RU132144U1 - DRILL PUMP AND LOW PRESSURE AIR COMBUSER FOR IT - Google Patents

Abstract

1. Буровой насос, содержащий корпус, размещенные в нем механическую часть, состоящую из трансмиссионного вала и кривошипно-шатунного механизма, и гидравлическую часть, содержащую гидравлический блок, состоящий из блока гидравлических коробок и пневмокомпенсаторов низкого и высокого давления для всасывающего и нагнетательного коллекторов соответственно, при этом всасывающий коллектор ограничен по меньшей мере с одной стороны фланцевой заглушкой, пневмокомпенсатор низкого давления содержит рабочий эластичный элемент, размещенный в корпусе, блок гидравлических коробок включает четыре гидравлические коробки, каждая из которых снабжена расположенными соосно относительно друг друга всасывающим и нагнетательным клапанами, взаимосвязанными с всасывающим и нагнетательным коллекторами соответственно, кривошипно-шатунный механизм содержит эксцентриковый вал, выполненный в виде цилиндрического вала, на котором с помощью неподвижного разъемного соединения установлены четыре одинаковых эксцентрика, отличающийся тем, что пневмокомпенсатор низкого давления снабжен каркасом для рабочего эластичного элемента, установленным совместно с рабочим эластичным элементом внутрь всасывающего коллектора бурового насоса соосно с ним таким образом, что корпусом пневмокомпенсатора низкого давления служит всасывающий коллектор, при этом каркас закреплен на внутренней стороне по меньшей мере одной фланцевой заглушки, всасывающий коллектор размещен под блоком гидравлических коробок.2. Буровой насос по п.1, отличающийся тем, что каждая гидравлическая коробка имеет выполненное в лобовой ее части отверстие с заглушкой 1. A mud pump comprising a housing, a mechanical part located therein, consisting of a transmission shaft and a crank mechanism, and a hydraulic part, comprising a hydraulic unit, consisting of a block of hydraulic boxes and low and high pressure pneumatic compensators for the suction and discharge manifolds, respectively, wherein the suction manifold is bounded at least on one side by a flange plug, the low-pressure pneumatic compensator contains a working elastic element placed in a The unit, the block of hydraulic boxes includes four hydraulic boxes, each of which is equipped with suction and discharge valves located coaxially relative to each other, interconnected with the suction and discharge manifolds, respectively, the crank mechanism contains an eccentric shaft made in the form of a cylindrical shaft, on which fixed detachable four identical eccentrics are installed, characterized in that the low-pressure pneumatic compensator is equipped with a frame som for the working elastic element installed together with the working elastic element inside the suction manifold of the mud pump coaxially with it so that the low-pressure pneumatic compensator body is the suction manifold, while the frame is fixed on the inside of at least one flange plug, the suction manifold is placed under hydraulic box unit. 2. The mud pump according to claim 1, characterized in that each hydraulic box has a hole in the frontal part with a plug

Description

Группа технических решений относится к буровому оборудованию, а именно, к буровым насосам, предназначенным для подачи промывочной жидкости на забой при бурении скважин в целях охлаждения долота, выноса разрушенной горной породы и для передачи энергии потока турбобуру и связанному с ним долоту, а также к пневмокомпенсаторам низкого давления, предназначенным для выравнивания пульсаций давления жидкости во всасывающем коллекторе бурового насоса.The group of technical solutions relates to drilling equipment, namely, to mud pumps designed to supply flushing fluid to the bottom when drilling wells in order to cool the bit, carry out the destroyed rock and to transfer the energy of the flow to the turbodrill and its associated bit, as well as to pneumatic compensators low pressure, designed to equalize the pulsations of the fluid pressure in the intake manifold of the mud pump.

Известен насос буровой трехпоршневой одностороннего действия НБТ-1000L (см. Каталог продукции «Буровое оборудование», ООО «Уральский машиностроительный завод бурового оборудования», 2011 г.).The well-known single-acting three-piston drilling pump NBT-1000L is known (see the Product Catalog “Drilling Equipment”, LLC “Ural Machine-Building Plant of Drilling Equipment”, 2011).

Известный буровой насос содержит корпус, а также размещенные в нем механическую и гидравлическую части. Механическая часть включает трансмиссионный вал и кривошипно-шатунный механизм. Гидравлическая часть включает гидравлический блок, содержащий блок гидравлических коробок, два пневмокомпенсатора низкого и один пневмокомпенсатор высокого давления, установленные на всасывающем и нагнетательном коллекторах соответственно. Блок гидравлических коробок содержит три гидравлические коробки, каждая из которых выполнена L-образной конструкции.Known mud pump contains a housing, as well as mechanical and hydraulic parts housed therein. The mechanical part includes a transmission shaft and a crank mechanism. The hydraulic part includes a hydraulic unit containing a block of hydraulic boxes, two low pneumatic compensators and one high pressure pneumatic compensator mounted on the suction and discharge manifolds, respectively. The block of hydraulic boxes contains three hydraulic boxes, each of which is made of an L-shaped design.

Кривошипно-шатунный механизм содержит эксцентриковый вал, выполненный в виде цилиндрического вала, на котором с помощью неподвижного разъемного соединения установлены три одинаковых эксцентрика.The crank mechanism contains an eccentric shaft made in the form of a cylindrical shaft on which three identical eccentrics are mounted using a fixed detachable connection.

