Буровой поршневой насос одностороннего действия

МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Насос содержит гидравлическую часть с цилиндровой втулкой и размещенным внутри нее поршнем, закрепленным на штоке, совершающем возвратно поступательное движение. В цилиндровой втулке на хвостовике штока перед поршнем установлена крыльчатка с возможностью вращения на напорной стороне насоса. Концы лопастей крыльчатки снабжены упругими очистными элементами. Последние взаимодействуют с очищаемой от шлама поверхностью цилиндровой втулки. Техническим результатом изобретения, является улучшение очистки от осадка частиц абразива в рабочей зоне цилиндровой втулки и поршня,снижение вероятности нарушения технологического процесса бурения из-за ремонта насоса, повышение срока его эксплуатации, ввиду чего - сокращение затрат труда и времени на техобслуживание.(72) Нугуманов Калел Калкашевич Калиев Бакытжан Заутбекович Карманов Тогыс Аймырзаевич Татаева Жанар Курмашевна Исагулов Нуржан Максутович(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный технический университет им. К.И. Сатпаева Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) БУРОВОЙ ПОРШНЕВОЙ НАСОС ОДНОСТОРОННЕГО ДЕЙСТВИЯ(57) Буровой поршневой насос одностороннего действия относится к нефтегазовой промышленности, может быть применен для подачи раствора на забой при бурении скважин. Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть применено в буровых установках при перекачивании бурового раствора в виде абразивосодержащей жидкости,подаваемой на забой в процессе бурения скважин. Известен буровой поршневой насос одностороннего действия с гидравлической частью,включающей цилиндровую втулку и размещенный внутри нее поршень, установленный на штоке,который получает возвратно-поступательное движение от кривошипно-шатунного механизма приводной части. Для подачи в зону трения смазывающе-охлаждающей жидкости (СОЖ) насос имеет гибкий шланг и штуцер, соединенный радиальным сверлением с каналом вдоль оси штока. Непосредственно за штуцером установлен мощный эластичный отбойник перекачиваемой жидкости Проспект фирмы.,350, 1998. Недостатком этого насоса является трудоемкость в обслуживании, большое количество деталей и времени, затрачиваемого на смену цилиндровой втулки и поршня, а габарит насоса по длине утяжеляет его по массе. Известен буровой поршневой насос одностороннего действия Патент РФ 2315893,МПК 04 15/02, опуб. 27.01.2008, имеющий гидравлическую часть с цилиндровой втулкой и помещенным внутрь нее поршнем. Поршень закреплен на штоке, совершающем возвратнопоступательное перемещение. Насос снабжен системой подачи СОЖ, включающей штуцер с гибким шлангом для подачи этой жидкости по каналу вдоль оси штока на поверхность трения цилиндровой втулки и поршня. Штуцер с гибким шлангом установлен на штоке и соединен радиальным отверстием с осевым каналом. На штоке также установлен эластичный отбойник перекачиваемой жидкости, выполненный в виде охватывающей радиальное отверстие самоуплотняющейся манжеты,в которую вмонтирован штуцер. Недостатком конструкции насоса является то,что поршень, в том числе его манжета(ы),оперативно истираются под воздействием абразивных частиц перекачиваемого бурового раствора. Это связано с необходимостью замены утративших функциональное назначение деталей поршневой группы, что влечет простой бурения,приводит к нарушению технологического процесса и падению эффективности бурения. Известен также буровой поршневой насос одностороннего действия Иновационный патент РК 25687, МПК 04 15/02, Е 21 В 17/00, опуб. 16.04.2012, бюл 4, содержащий гидравлическую часть с цилиндровой втулкой и размещенным внутри нее поршнем, закрепленным на штоке,имеющим возможность совершать возвратнопоступательное движение и снабженном эластичным отбойником перекачиваемой жидкости в виде самоуплотняющейся манжеты, систему подачи смазывающе - охлаждающей жидкости на поверхность трения цилиндровой втулки и поршня,включающей установленный на штоке штуцер с 2 гибким шлангом для подачи СОЖ по каналу вдоль оси штока, соединенному радиальным отверстием со штуцером, который вмонтирован в отбойник в виде самоуплотняющейся манжеты, охватывающей радиальное отверстие, размещенный в цилиндровой втулке перед поршнем соосно и упруго с ним связанный с возможностью образования накопительной камеры дисковый распылитель СОЖ, по периферии которого расположены отверстия, скошенные к цилиндровой втулке, а обод выполнен с заострением, взаимодействующим с ее внутренней поверхностью, причем канал с рабочей стороны поршня имеет открытое наружу местное расширение под шаровой клапан отключения или подключения накопительной камеры к каналу, а шаровой клапан связан пружинящим элементом с дисковым распылителем СОЖ. Недостатком