Гидропривод бурового насоса Советский патент 1982 года по МПК F04B9/10 

(5) ГИДРОПРИВОД БУРОВОГО НАСОСА

t

Изобретение относится к объемномЗ| гидроприводу и, в частности, к гид- роприводу насосов, предназначенных для перекачивания текучих сред с широко меняющимися физико-механическими свойствами, например, глинистых буровых растворов.

Известен гидропривод бурового насоса, содержащий рабочие цилиндры с приводом от, по меньшей мере, одного силового цилиндра, поршнааая полость которого подключена к напорной гидролинии приводного гидронасоса и сливу через четырехлинейный распределитель, управляемый вспомогательным золотником, и дополнительные рабочий и силовой цилиндры с поршнями, соединенными между собой штоком, и с поршневыми и штоковыми полостями, причем поршневые полости дополнительных рабочего и силового цилиндров сообщены соответственно с напорными линиями бурового насосэ и гидронасоса 1.

Однако известный гидропривод может быть применен только при перекачке жидкости при постоянном давлении и определенном расходе. Конструкция системы гидрокомпенсатора сложна. Кроме того, пульсационные характеристики насоса не могут быть точно выдержаны на пусковых и переходных режимах.

Цель изобретения - расширение об10ласти применения и улучшения эксплуатационных характеристик.

Указанная цель достигается тем, что гидропривод дополнительно снабжен регулятором расхода и двумя об15ратными клапанами, один из которых выполнен управляемым и установлен на гидролинии, соединяющей поршневую полость дополнительного силового цилиндра через регулятор расхода и

20 распределитель с приводным гидронасосом, а штоковая полость силового цилиндра постоянно связана с нагнетающей линией приводного гидронаcoca, причем распределитель выполнен так, что в одном из. положений два его выхода соединены с подводом от приводного гидронасоса, выход, подключенный к поршневой полости силового цилиндра, соединен через обратный клапан с регулятором расхода и с полостью управления управляемого обратного клапана.

Кроме того, штоковые полости дополнительнь{х рабочего и силового цилиндров соединены со сливом.

На че|зтеже представлена схема гидропривода.

Гидропривод бурового насоса содежит рабочие цилиндры 1 и 2 с приводом от, по меньшей мере, одного силового цилиндра 3, поршневая полость k которого подключена к напорной гидролинии 5 приводного гидронасоса (не показан) и сливу 6 через четырехлинейный распределитель 7, управляемый вспомогательным золотником 8, и дополнительные рабочий 9 и силовой 10 цилиндры с поршнями 11 и 12, соединенными между собой 1ЦТОКОМ 13, и с поршневыми 14 и 15 и штоковыми 16 и 17 полостями, причем поршневые полости 1 и 15 дополнительных рабочего 9 и силового 10 цилиндров сообщены соответственно с напорными линиями 18 и 5 бурового насоса 2 и гидронасоса. Гидропривод дополнительно снабжен регулятором 19 расходу и двумя обратными клапанами 20 и 21, один из которых 20 выполнен управляемым и установлен на гидролинии 22, соединяющей поршневую полость 15 дополнительного силового цилиндра через регулятор 19 расхода и распределитель 7 с приводным гидронасосом, а штоковая полость 17 силового цилиндра 10 постоянно связано с нагнетающей линией 5 приводного гидронасоса; причем распределитель 7 выполнен так, что в одном из положений 23 два его выхода 24 и 25 соединены с подводом 26 от приводного гидронасоса, выход 24, подключенный к поршневой полости 4 силового цилиндра 3, соединен через обратный клапан 21 с регулятором 19 расхода и с полостью 27 управления управляемого обратного клапана 20. Штоковые полости 16 и 17 дополнительных рабочего 9 и силового 10 цилиндров соединены со сливом 28 и 29.

Штоки 30 и 31 цилиндров 1 и 2 насоса присоединены шарнирно к траверсе 32 силового цилиндра 3, шток 33 которого неподвижно закреплен на корпусе насоса 34„ Гидролинией

35штоковая полость 36 силового цилиндра 3 соединена с напорной линией 5 приводного гидронасоса через канал 37 в штоке 33 Поршневая

0 полость 38 силового цилиндра соединена с распределителем 7 гидролинией 39, к которой гидролинией 40 подключена полость 27 управления управляемого обратного клапана 20. Буровой насос имеет нагнетательную гидролинию 41. Силовой цилиндр 3 имеет упоры 42 и 43 включения вспомогательного золотника 8. Распределитель 7 имеет три позиции 44, 23

0 и 45. Управляемый обратный клапан 20 имеет клапанную полость 46 и соединен со сливной емкостью 47.

Гидропривод бурового насоса работает следующим образом.