Каждый пневмокомпенсатор низкого давления выполнен в виде металлического сосуда, установленного на одном из концов всасывающего коллектора перпендикулярно ему, при этом всасывающий коллектор размещен под блоком гидравлических коробок.Each low-pressure pneumatic compensator is made in the form of a metal vessel mounted on one of the ends of the suction manifold perpendicular to it, while the suction manifold is placed under the block of hydraulic boxes.

К недостаткам известного технического решения можно отнести недостаточные подачу, а также давление нагнетания насоса, в связи с использованием трех гидравлических коробок L-образной конструкции. Кроме того, для эффективного выравнивания давления жидкости во всасывающем коллекторе насоса HБT-1000L необходима установка двух пневмокомпенсаторов низкого давления, выполненных в виде металлических сосудов, установленных на концах всасывающего коллектора перпендикулярно ему, в связи с чем буровой насос обладает высокой металлоемкостью, а также большими габаритами.The disadvantages of the known technical solutions include insufficient supply, as well as the discharge pressure of the pump, in connection with the use of three hydraulic boxes of the L-shaped design. In addition, to effectively equalize the liquid pressure in the intake manifold of the HBT-1000L pump, it is necessary to install two low-pressure pneumatic compensators made in the form of metal vessels installed at the ends of the intake manifold perpendicular to it, and therefore the mud pump has a high metal consumption and also large dimensions .

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является буровой насос фирмы White Star Pump Company (см. статью «Современные буровые насосы», Нефтегазовые технологии №2, февраль 2011 г.). Известный буровой насос содержит корпус, в котором размещены механическая и гидравлическая части. Механическая часть включает трансмиссионный вал и кривошипно-шатунный механизм, гидравлическая - гидравлический блок, включающий блок гидравлических коробок, два пневмокомпенсатора низкого и два пневмокомпенсатора высокого давления, установленные на всасывающем и нагнетательном коллекторах соответственно. При этом блок гидравлических коробок содержит четыре гидравлические коробки, каждая из которых снабжена расположенными соосно относительно друг друга всасывающим и нагнетательным клапанами, взаимосвязанными с всасывающим и нагнетательным коллекторами соответственно.The closest analogue adopted for the prototype is the mud pump of the White Star Pump Company (see the article "Modern mud pumps", Oil and gas technology No. 2, February 2011). Known mud pump contains a housing in which the mechanical and hydraulic parts are located. The mechanical part includes a transmission shaft and a crank mechanism, the hydraulic part includes a hydraulic unit including a block of hydraulic boxes, two low pneumatic compensators and two high pressure pneumatic compensators installed on the suction and discharge manifolds, respectively. In this case, the hydraulic box unit contains four hydraulic boxes, each of which is equipped with suction and discharge valves located coaxially relative to each other, interconnected with the suction and discharge manifolds, respectively.

Кривошипно-шатунный механизм содержит эксцентриковый вал, выполненный в виде цилиндрического вала, на котором с помощью неподвижного разъемного соединения установлены четыре одинаковых эксцентрика.The crank mechanism contains an eccentric shaft made in the form of a cylindrical shaft on which four identical eccentrics are mounted using a fixed detachable connection.

Каждый пневмокомпенсатор низкого давления выполнен в виде металлического сосуда, установленного перпендикулярно всасывающему коллектору, внутри которого размещен рабочий эластичный элемент. Клапан для подачи воздуха сообщен с пространством, образованным металлическим сосудом и рабочим эластичным элементом.Each low-pressure pneumatic compensator is made in the form of a metal vessel mounted perpendicular to the suction manifold, inside which a working elastic element is placed. An air supply valve is in communication with a space formed by a metal vessel and a working elastic element.

К недостаткам известного технического решения можно отнести то, что для эффективного выравнивания давления жидкости во всасывающем коллекторе необходима установка двух пневмокомпенсаторов низкого давления, выполненных в виде металлических сосудов, размещенных перпендикулярно всасывающему коллектору, с расположенными внутри рабочими эластичными элементами, в связи с чем металлоемкость бурового насоса увеличена. Кроме того, при таком расположении пневмокомпенсаторов низкого давления всасывающий коллектор значительно удален от корпуса насоса, в связи с чем буровой насос обладает большими габаритами. При этом установка каждого пневмокомпенсатора на всасывающий коллектор посредством болтов требует дополнительных затрат времени. Также трудоемким в известном источнике является процесс монтажа/демонтажа всасывающего клапана, поскольку для его осуществления необходимо демонтировать нагнетательный клапан и его седло.The disadvantages of the known technical solutions include the fact that to effectively equalize the fluid pressure in the intake manifold, it is necessary to install two low-pressure pneumatic compensators made in the form of metal vessels placed perpendicular to the intake manifold, with elastic working elements located inside, and therefore the metal consumption of the mud pump increased. In addition, with this arrangement of low-pressure pneumatic compensators, the suction manifold is significantly removed from the pump casing, and therefore the mud pump has large dimensions. Moreover, the installation of each pneumatic compensator on the intake manifold by means of bolts requires additional time. Also time consuming in the known source is the process of mounting / dismounting the suction valve, since for its implementation it is necessary to dismantle the discharge valve and its seat.

