Насос буровий гідропривідний

1 Насос буровий пдропривідний, який містить бак, насос приводу, що сполучається з робочими циліндрами і циліндрами приводу зі штоками і поршнями, які утворюють робочі і додаткові порожнини, з'єднані з розподільником робочої рідини, зв'язаним з датчиками кінцевих положень, і додат ковий насос, який відрізняється тим, що він оснащений системою керування, як розподільник робочої рідини використані два електроуправляючих пдророзподільники, а датчики положень поршня виконані безконтактними, при цьому електроуправляючі пдророзподільники і датчики положень з'єднані із системою керування 2 Насос буровий пдропривідний по п 1, який відрізняється тим, що робочі циліндри виконані у вигляді циліндрів однобічної дії 3 Насос буровий пдропривідний по пп 1 і 2, який відрізняється тим, що кожний циліндр приводу оснащений шифратором переміщення поршня, з'єднаним із системою керування Винахід відноситься до гідромашинобудування, а саме до об'ємних насосів з пдроприводом для бурових розчинів ВІДОМІ прямодіючі насоси (див оп до а с СРСР № 146561ЗА1, М кл F04B9/10), що містять, щонайменше, два циліндри з робочими камерами і приводними камерами, з'єднані пдролініями через розподільний пристрій з основним джерелом живлення і зливом, і додаткове джерело живлення, причому кожна пара приводних камер постачена реверсивним двохпозиційним розподільником, двома керованими зворотними клапанами і пристроєм синхронізації, установленим між розподільним пристроєм і реверсивним двохпозиційним розподілювачем, а приводні камери сполучені між собою через керовані зворотні клапани, керуючі порожнини яких сполучені пдролініями з додатковим джерелом живлення і зливом через реверсивний двохпозиційний розподільник 1788318А1, М кп F04B9/08), який містить бак, насос приводу, що сполучається з робочими циліндрами і циліндрами приводу зі штоками і поршнями, що утворюють робочі і додаткові порожнини, з'єднані з розподільником робочої рідини, зв'язаним з датчиками кінцевих положень, і додатковий насос У цьому пристрої швидкість руху поршня при нагнітанні менша швидкості руху при усмоктуванні Це дозволяє рознести за часом моменти зупинки поршнів у сусідніх циліндрах Тобто, подача насоса, що пропорційна сумі швидкостей працюючих на напорі циліндрів, постійно більша нуля і може бути рівномірною Дана конструкція містить у собі менше пдроліній і гідроапаратури, чим підвищуються показники надійності і знижується вартість виготовлення Однак частина вузлів має низьку надійність, що зменшує надійність бурового насоса Так, підпружинений фіксатор витримує -10 • 105 спрацьовувань, а по циклу, при 125 подвійних ходів у хвилину, він спрацьовує 250 разів у хвилину і, ВІДПОВІДНО, його вистачить на 4 - 10 хвилину чи на 66,6 годин Таких елементів у цьому пристрої не менш 5 шт Дана конструкція включає велику КІЛЬКІСТЬ гідроліти і гідроапаратури, що знижує надійність насоса і збільшує його вартість Крім того, синхронна робота циліндрів не забезпечує відсутність пульсацій у нагнітальній магістралі насоса, тому що в кінцевих положеннях поршні нерухомі одночасно, що гарантує пульсацію тиску Відомий також пдроприводний зворотнопоступальний насос (див оп до а с СРСР № Метою запропонованого винаходу є підвищення надійності роботи насоса і зменшення вартості о ю 52402 його виготовлення Поставлена задача вирішується за рахунок того, що насос буровий пдроприводний, який містить бак, насос приводу, що сполучається з робочими циліндрами і циліндрами приводу зі штоками і поршнями, що утворюють робочі і додаткові порожнини, з'єднані з розподільником робочої рідини, зв'язаним з датчиками кінцевих положень, і додатковий насос, постачений системою керування, як розподільник робочої рідини використані два електроуправляючі паророзподільники, а датчики положень поршня виконані безконтактними, при цьому електроуправляючі пдророзподільники і датчики положень з'єднані із системою керування Робочі циліндри можуть бути виконані у виді циліндрів однобічної дії Крім того, кожен циліндр приводу може бути постачений шифратором переміщення поршня, з'єднаним із системою керування Постачання насоса системою керування дозволяє одержати постійну подачу бурового розчину, без пульсації, при будь-якій частоті робочих ходів поршнів Використання електроуправляючих паророзподільників підвищує надійність роботи насоса, тому що вони не містять контактуючих деталей типу фіксаторів, а безконтактні датчики положень дешевше і надійніше контактних, і встановлюються так, щоб компенсувати запізнювання спрацьовування, взаємодіючи із системою керування і електроуправляючими паророзподільниками Робочі циліндри однобічної дії надійніше і мають один робочий о б с я г , тому що камера одна Шифратори переміщень поршнів, з'єднані із системою керування, дозволяють по поточній швидкості і положенню поршня в циліндрі визначити необхідне випередження переключення розподільних пристроїв Тому що час спрацьовування електроуправляючих гидророзподільників постійний, необхідно при ЗМІНІ частоти роботи циліндрів насоса змінювати випередження переключення розподільних пристроїв, що забезпечується сукупністю шифраторів і системи керування На фіг 1 представлена схема насоса бурового пдропривідного На фіг 2 представлені графіки залежності подачі/швидкості поршня кожного робочого циліндра і сумарна подача від двох циліндрів за цикл, при сталому процесі На графіку (див фіг 2) по лінії