Способ ступенчатого изменения подачи бурового насоса

(51) 04 1/00 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) СПОСОБ СТУПЕНЧАТОГО ИЗМЕНЕНИЯ ПОДАЧИ БУРОВОГО НАСОСА(57) Изобретение относится к области насосостроения,в частности к насосам,используемым при бурении скважин. Технический результат изобретения - снижение металлоемкости насосов. Для этого в способе ступенчатого изменения подачи бурового насоса, включающем ступенчатое изменение объема рабочих камер, в каждой из них образуют несколько цилиндров с вытеснителями,расположенных в вертикальной плоскости, и ступенчатое изменение объема рабочих камер осуществляют отключением части вытеснителей в заданном порядке.(76) Латыпов Авис Самигуллинович Латыпова Юлия Ависовна(56) 1. О.И.Верзилин. Современные буровые насосы, Машиностроение, Москва, 1971, с. 68,69 2.234148 А 1 (Вильдер С.И.) 24.12.1968 3. Ю.Ф.Пономаренко и др. Радиальнопоршневые высокомоментные гидромоторы,Машиностроение, Москва 1964, с. 182 4.2030632 С 1 (Валитов М.З. и др.) 10.03.1995, реферат, фиг. 1 5. Медведев Н.В., Гланц А.А., Григоревский А.С. Справочник механика по геологоразведочному бурению - М. Недра, 1973, табл. .1 19613 Изобретение относится к области насосостроения,в частности к насосам,используемым при бурении скважин, где изменение подачи насоса осуществляют преимущественно ступенчато по мере перехода с одного диаметра на другой. Известен способ ступенчатого изменения подачи бурового насоса (Справочное руководство мастера геологоразведочного бурения.- М. Недра, 1983,с.162-166), включающий изменение числа ходов вытеснителя. Основным недостатком известного способа является то, что для получения больших подач приходится значительно увеличивать число ходов вытеснителя, что при прокачке буровых растворов большой вязкости может привести к снижению КПД насоса и увеличенному износу вытеснителя при перекачке утяжеленных буровых растворов,содержащих абразивные частицы гематита или барита. Поэтому число двойных ходов буровых насосов принимают в пределах 80-120 ходов в минуту. Известен способ ступенчатого изменения подачи бурового насоса (Медведев Н.В., Гланц А.А.,Григоревский А.С. Справочник механика по геологоразведочному бурению.- М. Недра, 1973,табл. .1), в котором изменение подачи осуществляют за счет замены цилиндро-поршневых пар, образующих рабочие камеры. Основным недостатком известного способа изменения подачи буровых насосов является необходимость замены цилиндро-поршневых пар и изготовления их различного диаметра. Вследствие этого параметры коленчатого вала рассчитывают исходя из максимального диаметра цилиндра, то есть параметры гидравлической и механической частей насоса увеличиваются в поперечном направлении. Задачей изобретения является разработка способа ступенчатого изменения подачи бурового насоса, позволяющего сократить поперечные размеры механической и гидравлической частей бурового насоса для снижения металлоемкости его. Для этого в способе ступенчатого изменения подачи бурового насоса, включающем ступенчатое изменение объема рабочих камер, в каждой из них образуют несколько цилиндров с вытеснителями,расположенных в вертикальной плоскости, и ступенчатое изменение объема рабочих камер осуществляют отключением части вытеснителей в заданном порядке. Изобретение поясняется графическими приложениями, где на фиг. 1 представлена рабочая камера известного бурового насоса с одним вытеснителем большого диаметра на фиг. 2 камера насоса с цилиндрами и вытеснителями уменьшенного диаметра на фиг. 3 - сечение фиг. 2 по линии А-А. Способ реализуется следующим образом. Рабочую камеру 1 (фиг. 1), содержащую всасывающий 2 и нагнетательный 3 клапаны с соответствующими трубопроводами,сменные цилиндр 4 и вытеснитель 5 наибольшего диаметра,2 взаимодействующего с элементом 6 привода преобразуют таким образом, что вместо одного цилиндра 4 и вытеснителя 5 устанавливают,например, как показано на фиг.2 по три цилиндра 7 в камере 1 с вытеснителями 8, суммарные площади сечения которых принимают равной таковой цилиндра 4 и вытеснителя 5. Ступенчатое изменение подачи осуществляют в соответствии со следующей формулой к где сп - величина подачи на установленном режиме мц- величина подачи одного цилиндра- число двойных ходов в секунду- число одновременно работающих цилиндров в одной рабочей камере- число рабочих камер- объемная подача насоса. Число одновременно работающих цилиндров в каждой из камер может отличаться. Например, для трехкамерного насоса, в каждой камере которого установлено по три цилиндра 7 с вытеснителями 8(см. фиг. 2) максимально возможное число ступенчатых подач может составить 9 вариантов,т.е. максимальное значение коэффициента изменения подачи (в дальнейшем ) составит 9 при отключении разного числа цилиндров 7 в каждой из камер 1. При одинаковом числе работающих цилиндров коэффициентсоставит 3. Например, в трехпоршневом буровом насосе НБТ-600 (см. Техническое описание и инструкция по эксплуатации НБТ-600-ТО.- М Внешторгиздат, изд.9669 А, с. 2) за счет использования 7 диаметров цилиндро-поршневых пар достигается коэффициент 2,25 и только при наличии четырехступенчатой коробки скоростей достигается коэффициент- 3,1. При этом ширина гидравлической части за счет изменения диаметров цилиндров по сравнению с минимальным диаметром цилиндра увеличивается в 1.5 раза. Один из возможных вариантов отключениявключения в работу цилиндров 7 показан на фиг. 2 и фиг.3 за счет использования поворотных стержней 9 и 10 (фиг. 2) установленных в гнездах 11 и 12 соответственно с возможностью взаимодействия с проточками 13 и 14 головок вытеснителей 5. При включении в работу проточки головок вытеснителей фиксируют в элементе привода 6 цельной частью стержня 9, который при отключении цилиндра 7(фиг. 3) устанавливают против проточки 13 участком с лыской, а после утапливания головки вытеснителя 8 в цилиндр 7 поворотом стержня 12 головку вытеснителя фиксируют в корпусе камеры 1. Лыски 15 имеются на уровне всех цилиндров 7. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ ступенчатого изменения подачи бурового насоса, включающий ступенчатое изменение объема рабочих камер, отличающийся тем, что в каждой из рабочих камер образуют 19613 несколько цилиндров с вытеснителями,расположенными в вертикальной плоскости, и ступенчатое изменение объема рабочих камер осуществляют отключением части вытеснителей в заданном порядке.