Задача, решаемая при использовании полезной модели, заключается в создании бурового насоса с высокими выходными характеристиками, конструктивное решение которого позволяет уменьшить габариты бурового насоса, снизить металлоемкость и трудоемкость работ по его сборке и ремонту.The problem to be solved when using the utility model is to create a mud pump with high output characteristics, the constructive solution of which allows to reduce the dimensions of the mud pump, to reduce the metal consumption and laboriousness of work on its assembly and repair.

Поставленная задача решается тем, что в буровом насосе, содержащем корпус, размещенные в нем механическую часть, состоящую из трансмиссионного вала и кривошипно-шатунного механизма, и гидравлическую часть, содержащую гидравлический блок, состоящий из блока гидравлических коробок и пневмокомпенсаторов низкого и высокого давления для всасывающего и нагнетательного коллекторов соответственно, при этом всасывающий коллектор ограничен по меньшей мере с одной стороны фланцевой заглушкой, пневмокомпенсатор низкого давления содержит рабочий эластичный элемент, размещенный в корпусе, блок гидравлических коробок включает четыре гидравлические коробки, каждая из которых снабжена расположенными соосно относительно друг друга всасывающим и нагнетательным клапанами, взаимосвязанными с всасывающим и нагнетательным коллекторами соответственно, кривошипно-шатунный механизм содержит эксцентриковый вал, выполненный в виде цилиндрического вала, на котором с помощью неподвижного разъемного соединения установлены четыре одинаковых эксцентрика, согласно полезной модели, пневмокомпенсатор низкого давления снабжен каркасом для рабочего эластичного элемента, установленным совместно с рабочим эластичным элементом внутрь всасывающего коллектора бурового насоса соосно ему таким образом, что корпусом пневмокомпенсатора низкого давления служит всасывающий коллектор, при этом каркас закреплен на внутренней стороне по меньшей мере одной фланцевой заглушки, всасывающий коллектор размещен под блоком гидравлических коробок.The problem is solved in that in a mud pump containing a housing, a mechanical part located therein consisting of a transmission shaft and a crank mechanism, and a hydraulic part comprising a hydraulic unit consisting of a block of hydraulic boxes and low and high pressure pneumatic compensators for the suction and discharge manifolds, respectively, while the suction manifold is bounded at least on one side by a flange plug, the low-pressure pneumatic compensator contains a working The elastic element located in the housing, the hydraulic box unit includes four hydraulic boxes, each of which is equipped with suction and discharge valves located coaxially relative to each other, interconnected with the suction and discharge manifolds, respectively, the crank mechanism contains an eccentric shaft made in the form of a cylindrical a shaft on which four identical eccentrics are installed using a fixed detachable connection, according to a utility model, the low pressure compensator is provided with a frame for the working elastic element installed together with the working elastic element inside the suction manifold of the mud pump coaxially with it in such a way that the low-pressure pneumatic compensator body is the suction manifold, while the frame is fixed to the inside of at least one flange plug, the suction the collector is located under the block of hydraulic boxes.

В частном случае осуществления полезной модели каждая гидравлическая коробка имеет выполненное в лобовой ее части отверстие с заглушкой для монтажа/демонтажа всасывающего клапана.In the particular case of the implementation of the utility model, each hydraulic box has a hole in the frontal part with a plug for mounting / dismounting the suction valve.

В частном случае осуществления полезной модели неподвижное разъемное соединение цилиндрического вала и эксцентриков выполнено штифтовым.In the particular case of the implementation of the utility model, the fixed detachable connection of the cylindrical shaft and the eccentrics is made pin.

В частном случае осуществления полезной модели штифты установлены в цилиндрических отверстиях, образованных гнездами, выполненными соответственно на обхватываемой поверхности цилиндрического вала и обхватывающих поверхностях эксцентриков.In the particular case of the implementation of the utility model, the pins are mounted in cylindrical holes formed by sockets made respectively on the girth surface of the cylindrical shaft and the girth surfaces of the eccentrics.

Установка лишь одного пневмокомпенсатора, снабженного каркасом для рабочего эластичного элемента, установленным совместно с рабочим эластичным элементом внутрь всасывающего коллектора бурового насоса соосно ему таким образом, что корпусом пневмокомпенсатора низкого давления служит всасывающий коллектор, при этом каркас закреплен на внутренней стороне по меньшей мере одной фланцевой заглушки, позволяет в целом уменьшить металлоемкость бурового насоса, снизить трудоемкость работ по сборке и ремонту бурового насоса, а также разместить всасывающий коллектор под блоком гидравлических коробок, что в свою очередь позволяет значительно уменьшить габариты бурового насоса.Installing only one pneumatic compensator, equipped with a frame for the working elastic element, installed together with the working elastic element inside the suction manifold of the mud pump coaxially with it so that the low-pressure pneumatic compensator body is the suction manifold, while the frame is fixed on the inside of at least one flange plug allows you to generally reduce the metal consumption of the mud pump, reduce the complexity of the assembly and repair of the mud pump, and also place s intake manifold under the hydraulic unit boxes, which in turn can significantly reduce the size of the mud pump.

