Пульсационный насосный агрегат Советский патент 1983 года по МПК F04B47/00 

(54) ПУЛЬСАЦИОННЫЙ НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ

Изобретение относится к насосостроению, касается пульсационных насосных агрегатов и может быть использовано в геологоразведочных работах для промывки буровых скважин с использованием подзе.мных вод в условиях поглощения промывочной жидкости. Известен пхльсационный насосный агрегат, содержащий погружной распределительный механизм двигателя с впускным и выпускны.м клапана.ми, спусковым золотником, взаи.модействующим посредством тяги с порщне.м, и с поплавковы.м клапаном, установленны.м в рабочей полости с возможностью осевого перемещения относительно тяги и расположенным над порщнем, который со стороны верхнего торца снабжен седло.м для взаимодействия с поплавковым клапано.м и сквозными осевыми отверстиями, а со стороны нижнего торца подпружинен 1. Недостатком известного насоса является относительно небольщая выталкивающая сила поплавкового клапана, под действием которой должно происходить перемеихение спускового золотника. Последнее же происходит ири наличии сопротивления, создаваемого фиксаторами золотника, причем это сопротивление те.м больше, чем вьппе жесткость пр жины, воздействующей на нижний торец поршня, а жесткость пружины необходимо повышать при эксплуатации скважин с высоким динамическим уровнем и,1и сложной конфигурации, что связано с ростом сопротивления течению промывочной жидкост. Все это снижает эффективность работы насосного агрегата. Цель изобретения -- повыщение эффект 1вности работы насосного агрегата. Цель достигается тем, что распределительный .механизм снабжен порщневым элементом, установленным в рабочей полости над поплавковым клапаном и жестко связанным со спусковым золотником, причем на торце поршневого э.че.мента выполнено седло для взаимодействия с поплавковым клапано.м, а спусковой золотник и поршневой эле.мент снабжены сквозны.м каналом, выведенны.м на седло поршневого э.чемент. На фиг. 1 схе.матически представлен предлагаемый насосный агрегат в положении, когда списковой золотник зафиксирован фиксаторами, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, в положении, когда списковой зо.ютник пепемещен в коайнее нижнее положеliiic: па (j). 3 разрез A- A на фис. 1: lici фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1. Насосный arpciar, содержит погружной )1снределнтельный ме.ханнзм I двигате.:1я 2 с вн скным н BbHiycKiibiM клапанами 2 н 3 соответственно, снусковым золотннко.ч 4. нзапмодействующнм посредством тяги о с поршнем 6 II с н(Л1давковым клапаном 7. Последний установ;1ен в рабочей полости и с возможн()ст1)1О occiioro неремешения относительно тяги 5 н распо.гожен над HopiHнем 6, котор1)1Й со сторонв верхне1() торпа снабжен сед.:к)м 9 для взаимодействия с ноилавковым кланаиом 7 н скв()зн1)1мн осеBi iMH отверстиями 10, а со стороиы ннжие1() т(М1на ноднружннеп нружиной 11. Расм1м де/ппхмьный ме.ханнзм I сигкжен и()Г)Н невым :),1ементом 12, устаиовлениы.м в пабочей ИО.10СТИ 8 над HOH.iaiiKuiii-JM к.1аиаиг)1 У и жестко связан1Н) ci; сих сковькм ()тиико.м 4, нричем иа TopiK ; орп1Н(ми;:ч) v.ic.ieiiта 12 .1нено сед.ло 13 .ичя взаимодейстBii i с иои.1а15ковы.м кланаиом 7, а criycKOBoii 30/IOTHHK 4 н иорншевой элемент 12 снаб /кеиы СКВОЗИ151.М каналом 14, выведенив|м па седло 13 иорн1певого э,;1е. 12. Рабочая H{).:iocTb 8 снабжена всасывающн.м и на нетательны.м клапана.ми 15 н 16 соответственно. Снусковой золотник 4 имеет выточку 17, в которую западают шариковые фиксаторы 18 11оо; едние расно.южен. в отверстия.х 19 затвора 20, имеющего верхние буртикк 21, оинраюнцюся через пружину 22 на корпусную деталв 23. Последняя в нижней части имеет pticTouKy 24, для утанливаниу н арнковых (|)нксаторов 18. В цептралвиом канале 25 затвора 20 разMenien хвостоЕзик 26 в1)П1 скиого клапапа 3. хвостовиком 26 и б ртикамн 21 затвора 20 установлена клапанная пружина 27. В1Л11 скной K,:ianan 3 связан с BHVCKHBIM к,чананом 2 тя1ами 28. В верхней части корпуса 29 распо.ложен патрубок 30 подвода приводной средв. В клапанной коробке 31 BI Iполненв каналв 32 и 33 для нрохода нриводной среды, например, сжатого воздуха. Затвор 20 имеет нижний б ртнк 34 для yriop i золотника 4. Насоснвт агрегат устанавливается в скважине. Устройство работает с.чедующи.