Насосна установка

1. Насосна установка, що містить плунжерний насос, з'єднаний із всмоктувальною та напірною магістралями, зворотний клапан, встановлений у напірній магістралі, оснащеній елементом для з'єднання з пристроєм герметизації свердловини, яка відрізняється тим, що у всмоктувальній магі 3 25524 всмоктувальної та напірної магістралей і засобів герметизації свердловини. Пробурену в масиві свердловину герметизують, приєднують до насосної установки і нагнітають рідину в режимі гідророзпушування, що характеризується подачею в масив великої кількості рідини (до 100л/хв) під високим тиском (до 32МПа) за короткий проміжок часу. Рідина, що подається в свердловину в режимі гідророзпушування, сприяє процесу розкриття природних тріщин і створенню в масиві мережі штучни х тріщин, через які відбувається інтенсивне виділення газу, а самі тріщини заповнюються рідиною. Основними недоліками цієї насосної установки є: - неможливість забезпечення гідростатичного циклу подачі рідини в масив у режимі фільтрації; - настроювання насосної установки за тиском здійснюється вручну, шляхом скидання частини рідини кранами в усмоктувальній або нагнітальній магістралях; - здійснення подачі рідини в масив тільки в режимі гідророзпушування з великою витратою й під високим тиском призводить до швидкого гідророзриву масиву й припинення процесу нагнітання. В основу корисної моделі поставлена задача: у насосній установці шляхом змінення конструкції забезпечити безперервне нагнітання рідини в масив в автоматичному режимі за тиском в напірній магістралі із чергуванням гідродинамічного (режим гідророзпушування) і гідростатичного (режим фільтрації) циклів подачі рідини, за рахунок чого підвищити ефективність і безпеку профілактичної обробки масиву. Поставлена задача вирішується тим, що в насосній установці, яка містить плунжерний насос, з'єднаний із всмоктувальною й напірною магістралями, зворотний клапан, встановлений у напірній магістралі, постаченій елементом для з'єднання із пристроєм герметизації свердловини, відповідно до корисної моделі, в усмоктувальній магістралі встановлений керований блок подачі рідини до плунжерного насоса, а в напірній магістралі між насосом та основним зворотним клапаном встановлений додатковий зворотний клапан, при цьому, між основним i додатковим зворотними клапанами встановлений відвід, з'єднаний з керованим блоком подачі рідини, і пневмогідроакумулятор. Поставлена задача вирішується також тим, що: - керований блок подачі рідини до плунжерного насоса виконаний у вигляді гідравлічного розподільника; - плунжерний насос виконаний із плунжерами, механічно не зв'язаними зі штовхачами привідного механізму; - між основним і додатковим зворотними клапанами встановлений манометр. Виконання насосної установки, оснащеної у всмоктувальній магістралі керованим блоком подачі рідини на всмоктування плунжерного насоса, а в напірній магістралі - додатковим зворотним клапаном, та встановлення між основним і додатковим зворотними клапанами відводу, з'єднаного з керованим блоком подачі рідини, і пневмогідроа 4 кумулятора, дозволяє проводити безперервне нагнітання рідини в масив в автоматичному режимі за тиском в напірній магістралі із чергуванням циклів подачі рідини насосом у режимі гідророзпушування й пневмогідроакумулятором (при відключеному насосі) - у режимі фільтрації й за рахунок цього підвищити ефективність профілактичної обробки масиву та безпеку робіт при відпрацьовуванні масиву, небезпечного за раптовими викидами вугілля, породи і газу. На Фіг. зображений загальний вид насосної установки. Насосна установка складається із плунжерного насоса 1 (далі за текстом - «насос») із приводом 2, всмоктувальної 3 і напірної 4 магістралей, засобу герметизації 5 (далі за текстом «герметизатор») і апаратури керування й