Выполнение отверстия с заглушкой в лобовой части каждой гидравлической коробки позволяет снизить трудоемкость монтажа/демонтажа всасывающего клапана, поскольку не требует демонтажа нагнетательного клапана и его седла, дополнительно снизив трудоемкость работ по сборке и ремонту бурового насоса.Making a hole with a plug in the frontal part of each hydraulic box reduces the complexity of mounting / dismounting the suction valve, since it does not require dismantling the discharge valve and its seat, further reducing the laboriousness of assembling and repairing the mud pump.

Выполнение неподвижного разъемного соединения цилиндрического вала и эксцентриков штифтовым позволяет дополнительно снизить трудоемкость работ по сборке и ремонту бурового насоса, а также повысить точность центрирования соединяемых деталей.The implementation of the fixed detachable connection of the cylindrical shaft and pin eccentrics allows to further reduce the complexity of the assembly and repair of the mud pump, as well as to improve the centering accuracy of the connected parts.

Установка штифтов в расположенных на равном друг от друга расстоянии цилиндрических отверстиях, образованных гнездами, выполненными соответственно на обхватываемой поверхности цилиндрического вала и обхватывающих поверхностях эксцентриков, позволяет повысить надежность штифтового соединения эксцентриков и цилиндрического вала.The installation of pins in equally spaced cylindrical holes formed by sockets made respectively on the girth surface of the cylindrical shaft and the girth surfaces of the eccentrics, improves the reliability of the pin connection of the eccentrics and the cylindrical shaft.

Известен воздушный компенсатор низкого давления для бурового насоса, включающий корпус, выполненный в виде цилиндрической емкости и предназначенный для установки на всасывающий коллектор перпендикулярно ему, а также размещенные в корпусе рабочий эластичный элемент, выполненный в виде баллона, и каркас для него. При этом каркас выполнен в виде перфорированной трубы, внутри которой размещен баллон, вытянутый в длину и заполненный воздухом или газом (см. SU 113410 А1, F04B 11/00, 01.01.1958 г.)Known low-pressure air compensator for a mud pump, including a housing made in the form of a cylindrical tank and designed to be installed on the suction manifold perpendicular to it, as well as a working elastic element, made in the form of a cylinder, and a frame for it placed in the housing. In this case, the frame is made in the form of a perforated pipe, inside of which there is a cylinder, elongated in length and filled with air or gas (see SU 113410 A1, F04B 11/00, 01/01/1958)

К недостаткам известного технического решения можно отнести то, что при работе насоса перфорационные отверстия, выполненные в трубе пневмокомпенсатора, засоряются твердой фазой бурового раствора, что приводит к преждевременному выводу пневмокомпенсатора из строя. Кроме того, наличие корпуса, выполненного в виде цилиндрической емкости свидетельствует о повышенной металлоемкости пневмокомпенсатора и бурового насоса в целом. При этом установка пневмокомпенсатора перпендикулярно всасывающему коллектору требует дополнительного пространства, что в свою очередь приводит к увеличению габаритов бурового насоса.The disadvantages of the known technical solutions include the fact that during operation of the pump, the perforations made in the pipe of the pneumatic compensator become clogged with the solid phase of the drilling fluid, which leads to premature failure of the pneumatic compensator. In addition, the presence of a housing made in the form of a cylindrical tank indicates an increased metal consumption of the pneumatic compensator and the mud pump as a whole. At the same time, installing a pneumatic compensator perpendicular to the suction manifold requires additional space, which in turn leads to an increase in the size of the mud pump.

Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является пневмокомпенсатор низкого давления для бурового насоса (см. В.М.Касьянов и др., Гидромашины и компрессоры, тетрадь 2, Москва: РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, 2007 г.), содержащий корпус, которым служит всасывающий коллектор бурового насоса, ограниченный фланцевыми заглушками, рабочий эластичный элемент, выполненный с цилиндрической поверхностью и заполненный воздухом или газом, и каркас для него. При этом каркас с эластичным элементом закреплены на внутренней стороне фланцевых заглушек всасывающего коллектора, на внешней стороне одной из которых установлены манометр и устройство для подачи воздуха или газа внутрь рабочего эластичного элемента. Каркас выполнен в виде перфорированной трубы, рабочий эластичный элемент размещен внутри перфорированной трубы.The closest analogue adopted for the prototype is a low-pressure pneumatic compensator for a mud pump (see V.M.Kasyanov et al., Hydraulic machines and compressors, copybook 2, Moscow: Gubkin Russian State University of Oil and Gas, 2007 .), comprising a housing, which serves as a suction manifold of the mud pump, limited by flange plugs, a working elastic element made with a cylindrical surface and filled with air or gas, and a frame for it. In this case, the frame with an elastic element is fixed on the inside of the flange caps of the suction manifold, on the outside of one of which a pressure gauge and a device for supplying air or gas into the working elastic element are installed. The frame is made in the form of a perforated pipe, a working elastic element is placed inside the perforated pipe.

К недостаткам известного технического решения можно отнести преждевременный выход из строя пневмокомпенсатора низкого давления из-за засорения перфорационных отверстий, выполненных в трубе пневмокомпенсатора, твердой фазой бурового раствора.The disadvantages of the known technical solutions include premature failure of the low-pressure pneumatic compensator due to clogging of the perforation holes made in the pneumatic compensator pipe by the solid phase of the drilling fluid.