м образом. При иодаче сжатого воздуха от к(ширессора в иатрубок 30, он через каналы 33 в клапанной коробке 31 н канал 14 иостуиает к понлавковому 7, отжимает его от седла 13 и начинает вытеснять нромывочную жидкость из нолостн 8 через нагнетательный клапап 16 в забой скважины. Поилавковый клапап 7 опускается вместе с жидкостью н садится на седло 9 норн1ня ti, перекрыв те.м самым, отверстия И) в иоследнем. Проход воздуха через отверстия И) прекращается и в полости 8 над норшнем 6 начинает повыи аться давление. Под действием ут()1Ч) дав.ления иоргиень (5 вместе с пон,1авковым клапаном 7 и тягой о опускается, сжи.мая при этом пружину 1 I и увлекая вниз спусковой золотник 4. Последний через фиксаторы 18 тянет за собой затвор 20. В течение всего хода норшпя 6 вниз клапаны 2 и 3 сохраняют верхнее положение за счет дав;1епия воздуха на кланан 3 сниз. Как только ири движении затвора 20 вниз HjapnKOBbie фикеаторы 18 доходят до расточки 24 в корихеной дет.ищ 23, они утап, иваются в нее и освобождают списковой млотпик 4, который перемещается вниз до упора в буртик 34 затвора 20. При этом зо,1отник 4 тянет за собой затвор 20 до тех нор. 1ока он св(Л1Ми верхними буртиками 21 не захват|, н не сжимает к.лапанную нр жнну 27. Когда сила сжатия иружип1 1 14 стано15нтся бо.тыие схммарной cn.ibi ДсИ.и-пия сжатого воздуха на к.ланан 3, происходит 11е ХЧтановка клапанов 2 и 3 раенреде;1нтельиого мехаииз.ма 1 двшате.чя насоса 1) нижнее положепие. При этом вн скной 2 закрываето; и прекрсицает доступ воздхха в рабочую по.ккть 8, а вынхскпой клапап 3 открывается и соединяет нолость 8 насоса через канал 32 с ат.мосферой. Дав.леiHie в по.юстп 8 снпжается до атмосферного н она начинает заполняться жидкостью из скважииы через веас1)1вающий кланап 15 за счет гидростатического) дав,1енпя ст(),1ба жидкости в скважгпне. После падения давления в ио,1ости 8 иружииа 11 разжнмаетея и возвращает ио)1нень 6 в верхнее положение, а поплавковый клапап 7 всн.лывает B.xiecTc с зап«х1няющей рабочую полость 8 жндкостыо, садится на седло 13 порп1нево1Х) элемента 12 и перекрывает канал 14. В результате этого прекращается заполнение жидкости но.юсти 8, расположенной выше норп невого элемента 12. При этом на верхний торец порщневого э,1емента 12 действует ат.мосферное давление, а на нижний --- гидроетатическое дав,:1ение сто,лба жидкости в скважине. Разиость давлений создает вертикал1 ную силу дав,1ения па пор1нневой эле.мепт 12, которая как li выталкиваюни1я сила iioiLiaBKOBoro клапана 7 действует вверх, нриче.м сн.ла дав.ления на 1юр1нневой эле.мент 12 существенно больше выталкивающей силы поплавкового клапана 7. За счет этой си,1ы золотник 4 иеременгаетея вверх. В оиределенный момент иод действием пружины 22, тянуи1ей затвор 20 вверх, ншриковые фиксаторы 18 запад1)1вают в выточку 17 золотника 4 и освобождают затвор 20, который начинает подниматься вместе со снусковым золотником 4. В верхнем положении затвор 20 переставляет кла11а1Нз1 2 и 3 в первоначальное положепие и далее ник,1 работы повторяется. За счет того, что Г1еремеи1ение спускового золотника 4 осуихествляется действуюи1ей на норн1невой э:1е.мент 12 сн.юй дав,1ення.

которая существенно больше выталкивающей силы поплавкового клапана 7, обеспечивается надежное переключение распределительного механизма I и повышается тем самым эффективность работы насосного агрегата в целом.

Формула изобретения

Пульсациониый насосный агрегат, содержащий погружной распределительный механизм двигателя с впхскным и выпускным клапанами, спусковым золотником, взаимодействуюи1,им посредством тяги с порщнем, и с поплавковым клапаном, установленным в рабочей полости с возможностью осевого перемещения относительно тяги и расположенным над иоршнем, который со стороны

верхнего торца снабжен седлом для взаимодействия с иоплавковым клапаном и сквозными осевыми отверстиями, а со стороны нижнего торца подпружинен, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы, распределительный меха1И13М снабжен поршневым элементом, установленным в рабочей полости над поплавковым клапаном и жестко связанным со спусковым золотником, причем на торце поршневого элемента выполнено седло для взаимодействия с поплавковым клапаном, а спусковой золотник и поршневой элемент снабжены сквозным каналом, выведенным на седло поршневого элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Лг 769086, кл. F 04 В 47/00, 1978.

фу.

/)