контролю, до складу якої входять: прохідний кран 6 і керований блок подачі рідини 7, встановлені у всмоктувальній магістралі 3 і триходовий кран 8, манометр 9, пневмогідроакумулятор 10, відвід 11 і зворотні клапани 12 і 13, встановлені в напірній магістралі 4. Привідний механізм насоса 1 виконаний у вигляді кривошипно-шатунних механізмів 14 зі штовхачами 15, взаємодіючими з вільними плунжерами 16, робочі порожнини 17 яких сполучені з магістралями 3 і 4, відповідно через всмоктувальні 18 і нагнітальні 19 клапани. Керований (нормально відкритий) блок подачі рідини 7 через прохідний кран 6 приєднаний до протипожежнозрошувального трубопроводу 20. Манометр 9, пневмогідроакумулятор 10 і відвід 11 встановлені між зворотними клапанами 12 і 13. Напірна магістраль 4 з одного боку, перед додатковим зворотним клапаном 12, приєднана до виходу з насоса 1, з іншого боку, після основного зворотного клапана 13 через триходовий кран 8 - до герметизатора 5. Досягнення технічного результату здійснюється таким чином. У вихідному положенні герметизатор 5 встановлений у свердловині та з'єднаний з напірною магістраллю 4, кран прохідний 6 відкритий, кран триходовий 8 відкритий на герметизатор 5, а злив з нього закритий, блок подачі рідини 7 через відвід 11 з'єднаний з напірною магістраллю 4, вільні плунжери 16 тиском рідини (0,6-1,5МПа) у протипожежно-зрошувальному тр убопроводі 20 притиснуті до штовхачів 15 кривошипно-шатунного механізму 14. Під час ввімкнення приводу 2 у насосі 1 обертовий рух вала перетворюється кривошипношатунним механізмом 14 у поступальний рух штовхачів 15 і плунжерів 16, які подають рідину під тиском через нагнітальні клапани 19, напірну магістраль 4 і герметизатор 5 у загерметизовану порожнину свердловини. Насос працює під навантаженням, подаючи рідину в масив у режимі гідророзпушування, тобто реалізується гідродинамічний цикл подачі рідини. Одночасно з нагнітанням у масив рідина надходить у пневмогідроакумулятор 10 і через відвід 11 - на керування блоком подачі рідини 7. У разі підвищення тиску рідини в загерметизованій порожнині свердловини до верхньої межі настроювання блок 7 закривається, подача рідини 5 25524 на всмоктування насоса припиняється і вільні плунжери зупиняються. Насос продовжує працювати в режимі розвантаження (холостого ходу). Після розвантаження насоса у свердловину починає надходити рідина із пневмогідроакумулятора в режимі фільтрації, тобто реалізується гідростатичний цикл подачі рідини в масив. У разі зниження тиску в загерметизованій порожнині свердловини до нижньої межі настроювання, блок подачі рідини 7 відкривається, плунжери притискаються до штовхачів, і нагнітання рідини насосом у режимі гідророзпушування повторюється в автоматичному режимі. Зворотні клапани 12 і 13 забезпечують: - подачу нагнітальної рідини у необхідному напрямку; - розділення режимів подачі рідини, яка нагнітається в свердловину; Комп’ютерна в ерстка М. Ломалова 6 - захищення насосної установки від гідродинамічних явищ (гідроударів), які виникають у масиві під час нагнітання й розгерметизації свердловини. Після закінчення процесу нагнітання, який характеризується падінням тиску або подачею в масив необхідної за паспортом кількості рідини, насосна установка вимикається. Триходовий кран перемикається в положення на злив, тиск у свердловині падає до нуля, герметизатор виймається зі свердловини. Таким чином, насосна установка дозволяє забезпечувати безперервне нагнітання рідини в масив в автоматичному режимі за тиском в напірній магістралі із чергуванням гідродинамічного й гідростатичного циклів і, за рахунок цього, підвищити ефективність профілактичної обробки масиву й безпеку робіт при відпрацьовуванні масиву, небезпечного за газодинамічними явищами. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601