Задача, решаемая при использовании полезной модели, заключается в повышении надежности и долговечности работы пневмокомпенсатора низкого давления в составе бурового насоса.The problem to be solved when using the utility model is to increase the reliability and durability of the low-pressure pneumatic compensator in the mud pump.

Поставленная задача решается тем, в пневмокомпенсаторе низкого давления для бурового насоса, содержащем корпус, которым служит всасывающий коллектор, ограниченный по меньшей мере с одной стороны фланцевой заглушкой, рабочий эластичный элемент, вытянутый в длину и заполненный воздухом или газом, и каркас для него, закрепленный на внутренней стороне по меньшей мере одной фланцевой заглушки всасывающего коллектора, на внешней стороне которой установлены манометр и устройство для подачи воздуха или газа внутрь рабочего эластичного элемента, согласно полезной модели, каркас выполнен в виде стержня, размещенного внутри рабочего эластичного элемента соосно ему и снабженного с обоих концов наконечниками, на которых закреплен рабочий эластичный элемент.The problem is solved by the fact that in the low-pressure pneumatic compensator for the mud pump, comprising a housing, which serves as a suction manifold, bounded on at least one side by a flange plug, an elastic working element, elongated and filled with air or gas, and a frame for it, fixed on the inside of at least one flange plug of the intake manifold, on the outside of which a pressure gauge and a device for supplying air or gas into the working elastic element are installed That, according to the utility model, the frame is made in the form of a rod placed inside the working elastic element coaxially with it and provided at both ends with lugs on which the working elastic element is fixed.

В частном случае осуществления полезной модели рабочий эластичный элемент выполнен с цилиндрической поверхностью или в виде баллона.In the particular case of the implementation of the utility model, the working elastic element is made with a cylindrical surface or in the form of a balloon.

Выполнение каркаса для рабочего эластичного элемента в виде стержня, размещенного внутри рабочего эластичного элемента соосно ему и снабженного с обоих концов наконечниками, на которых закреплен рабочий эластичный элемент, который может быть выполнен с цилиндрической поверхностью или в виде баллона, позволяет повысить надежность и долговечность работы пневмокомпенсатора низкого давления.The implementation of the frame for the working elastic element in the form of a rod placed inside the working elastic element coaxially with it and provided at both ends with lugs on which the working elastic element is fixed, which can be made with a cylindrical surface or in the form of a balloon, improves the reliability and durability of the pneumatic compensator low pressure.

Технических решений, совпадающих с совокупностью существенных признаков группы полезных моделей, не выявлено, что позволяет сделать вывод о соответствии группы полезных моделей условию патентоспособности «новизна».No technical solutions coinciding with the essential features of the group of utility models have been identified, which allows us to conclude that the group of utility models meets the patentability condition of “novelty”.

Условие патентоспособности «промышленная применимость» подтверждено на примерах конкретного выполнения бурового насоса и пневмокомпесатора низкого давления для него.The patentability condition "industrial applicability" is confirmed by examples of specific performance of the mud pump and low pressure air compressor for it.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:The essence of the utility model is illustrated by drawings, where:

- на фигуре 1 показан вид бурового насоса сбоку;- figure 1 shows a side view of the mud pump;

- на фигуре 2 показан вид бурового насоса сверху;- figure 2 shows a top view of the mud pump;

- на фигуре 3 изображен пневмокомпенсатор низкого давления для бурового насоса.- figure 3 shows a low pressure pneumatic compensator for a mud pump.

Буровой насос состоит из двух основных функционально связанных между собой частей: гидравлической и механической, размещенных в корпусе 1 бурового насоса. Механическая часть включает трансмиссионный вал 2 и кривошипно-шатунный механизм. Гидравлическая часть содержит гидравлический блок, состоящий из блока гидравлических коробок и пневмокомпенсаторов низкого 3 и высокого 4 давления для всасывающего 5 и нагнетательного 6 коллекторов соответственно.The mud pump consists of two main parts functionally interconnected: hydraulic and mechanical, located in the housing 1 of the mud pump. The mechanical part includes a transmission shaft 2 and a crank mechanism. The hydraulic part contains a hydraulic unit consisting of a block of hydraulic boxes and pneumatic compensators of low 3 and high 4 pressure for suction 5 and pressure 6 collectors, respectively.

Блок гидравлических коробок бурового насоса содержит четыре гидравлические коробки 7, соединенные между собой всасывающим 5 и нагнетательным 6 коллекторами. При этом всасывающий коллектор 5 установлен в нижней части гидравлического блока под блоком гидравлических коробок, нагнетательный коллектор 6 - в верхней части гидравлического блока. Каждая гидравлическая коробка 7 снабжена расположенными соосно относительно друг друга всасывающим 8 и нагнетательным 9 клапанами, взаимосвязанными с всасывающим 5 и нагнетательным 6 коллекторами соответственно, а также цилиндровой втулкой 10 с расположенным в ней поршнем 11, шток 12 которого связан с кривошипно-шатунным механизмом.The block of hydraulic boxes of the mud pump contains four hydraulic boxes 7, interconnected by a suction 5 and discharge 6 collectors. In this case, the suction manifold 5 is installed in the lower part of the hydraulic unit under the hydraulic box unit, the discharge manifold 6 is in the upper part of the hydraulic unit. Each hydraulic box 7 is equipped with a suction 8 and a discharge 9 valves located coaxially relative to each other, interconnected with a suction 5 and a discharge 6 collectors, respectively, as well as a cylinder sleeve 10 with a piston 11 located in it, the rod 12 of which is connected with a crank mechanism.

