха при опорожнении и заполнении ПК 17 соответственно при остановке и пуске Н 1. ШП 7 подключена посредством первой гидролинии 9 с ОК 11 и установленным параллельно ему РД 18 к РК 22, а БП 8 посредством второй гидролинии 10 с ОК 12 и РД 19 - к нагревательной магистрали 2. При пуске и остановке Н 1 продолжительность открытия или закрытия 30 5 определяется настройкой РД 19 и РД 18 соответственно и может регулироваться раздельно. На штоке перед 30 5 установлен с возможностью осевого перемещения относительно последнего подпружиненный обтекатель, который при остановке Н 1 выдвигается перед 30 5, уменьшая расход и скорость обратного потока жидкости в скважину и обеспечивая плавное закрытие 30 5. Дополнительный гидропривод 25, выход которого подключен к БШ 8 гидропривода 6 затвора 3, обеспечивает расширение диапазона регулирования, перемещая в заданное положение 30 5 и обтекатель в процессе работы Н 1. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано в скважинных насосных установках.

Целью изобретения является повышение надежности гашения гидроударов путем раздельного регулирования продолжительности переходных процессов при пуске-остановке насоса, а также расширение диапазона регулирования.

На фиг. 1 представлена схема запор- но-регулируюшего устройства скважинного насоса; на фиг. 2 - затвор с гидроприводом.

Запорно-регулирующее устройство скважинного насоса I содержит установлен- ные в нагнетательной магистрали 2 последнего затвор 3 с установленным на штоке 4 запорным органом 5, гидропривод 6 затвора 3 со штоковой 7 и бесштоковой 8 полостями,две г идролинии 9 и 10 с обратными клапанами 11 и 12, первая из которых подклю- чена к штоковой полости 7, а вторая - к нагнетательной магистрали 2 и бесштоковой полости 8, и вантуз 13, включающий корпус 14 с выходным отверстием 15 и входны.м патрубком 16, сообшенным с выходом подъемной колонны 17 перед зат- вором 3.

Устройство снабжено регулируемыми дросселями 18 и 19, подключенными параллельно обратным клапана.м 11 и 12 соответственно и подпружиненным обтекате- лем 20, установленным на штоке 4 неред запорны.м органом 5 с воз.можностью осевого перемещения относительно последнего, в корпусе 14 вантуза 13 между выходным отверстием 15 и входным патрубком 16 установлена разделительная перегородка 21 с образованием с корпусо.м 14 вантуза 13 регулировочной камеры 22, сообшенной с вы- ходны.м огверстием 15 при помощи обратного клапана 23 и регулируе.мого дросселя 24, раз.мешенных в перегородке 21, а первая гидролиния 9 подключена к регу- лировочной камере 22.

Кроме того, с целью расширения диапазона регулирования устройство может быть снабжено дополнительным гидроприводо.м 25,

выход которого подключен к оесштоковои полости 8 гидропривода 6 затвора 3.

Гидропривод 6 затвора 3 (фиг. 2) может быть выполнен с эластичной мембраной 26, соединенной со штоком 4 и нагру

5 0 5

0 5

5

женной пружиной 27. В штоковой полости 7 может быть расположен демпфер затвора 3, включаюш.ий стакан 28 с дроссельны.м отверстием 29, закрепленный на штоке 4 и взаи.модействуюш.ий с поршнем 30, закрепленным в корпусе гидропривода 6.

Устройство также дополнительно может включать трубопроводы 31 и 32 с вентилями 33 и 34, вентили 35 и 36 на гидролиниях 9 и 10, пружины 37 обтекателей 20 и 38 - обратного клапана 23.

Дополнительный гидропривод 25 (фиг. 2) может включать размешенные в бесштоковой полости 8 ци:1индр 39, nopnienb 40, взаи.мо- действующий со HITOKOM 4 затвора 3, причем полость 41 в поршне 40 трубопроводом 42 сообщена с полостью 43 силового цилиндра 44, в которой размешен силовой поршень 45, перемепдаемый посредством винта 46, соединенного с силовым цилиндром 44 резьбовым соединением.

Запорный орган 5 может быть снабжен указателе.м 47 положения. При неработаю- шем насосе 1 запорный орган 5 затвора 3 перекрывает проходное сечение нагнетательной магистрали 2, а обтекатель 20 под действием пружины 37 - в крайнем правом положении. В этом случае усилие прижатия запорного органа 5 обусловлено давлением жидкости в магистрали 2 непосредственно на упо.мянутый орган 5 и мембрану 26 со стороны бесштоковой полости 8, сообшенной с этой магистралью через вторую гидролинию 10, и действием пружины 27. Из niTO- ковой полости 7 жидкость через первую гидролинию 9 и регулировочную камеру 22 может сливаться в подъемную колонну 17, а из последней - в скважину, создавая в колонне 17 разрежение. Вентили 35 и 36 и обратный клапан 12 при это.м открыты, а вентили 34 и 33 и обратный клапан 11 закрыты. Вантуз 13 открыт, и воздух заполняет ко;1онну 17, поступая через отверстие обратного клапана 23, которое выполнено большого диаметра для сокрашения вре.ме- ни заполнения колонны, а также частично и через отверстие регулируемого дросселя 24 камеры 22. Обратный к. шпан 23 регулировочной камеры 22 при этом открыт под действием перепада давления.