абсцис відкладений час - 1 , а по лінії ординат - подача Q (об'єм в одиницю часу, пропорційний швидкості поршня) Подача лівого робочого циліндра - Qi, подача (швидкість поршня) правого робочого циліндра СІ2, сумарна подача двох циліндрів - Q s Моменти переключення пдророзподільників, по сигналах датчиків кінцевих положень, для лівого циліндра S3 і S2 (див фіг 1), для правого - S3 і S4 Інтервали te відповідають часу переключення ланцюга сигнал датчика - спрацьовування системи керування кінець переключення пдророзподільника Інтервали te відповідають часу вистою поршня в «верхній мертвій точці» (ВМТ) Час циклу - Тц Насос включає два робочих циліндра 1 з поршнями 2, жорстко зв'язаними штоками 3 з порш нями 4 приводних циліндрів 5, гід рол ІНІЮ 6, що зв'язує штокові камери 7 і запобіжний клапан 8 з потоком робочої рідини, яка постійно надходить від додаткового насоса 9 Як розподільники робочої рідини використовуються два трилінійних електроуправляючих пдророзподільника 10, золотники яких з'єднані незалежно один від одного системою керування 1 1 , що з'єднана з датчиками кінцевих положень 12 Із системою керування 11 з'єднані так само шифратори переміщень 13 3 робочими порожнинами 14 циліндрів 5 з'єднаний, через паророзподільники 10, основний насос приводу 15 зі змінюваною продуктивністю Насоси 9 і 15 засмоктують робочу рідину з бака 16, у який вона зливається при роботі насоса бурового Насос працює таким чином Установлюють системою керування 11 нульову подачу на основному насосі 15 і запускають його Одночасно, паророзподільники 10 переводять з нейтрального положення, як на кресленні (див фіг 1), у положення з'єднання робочих порожнин 14 зі зливом У цей час додатковий насос 9 закачує рідину в штокові камери 7, переміщуючи поршні 4 у «верхню мертву точку» (ВМТ), активуючи датчики кінцевих положень 12 (Si і S3) За сигналами датчиків кінцевих положень 12 система керування 1 1 , то працює в пусковому режимі, переводить пдророзподільник 10 одного з циліндрів 5 у робоче положення, (положення робочого ходу), з'єднуючи його робочу порожнину 14 з нагнітанням насоса 15 Далі система керування 11 установлює на насосі 15 подачу, визначену оператором Поршні 2 і 4 цих (лівих) циліндрів 1 і 5 рухаються до «нижньої мертвої точки» (НМТ) Величина подачі насоса 15, що встановлюється оператором, визначає швидкість поршня 4, що зчитується шифратором переміщень 13 і по зворотному зв'язку передається в систему керування 11 Система керування 11 по величині швидкості поршнів 2 і 4, з урахуванням часу спрацьовування пдророзподільників 10, визначає необхідність (чи м відсутність) випередження подачі сигналу на переведення у робоче положення пдророзподільника 10 правих циліндрів 1 і 5 Це переключення відбувається, коли ЛІВІ циліндри 1 і 5 ще здійснюють робочий хід При цьому, моменти початку зменшення швидкості поршня 4 у лівому циліндрі 5 і початку руху поршня 4 у правому циліндрі 5 збігаються Тобто, сума швидкостей поршнів у робочих циліндрах 1 під час ходу нагнітання - робочого ходу постійна, що забезпечує постійну, без пульсації, подачу насоса бурового Система керування 11 переключає пдророзподільники 10 одночасно за сигналами шифратора переміщень 13 і датчика кінцевого положення 12 (S2) пдророзподільник 10 лівого циліндра 5 з робочого положення в положення, що з'єднує його робочу порожнину 14 зі зливом у бак 16 Опір розчину, що нагнітається з першого циліндра 1 поршнем 2, і тиск у штоковій камері 7 зупиняють рухи поршня 2 у НМТ і змушують його рухатися до ВМТ При пуску, під час робочого ходу лівого циліндра (при нерухомому правому), надлишкова проточна рідина зі штокової камери 7 і додаткового насоса 9 скидається в бак 16 через клапан 8 Усі 52402 наступні дм відбуваються при сталому режимі роботи насоса тиском рідини від додаткового насоса 9 і зі штокової камери 7 правого циліндра 5 поршень 4 лівого циліндра 1 переміщується від НМТ до ВМТ, усмоктуючи розчин у лівий циліндр 1, причому швидше, ніж поршень 2 правого циліндра 1, що йде до НМТ, тому що до подачі зі штокової камери 7 правого циліндра 5, через пдролінію 6, додається подача додаткового насоса 9 Тому поршень 4 лівого циліндра 5 приходить у ВМТ раніш, ніж поршень 4 правого - у НМТ, і отриманий часовий запас (див фіг 2) використовується системою керування 11 для компенсації часу спрацьовування пдророзподільників 10 Після спрацьовування пдророзподільників 10 процес повторюється На кресленні (див фіг 2) весь робочий процес, що установився, зображений графічно у момент Si пдророзподільник 10 лівого циліндра 5 15 9 (див фіг 1) включиться в робоче положення і робоча рідина з насоса 15 надійде в робочу порожнину 14, переміщуючи поршень 4, шток 3, і поршень 2, нагнітаючи буровий розчин до моменту S2 - НМТ, коли системою керування 11 пдророзподільник 10 переключить робочу порожнину 14 лівого циліндра 5 у положення зливу за час tn Далі, під дією перетікання робочої рідини зі штокової камери 7 правого циліндра 5 і від додаткового насоса 9, поршень 4 лівого циліндра 5 переміститься у ВМТ - Si і зупиниться пдророзподільником 10, який система керування 11 установить у нейтральне положення, замикаючи робочу порожнину 14 Час вистою - te У момент початку руху лівого циліндра 5 до НМТ поршень 4 правого з положення S4 почне хід усмоктування через шток 3 і поршень 2 у його циліндрі 1, і весь процес повторюється 10 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71