Каждая цилиндровая втулка 10 примыкает к тыльной части соответствующей гидравлической коробки 7 через уплотнение 13 таким образом, что втулка размещена снаружи соответствующей гидравлической коробки 7 и соединена с ее корпусом посредством элементов крепления.Each cylinder sleeve 10 is adjacent to the rear of the corresponding hydraulic box 7 through the seal 13 so that the sleeve is placed outside the corresponding hydraulic box 7 and connected to its body by means of fastening elements.

Каждая гидравлическая коробка 7 имеет выполненное в лобовой ее части отверстие с заглушкой 14, наличие которого позволяет без демонтажа нагнетательного клапана 9 и его седла 15 произвести монтаж/демонтаж всасывающего клапана 8.Each hydraulic box 7 has a hole in its frontal part with a plug 14, the presence of which allows the suction valve 8 to be mounted / dismantled without dismantling the pressure valve 9 and its seat 15.

Кривошипно-шатунный механизм четырехпоршневого бурового насоса содержит эксцентриковый вал, выполненный в виде цилиндрического вала 16, на котором с помощью неподвижного разъемного соединения установлены четыре одинаковых эксцентрика 17, а также шевронное колесо 18.The crank mechanism of the four-piston mud pump contains an eccentric shaft, made in the form of a cylindrical shaft 16, on which four identical eccentrics 17, as well as a chevron wheel 18 are installed using a fixed detachable connection.

Шевронное колесо 18 установлено на цилиндрическом валу 16 с небольшим натягом для центрирования, для передачи крутящего момента установлены болты.The chevron wheel 18 is mounted on a cylindrical shaft 16 with a slight interference fit for centering; bolts are installed to transmit torque.

Эксцентрики 17 установлены на цилиндрическом валу 16 с помощью неподвижного разъемного соединения, например, штифтового, шлицевого, соединения коническими разрезными кольцами, коническими втулками или соединения упругими кольцами.The eccentrics 17 are mounted on the cylindrical shaft 16 using a fixed detachable connection, for example, pin, spline, connection with conical split rings, conical bushings or connection with elastic rings.

В случае выполнения неподвижного разъемного соединения штифтовым, штифты установлены в цилиндрических отверстиях, образованных гнездами, выполненными на обхватываемой поверхности цилиндрического вала 16 и обхватывающих поверхностях эксцентриков 17.In the case of making a fixed detachable connection with a pin, the pins are installed in cylindrical holes formed by sockets made on the girth surface of the cylindrical shaft 16 and the girth surfaces of the eccentrics 17.

Трансмиссионный вал 2 кривошипно-шатунного механизма выполнен в виде вала-шестерни, передающего крутящий момент от привода с заданной частотой вращения шевронному колесу 18 эксцентрикового вала.The transmission shaft 2 of the crank mechanism is made in the form of a pinion shaft transmitting torque from the drive with a predetermined speed to the chevron wheel 18 of the eccentric shaft.

Корпус 1 четырехпоршневого бурового насоса выполнен в виде несущей рамы, боковых стенок и крышки. При этом несущая рама выполнена в виде двух связанных между собой двутавров и оборудована элементами, выполненными в виде колец для установки на них трансмиссионного 2 и эксцентрикового валов. Боковые стенки корпуса бурового насоса имеют отверстия, выполненные соосно кольцевым элементам несущей рамы.The housing 1 of the four-piston mud pump is made in the form of a supporting frame, side walls and cover. In this case, the supporting frame is made in the form of two interconnected I-beams and is equipped with elements made in the form of rings for mounting transmission 2 and eccentric shafts on them. The side walls of the mud pump housing have holes made coaxially to the annular elements of the bearing frame.

Буровой насос снабжен одним пневмокомпенсатором низкого давления 3, содержащим рабочий эластичный элемент 19, вытянутый в длину, заполненный воздухом или газом и размещенный в корпусе, которым служит всасывающий коллектор 5 бурового насоса. При этом рабочий эластичный элемент 19 может быть выполнен либо с цилиндрической поверхностью, либо в виде баллона. Всасывающий коллектор 5 бурового насоса ограничен по меньшей мере с одной стороны фланцевой заглушкой 20 и размещен под блоком гидравлических коробок.The mud pump is equipped with one low-pressure pneumatic compensator 3, containing a working elastic element 19, elongated, filled with air or gas and placed in the housing, which serves as the suction manifold 5 of the mud pump. In this case, the working elastic element 19 can be made either with a cylindrical surface, or in the form of a balloon. The suction manifold 5 of the mud pump is bounded at least on one side by a flange plug 20 and is located under the block of hydraulic boxes.