прототипа заявляемого изобретения является,что в процессе освобождения цилиндровой втулки от осадка шлама, неизбежного в условиях нагнетания абразивной промывочной жидкости при бурении, очистной элемент,представляющий собой воздействующий на осадок заостренный обод дискового распылителя,необратимо изнашивается по мере увеличения числа его возвратно - поступательных ходов. В силу чего диск, вследствии образования кольцевого зазора между ним и цилиндровой втулкой, в полном объеме утрачивает очистные функции. Это обстоятельство способствует повышенному подвержению износу чувствительных к механическим примесям деталей и узлов гидравлической части поршневого насоса,обусловливает недостатки, которые присущи также известному аналогу по патенту Патент РФ 2315893, МПК 04 15/02, опуб. 27.01.2008. Задачей изобретения является создание конструкции бурового поршневого насоса одностороннего действия,свободного от недостатков указанных выше аналогов и прототипа. Техническим результатом, который может быть получен при осуществлении изобретения, является улучшение очистки от осадка частиц абразива в рабочей зоне цилиндровой втулки и поршня,снижение вероятности нарушения технологического процесса бурения из-за ремонта насоса, повышение срока его эксплуатации, ввиду чего - сокращение затрат труда и времени на техобслуживание. Указанный технический результат достигается тем,что в буровом поршневом насосе одностороннего действия,содержащего гидравлическую часть с цилиндровой втулкой и размещенным внутри нее поршнем, закрепленным на штоке, имеющим возможность совершать возвратно поступательное движение,в цилиндровой втулке на хвостовике штока перед рабочей стороной поршня установлена крыльчатка с возможностью совершать вращательное движение на напорной стороне насоса, а концевая часть каждой лопасти крыльчатки снабжена упругими очистными элементами, взаимодействующими с внутренней поверхностью цилиндровой втулки. На фиг.1 представлен в продольном разрезе общий вид бурового поршневого насоса одностороннего действия при ходе поршня вправо на фиг.2 - то же, при ходе поршня влево. Буровой поршневой насос одностороннего действия содержит гидравлическую часть с цилиндровой втулкой 1 и размещенным внутри нее поршнем 2. Поршень закреплен на штоке 3,имеющим возможность совершать возвратно поступательное движение,получаемое от кривошипно - шатунного механизма приводной части (не показан). На хвостовике 4 штока перед рабочей стороной 5 поршня установлена крыльчатка 6 с возможностью совершать вращательное движение на напорной стороне насоса. Концевая часть каждой лопасти 7 крыльчатки снабжена съемными упругими очистными элементами 8,взаимодействующими с внутренней поверхностью 9 цилиндровой втулки. Насос также оснащен двумя регулирующими клапанами - всасывающим 10 и нагнетательным 11. Буровой поршневой насос одностороннего действия работает следующим образом. При получении от кривошипно - шатунного механизма движения шток 3 выдвигается из цилиндровой втулки 1, увлекая крыльчатку 6 и поршень 2, который перемещаясь вправо в сторону увлечения объема цилиндровой втулки, образует разреженное пространство. При этом нагнетательный клапан 11 закрыт, а всасывающий клапан 10 открыт, через него под действием атмосферного давления происходит всасывание перекачиваемой жидкости. При ходе поршня и крыльчатки влево всасывающий клапан закрыт, а нагнетательный клапан открыт и через него в процессе нагнетания перекачиваемая жидкость вытесняется из цилиндровой втулки с энергией, достаточной для преодоления всех видов сопротивления на напорной стороне насоса. Поршневой насос обеспечивает большой напор движущейся жидкости, энергия которой передается крыльчатке, вращая ее лопасти 7. Что предопределяет ометание упругими очистными элементами 8 внутренней поверхности 9 цилиндровой втулки, освобождая от осадка шлама. Такая обработка снижает подверженность износу чувствительных к механическим примесям деталей и узлов гидравлической части насоса, что уменьшает изнашивание контактных поверхностей,влечет повышение ресурса работы насоса и достижение ранее описанного технического результата. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Буровой поршневой насос одностороннего действия, содержащий гидравлическую часть с цилиндровой втулкой и размещенным внутри нее поршнем, закрепленным на штоке, имеющим возможность совершать возвратно - поступательное движение, отличающийся тем, что в цилиндровой втулке на хвостовике штока перед рабочей стороной поршня установлена крыльчатка с возможностью совершать вращательное движение на напорной стороне насоса, а концевая часть каждой лопасти крыльчатки снабжена упругими очистными элементами, взаимодействующими с внутренней поверхностью цилиндровой втулки.