При пуске насоса 1 жидкость из скважины поступает в подъемную колонну 17 и вытесняет находящийся там воздух через отверстие регулировочного дросселя 24, который позволяет регулировать время запол нения KOvioHHbi 17, обеспечивая таким образом процесс запуска насоса 1, исключающий возникновение гидравлического удара, а также оптимальную величину скорости притока жидкости в скважину без опасности выноса частиц песка (пескование). .Обратный клапан 23 при этом закрыт.

При полном вытеснении воздуха через вантуз 13 из колонны 17 давление в ней плавно достигает величины большей, чем давление в нагнетательной магистрали 2, и жидкость через открывшийся обратный клапан 11 частично через регулируемый дроссель 18, поступит в штоковую полость 7.

На обтекатель 20 и запорный орган 5 в этом случае действует перепад давления, переметающий обтекатель 20 в крайнее левое положение и открывающий запдрный орган 5 одновременно с перемещением мем- браны 26 в сторону бесщтоковой полости 8. Обратный клапан 12 в этом случае закры- в-ается, и жидкость из бесщтоковой полости 8 поступает в нагнетательную магистраль 2 только через регулируемый дрос- сель 19. Следовательно, устанавливая величину гидравлического сопротивления последнего в заданном диапазоне, можно регулировать время опорожнения бесщтоковой полости 8 и время открытия запорного органа 5 так, чтобы исключить гидравличес- кий удар при пуске насоса 1 и выноса песчаных частиц из скважины.

При остановке насоса 1 обтекатель 20 под действием обратного потока жидкости перемещается в крайнее левое положение, что приведет к уменьщению проходного се- чения нагнетательной магистрали 2, и, следовательно, скорости обратного потока. Одновременно запорный орган 5 закрывается под действием пружины 27, а также сил, создаваемых обратным потоком жидкости

оU

И действующих как на сам запорный орган 5, так и на обтекатель 20. Наличие последнего позволяет плавно уменьщать скорость обратного потока- и, как следствие, снизить вероятность и интенсивность гидроудара при остановке насоса 1.

Обтекатель 20 позволяет начать перемещение запорного органа 5 на закрытие практически с момента возникновения обратного потока, причем в этом момент на орган 5 действует лищь сила упругости пружины 27. Давление в щтоковой полости 7 под действием на мембрану 26 этого усилия, передаваемого через шток 4, возрастает. Вода из полости 7 поступает в подъемную колонну 17 по гидролинии 9 через регулируемый дроссель 18, вентиль 35, регулировочную камеру 22, обратный клапан 11 при этом закрыт. В .бесштоковую полость 8 жидкость поступает из нагнетательной магистрали 2 по второй гидролинии 10 через

вентиль 36, обратный клапан 12 и частично через регулируемый дроссель 19. Следовательно, устанавливая необходимое гидравлическое сопротивление дросселя 18, можно обеспечить необход1 мое время оги/- рожнения щтоковой полости 7 и, таким образом, время закрытия запорного органа 5, исключая возникновение гидравлического удара в нагнетательной магистрали 2.

Такое выполнение позволяет раздельно регулировать продолжительность переходных процессов при пуске-остановке насоса 1.

На последней части закрывающего хода щтока 4 скорость движения последнего может быть дополнительно уменьшена посредством демпфера, когда поршень 30, входя в полость стакана 28, вытесняет жидкость через дроссельное отверстие 29.

При необходимости перекрытия потока при работающем насосе 1 вентили 35 и 36 закрывают, а вентили 33 и 34 открывают. Запорный орган 5 в этом случае закрывается под действием усилия, создаваемого пружиной 27, а также перепадом давления на мембране 26 между точками подсоединения трубопроводов 31 и 32 к нагнетательной магистрали 2,

Для регулирования параметров потока при работающем насосе 1 используется дополнительный гидропривод 25 затвора 3. Для этого вращают винт 46, который, двигаясь по резьбе на силовом цилиндре 44, перемещает силовой поршень 45. Последний выдавливает рабочую среду из полости 43 цилиндра 44 по трубопроводу 42 в полость 41 цилиндра 39, давление которой, действуя на поршень 40, перемещает его вправо. Усилие от поршня 40 передается на шток 4, который также перемещается вправо совместно с запорным органом 5, изменяющим проходное сечение устройства и регулирующим таким образом параметры потока жидкости.

При остановке винта 46 занорньи орган 5 остановится в определенном положении, так как его перемещение влево, на открытие, ограничено порщнем 40. При остановке насоса 1 затвор 3 закрывается под действием описанных усилий, а при после- дуюпхем пуске насоса 1 затвор 3 переместится в то же положение.

Формула изобретения

.Z

(л)ставите. 1ь Г. tjoro.мольный

Pc;UiKT(j|) II. . П1чТс)ел И. Версч-Корректор В. Kaoauiiii

Згжаз 59GO/3GТираж 521. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж,--35. Раушская наб., д. 4/5 Производетвенно-нддате.льский комбинат «Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101