Масло от приводного гидронасоса

подводится через золотниковый распределитель 7 к цилиндру ;3. По гидролинии 35 от линии 5 подвода масло подается в штоковую полость

36цилиндра 3 по каналу 37 в штоке 33. В поршневую полость 38 цилиндра 3 масло подводится по гидролинии 39, от которой через нормально закрыть|й обратный клапан 21 и регулятор 19 расхода выполнен подвод 19 к поршневой полости 15 дополнительного силового цилиндра 10. Через гидролинию 22 от распределителя 7 масло подводится к управляемому нормально закрытому обратному клапану 20 и от него к регулятору 19 расхода. Гидролиния 40 обратного клапана 20 присоединена к гидролинии 39 перед обратным клапаном 21. Поршень 12 дополнительного рабочего цилиндра 9 соединен штоком 13 с поршнем 11 цилиндра 10. Поршневая полость 14 цилиндра 9 присоединена к нагнетательной .гидролинии 41 Hacota. Переключение

золотника распределителя 7 производится от цилиндра 3 в крайних положениях цилиндра вспомогательным золотником 8. Величина хода цилиндра 3 определяется положением регулируемых упоров 42 и 43. На цилиндре 3 закреплены регулируемые упоры 42 и 43, расположенные на расстоянии рабочего хода цилиндра 3. В конце хода ц-илиндра 3 упоры и 43 , надавливают на золотник 8, в резуль тате чего осуществляется переключение распределителя 7 из положения + через 23 в положение 45.

На схеме показан момент установки распределителя 7 в среднем положении 23 перед началом перехода его из положения 45 в положение 44, т.е. окончание движения цилиндра 3 влево. В момент перед установкой распределителя 7 в среднем положении 23 цилиндр 3 находится в крайнем левом положении, при этом поршневая полость 14 цилиндра 9 полностью заполнена раствором. В течение времени прохождения распределителем 7 среднего положения 23 масло от линии 5 подвода поступает в штоковую полость 36 цилиндра 3 по гидролинии 35 и в поршневую полость 4 цилиндра 3 по гидролинии 39. Одновременно масло под давление{|Д подается по гидролиниям 22 и 39 в полость управления и клапанную полость 46 управляемого обратного клапана 20. Клапан открывается и масло через обратный клапан и регулятор 19 расхода поступает -в поршневую полость 15 цилиндра 10 и выдавливает порцию раствора из полости 14 цилиндра 9 в нагнетательную магистраль 41. Пропускная способность клапана 20 и регулятора 19 расхода должна быть такой, чтобы за время прохождения распределителем 7 положения 23 весь раствор из полости 14 был вытеснен. За счет подачи масла по гидролинии 39 в поршневую полость цилиндра 3 происходит гидравлическое демпфирование движения цилиндра 3, в результате чего давление в гидролиниях 39 и 22 повышается, что может привести к движению цилиндра 3 вправо и к торможению движения поршня 11 цилиндра 10, а следовательно, к неполному вытеснению раствора из полости 14. Для предотвращения неполного вытеснения раствора из полости 14 выполнено отношение площади прршня 11 цилиндра 10 к площади поршня 12 цилиндра 9 больше отношения максимальных давлений бурового раствора и приводного масла.

После установления распределителя 7 в положение 44 из линий 5 подвода масло подается по гидролинии 39 и сливается по гидролинии 22, в результате чего цилиндр 3 движется вправо, пока левый упор 43 на цилиндре не переключит вспомогательный золотник 8 вправо. Во время движения цилиндра 3 вправо.масло из полости 15 цилиндра 10 сливается через регулятор 19 расхода и обратный клапан 20, который открывается давлением в гидролинии 39. Полость 14

цилиндра 9 заполняется раствором из гидролинии 41. При переходе распределителя 7 из положения 44 в положение 23 в гидролинию 22 подается масло из линии 5 подвода, которое

через клапан 20 и регулятор 19 расхода поступает в полость 15 цилиндра 1 О и вытесняет раствор из полости 14 в гидролинию 41. При этом в положении 23 подключение полости 15

приводит к понижению давления в гидролинии 39, а следовательно, к торможению движения цилиндра 3 в крайнем положении.

После установления распределителя в положение 45 гидролиния 39

соединяется со сливом 6, открывается обратный клапан 21 и масло из полости 15 сливается в емкость 47 через регулятор 19 расхода и обратный клапан 21, в результате чего полость 14 заполняется раствором за время перемещения цилиндра 3 в крайнее правое положение. Затем цикл повторяется.

35

Формула изобретения

1. Гидропривод бурового насоса, содержащий рабочие цилиндры с приводом от, по меньшей мере, одного силового цилиндра, поршневая полость которого подключена к напорной гидролинии приводного гидронасоса и сливу через четырехлинейный распределитель, управляемый вспомогательным золотником, и дополнительные рабочий и силовой цилиндры с поршнями, соединенными между собой штоком, и с поршневыми и штоковыми полостями, причем поршневые полости дополнительных рабочего и силового цилиндров сообщены соответственно с напорными линиями бурового насоса и гидронасоса, отличающийс я тем, что, с целью расширения области применения и улучшения эксплуатационных характеристик, гидропривод дополнительно снабжен регу