Пневмокомпенсатор низкого давления снабжен каркасом для рабочего эластичного элемента 19, установленным совместно с рабочим эластичным элементом 19 внутрь всасывающего коллектора 5 бурового насоса соосно ему. Каркас закреплен на внутренней стороне одной фланцевой заглушки 20. На внешней стороне фланцевой заглушки 20 установлены манометр 21 и устройство для подачи воздуха или газа 22 внутрь рабочего эластичного элемента 19. Каркас для рабочего эластичного элемента 19 выполнен в виде стержня 23, размещенного внутри рабочего эластичного элемента 19 соосно ему и снабженного с обоих концов наконечниками 24, на которых закреплен рабочий эластичный элемент 19.The low-pressure pneumatic compensator is equipped with a frame for the working elastic element 19, installed together with the working elastic element 19 inside the suction manifold 5 of the mud pump coaxially with it. The frame is fixed on the inside of one flange plug 20. On the outside of the flange plug 20, a pressure gauge 21 and a device for supplying air or gas 22 inside the working elastic element 19 are installed. The frame for the working elastic element 19 is made in the form of a rod 23 located inside the working elastic element 19 coaxial to it and provided at both ends with lugs 24 on which a working elastic element 19 is fixed.

Фланцевая заглушка 20 всасывающего коллектора 5 и закрепленный на ней наконечник 24 каркаса имеют соосные отверстия 25, предназначенные для подачи воздуха или газа внутрь рабочего эластичного элемента 19.The flange plug 20 of the suction manifold 5 and the frame tip 24 mounted on it have coaxial holes 25 for supplying air or gas into the working elastic element 19.

Работа устройств осуществляется следующим образом.The operation of the devices is as follows.

Трансмиссионный вал 2, выполненный в виде вала-шестерни, через ременную передачу получает вращение от привода и передает крутящий момент с заданной частотой шевронному колесу 18 эксцентрикового вала кривошипно-шатунного механизма. Вращательное движение эксцентрикового вала посредством шатунов 26, ползунов 27 и штоков 12 преобразуется в возвратно-поступательное движение поршней 11. Поршни 11, перемещаясь в цилиндровых втулках 10, совершают поочередно такт всасывания и нагнетания.Transmission shaft 2, made in the form of a pinion shaft, through a belt drive receives rotation from the drive and transmits torque at a given frequency to the chevron wheel 18 of the eccentric shaft of the crank mechanism. The rotational movement of the eccentric shaft by means of connecting rods 26, sliders 27 and rods 12 is converted into reciprocating motion of the pistons 11. The pistons 11, moving in the cylinder sleeves 10, perform alternately a suction and discharge stroke.

При такте всасывания поршни 11 перемещаются в цилиндровых втулках 10 в направлении механической части, при этом объемы рабочих камер гидравлических коробок увеличиваются, создается разряжение. Всасывающие клапаны 8 под действием разности давлений во всасывающем коллекторе 5 и давлением над всасывающим клапаном 8 открываются и перекачиваемая жидкость заполняет рабочие камеры гидравлических коробок 7. В это время нагнетательные клапаны 9 гидравлических коробок 7 закрыты. При обратном ходе поршней 11 в рабочих камерах создается давление, превышающее давление в нагнетательном коллекторе 6, нагнетательные клапаны 9 открываются и жидкость, объем которой соответствует полезному объему рабочих камер, вытесняется в нагнетательный коллектор 6. При такте нагнетания нагнетательные клапаны 9 открыты, всасывающие 8 - закрыты. Потоки жидкости из рабочих камер суммируются в нагнетательном коллекторе 6.With a suction stroke, the pistons 11 move in the cylinder bushing 10 in the direction of the mechanical part, while the volumes of the working chambers of the hydraulic boxes increase, creating a vacuum. The suction valves 8 under the influence of the pressure difference in the intake manifold 5 and the pressure above the suction valve 8 open and the pumped liquid fills the working chambers of the hydraulic boxes 7. At this time, the discharge valves 9 of the hydraulic boxes 7 are closed. When the pistons 11 return in the working chambers, a pressure is created that exceeds the pressure in the discharge manifold 6, the discharge valves 9 open and a liquid whose volume corresponds to the useful volume of the working chambers is displaced into the discharge manifold 6. During the discharge stroke, the discharge valves 9 are open, the suction 8 - closed. The fluid flows from the working chambers are summarized in the discharge manifold 6.

Суммирование синусоидальных по характеру изменений потоков приводит к пульсации подачи и давления бурового насоса. Пульсирующий поток на входе в насос выравнивается пневмокомпенсатором низкого давления 3, рабочий эластичный элемент 19 которого совместно каркасом установлены внутрь всасывающего коллектора 5, служащим корпусом пневмокомпенсатора низкого давления, соосно ему, а на выходе - двумя пневмокомпенсаторами 4 высокого давления, установленными на нагнетательном коллекторе 6.The summation of the sinusoidal flow changes leads to pulsation of the flow and pressure of the mud pump. The pulsating flow at the inlet to the pump is aligned with a low-pressure pneumatic compensator 3, the working elastic element 19 of which, together with the frame, is installed inside the intake manifold 5, which serves as the housing of the low-pressure pneumatic compensator, aligned with it, and at the output, with two high-pressure pneumatic compensators 4 mounted on the discharge manifold 6.

