Гидравлический станок-качалка Советский патент 1975 года по МПК E21B19/08 

результате чего в статическом положении колонны уравновешивают друг друга.

Гидропривод станка-качалки состоит из насоса 10, маслобака 11, предохранительного клапана 12, распределительного золотника 13, пилота реверса 14, клапана подпитки 15, золотника подпитки 16, подпитывающего пасоса 17. Клапап 15 содержит раздельно-дифференциальный золотник, состоящий из двух ступеней: ступени 18 меньшего диаметра и ступени 19 большего диаметра, и установлен в нижней части приводного цилиндра так, что ступень меньшего диаметра, переходящая в толкатель, введена в штоковую полость цилиндра.

Ступень меньшего диаметра имеет конус, притерный к конусному седлу корпуса клапана. В связи с тем что нравая торцовая полость ступени большего диаметра соединена каналом 20 со штоковой полостью приводного цилиндра, обе ступени клапана постояпно сдвигаются давлением штоковой полости влево. Пружина 21 поджимает ступень большего диаметра к ступени меньшего диаметра и осуществляет дополнительный прижим конусной пары, разъединяющей подводную и отводную магистрали клапана.

Замкнутый объем штоковых нолостей цилиндров перед работой станка заполняется маслом в таком количестве, чтобы при верхнем положении поршня одного цилиндра поршень другого находился в нижнем положении. Гидравлический станок-качалка работает следующим образом.

Масло, засасываемое насосом 10 из бака 11, по маслопроводам поступает к распределительному золотнику 13 и пилоту реверса 14. При нижнем положении порщня уравновешивающего цилиндра 3 упор 7 перемещает копир 8 вниз, который задавливает золотник пилота 14; при этом масло от пилота поступает к левому торцу распределительного золотника 13. Золотник 13 смещается вправо, в результате чего масло от него поступает в верхнюю полость приводного цилиндра 2, поршень которого начинает движение вниз, при этом поршень уравновешивающего цилиндра начинает движение вверх.

При крайнем верхнем положении поршня уравповешивающего цилиндра упор 7 перемещает копир 8 вверх, золотник пилота 14 под действием пружины смещается влево, распределительный золотник 13 смещается влево и направляет масло в верхнюю полость уравновещивающего цилиндра 3. Поршень цилиндра 3 начинает движение вниз, а поршень призодного цилиндра 2 - движение вверх. При нижнем ноложении поршня уравновешивающего цилиндра упор 7 вновь перемещает копир 8 вниз и цикл повторяется. Поршни цилиндров с подвешенными на их штоках колоннами труб и штанг совершают возвратно-поступательное движение.

При работе гидропривода в связи с утечками через уплотнения норшней и штоков происходит уменьшение замкнутого объема масла штоковых полостей цилипдров. Для пополнения этого объема в гидроприводе станка-качалки нредусмотрено устройство нодпитки.

При уменьшении замкнутого объема масла штоковых полостей при крайнем верхнем положении поршня уравновешивающего цилиндра поршепь приводного цилиндра начинает занимать все более низкое ноложение. В нижнем положении поршень нриводного цилиндра конусной проточкой перемещает толкатель клапана 15 вправо, сжимая пружину 21, при этом открывается проход маслу через клапан. От напорной линии масло через клапан 15 и через обратный клапан 22 поступает под левый торец золотника 16, смещая его вправо. От напорной липии масло начинает поступать в верхнюю полость подпитывающего насоса 17. Из нижней полости насоса масло впрыскивается через нагнетательный клапан в замкнутый объем штоковых полостей цилиндров (маслопровод 9).

При подаче команды от клапана 15 на нереключение золотника 16 часть масла уходит через дроссель 23 малого сечения, но это практически не влияет на переключение золотника 16 из-за очень малого расхода через дроссель.

После ухода поршня приводного цилиндра вверх золотник клапана 15 под действием пружины перемещается влево, при этом прекращается подача команды и золотник 16 под действием пружины начинает перемещаться влево, вытесняя масло из левой торцовой полости. Из-за наличия дросселя 23 перемещение происходит замедленно, что необходимо для совершения плунжером подпитывающего насоса 17 полного хода.

При перемещении золотника 16 в крайнее левое положение масло от нанорной линии поступает в среднюю полость ступенчатого плунжера насоса 17. Плунжер перемещается вверх и засасывает масло в нижнюю полость через всасывающий клапан.

При очередном нажатии поршня приводного цилиндра на толкатель клапана 15 цикл подпитки повторяетя.

В ряде случае давление приводного насоса может быть больше, чем давление в штоковых полостях цилиндров, например при малых подвесках КОЛОНЕ штанг и труб, при стендовых испытаниях качалки без подвесок и при начале работы качалки, когда плунжер насоса еше не «расходился и давление в гидросистеме значительно больше, чем давление при обычной работе станка-качалки. В этом случае в клапане 15 ступень 19 большего диаметра отжимается внраво, так как давление насоса больше давления в штоковых полостях цилиндра, а ступень 18 меньшего диаметра остается прижатой к конусному седлу.

Формула изобретения

1. Гидравлический станок-качалка, шток приводного гидроцилиндра которого кинематически связан с колонной штанг, возвратнопоступательное движение поршня обеспечивается гидросистемой от приводного насоса и реверсивного устройства, а штоковая полость гидравлически соединена со штоковой полостью уравновешиваюш,его гидроцилиндра, образуя замкнутый объем, причем постоянство указанного объема обеспечивается системой подпитки от приводного насоса через клапан, сигнал на включение которого дается от командного элемента, расположенного на элементах кинематической связи поршня приводного гидроцилиндра с колонной штанг, о т л ичающийся тем, что, с целью уменьшения габарита станка по высоте и повышения его надежности, командный элемент включения клапана подпитки выполнен на поршне приводного гидроцилиндра, а клапан подпитки размеш,ен на корнусе приводного гидроцилиндра.

2.Станок поп. 1, о т л и ч а ю ш, и и с я тем, что командный элемент выполнен в виде конусной проточки на поршне.

3.Станок по п. 1, о т л н ч а ю ш и и с я тем.

что система подпитки содержит золотник подпитки, соединяюший приводной насос через мультипликатор со штоковыми полостями приводного и уравновешивающего гидроцилиндpos н гидравлически связанный с клапаном подпитки, выдающим сигнал па включение золотпика подпитки.

4. Станок по пп. 1 и 2, и 3, от л и ч а ющ и и с я тем, что клапан подпитки выполнен в виде двуступенчатого подпружиненного раздельно-дифференциального золотника, ступень меньшего диаметр.а которого выполнена с конусным седлом, переходяшим во взаимодействующий с командным элементом поршня приводного гидроцилнндра толкатель, торец стунени меньшего диаметра, примыкающий к торцу ступени большего диаметра, выполнен сферическим, причем напорная линня клапана гидравлически связана с приводным насосом гидросистемы, отводящая - с золотником подпитки, а торцовая полость ступени большего диаметра, не примыкающая к торцу ступени меньшего диаметра, гидравлически связана со щтоковой полостью приводного цилиндра.

п

.::

u

ж

Фиг. 2