Пульсации потока бурового раствора, поступающего во всасывающий коллектор 5 бурового насоса, воспринимает и выравнивает вытянутый в длину и заполненный воздухом или газом рабочий эластичный элемент 19, закрепленный на каркасе, выполненном в виде стержня 23, снабженного с обоих концов наконечниками 24.The pulsations of the mud flow entering the suction manifold 5 of the mud pump perceives and aligns the elongated and filled with air or gas working elastic element 19, mounted on a frame made in the form of a rod 23, equipped at both ends with tips 24.

Установку компенсатора низкого давления 3 производят следующим образом. Закрепляют концы рабочего эластичного элемента 19, выполненного с цилиндрической поверхностью или в виде баллона, на наконечниках 24 каркаса, который в свою очередь закрепляют на внутренней стороне одной из фланцевых заглушек 20 всасывающего коллектора 5. Снабжают пневмокомпенсатор низкого давления 3 манометром 21 и устройством для подачи воздуха или газа 22, размещая их на внешней стороне той же фланцевой заглушки 20. Затем устанавливают закрепленный на фланцевой заглушке 20 каркас с рабочим эластичным элементом 19 внутрь всасывающего коллектора 5 бурового насоса соосно ему таким образом, что корпусом пневмокомпенсатора низкого давления служит всасывающий коллектор 5, и соединяют примыкающие таким образом друг к другу фланцевую заглушку 20 и фланец 28 всасывающего коллектора 5 болтами, при этом всасывающий коллектор 5 бурового насоса герметично закрывается.The installation of the low pressure compensator 3 is as follows. The ends of the working elastic element 19, made with a cylindrical surface or in the form of a cylinder, are fixed on the tips 24 of the frame, which in turn is fixed on the inner side of one of the flange plugs 20 of the intake manifold 5. A low pressure pneumatic compensator 3 is supplied with a manometer 21 and an air supply device or gas 22, placing them on the outside of the same flange plug 20. Then, a frame with a working elastic element 19 inside the suction manifold mounted on the flange plug 20 is installed the tip 5 of the mud pump is aligned with it in such a way that the suction manifold 5 serves as the housing of the low-pressure pneumatic compensator, and the flange plug 20 and the flange 28 of the suction manifold 5 adjacent to each other are connected with bolts, while the suction manifold 5 of the mud pump is hermetically closed.

Также возможен вариант закрепления каркаса с рабочим эластичным элементом 19 пневмокомпенсатора низкого давления на внутренних сторонах обеих фланцевых заглушек 20 всасывающего коллектора 5.It is also possible to fix the frame with a working elastic element 19 of a low-pressure pneumatic compensator on the inner sides of both flange plugs 20 of the intake manifold 5.

Таким образом, заявленная группа полезных моделей обеспечивает достижение технических результатов, заключающихся в уменьшении габаритов бурового насоса, металлоемкости и трудоемкости работ по его сборке и ремонту, при достижении высоких выходных характеристик бурового насоса, а именно, давления нагнетания и подачи, характерных для буровых насосов нового поколения (четырехпоршневых), а также в повышении надежности и долговечности работы пневмокомпенсатора низкого давления в составе бурового насоса.Thus, the claimed group of utility models ensures the achievement of technical results, consisting in reducing the dimensions of the mud pump, metal consumption and the complexity of the work on its assembly and repair, while achieving high output characteristics of the mud pump, namely, the discharge and supply pressures characteristic of new mud pumps generation (four-piston), as well as to increase the reliability and durability of the low-pressure pneumatic compensator as part of the mud pump.

Claims (6)

1. Буровой насос, содержащий корпус, размещенные в нем механическую часть, состоящую из трансмиссионного вала и кривошипно-шатунного механизма, и гидравлическую часть, содержащую гидравлический блок, состоящий из блока гидравлических коробок и пневмокомпенсаторов низкого и высокого давления для всасывающего и нагнетательного коллекторов соответственно, при этом всасывающий коллектор ограничен по меньшей мере с одной стороны фланцевой заглушкой, пневмокомпенсатор низкого давления содержит рабочий эластичный элемент, размещенный в корпусе, блок гидравлических коробок включает четыре гидравлические коробки, каждая из которых снабжена расположенными соосно относительно друг друга всасывающим и нагнетательным клапанами, взаимосвязанными с всасывающим и нагнетательным коллекторами соответственно, кривошипно-шатунный механизм содержит эксцентриковый вал, выполненный в виде цилиндрического вала, на котором с помощью неподвижного разъемного соединения установлены четыре одинаковых эксцентрика, отличающийся тем, что пневмокомпенсатор низкого давления снабжен каркасом для рабочего эластичного элемента, установленным совместно с рабочим эластичным элементом внутрь всасывающего коллектора бурового насоса соосно с ним таким образом, что корпусом пневмокомпенсатора низкого давления служит всасывающий коллектор, при этом каркас закреплен на внутренней стороне по меньшей мере одной фланцевой заглушки, всасывающий коллектор размещен под блоком гидравлических коробок.1. A mud pump comprising a housing, a mechanical part located therein, consisting of a transmission shaft and a crank mechanism, and a hydraulic part, comprising a hydraulic unit, consisting of a block of hydraulic boxes and low and high pressure pneumatic compensators for the suction and discharge manifolds, respectively, wherein the suction manifold is bounded at least on one side by a flange plug, the low-pressure pneumatic compensator contains a working elastic element placed in a The unit, the block of hydraulic boxes includes four hydraulic boxes, each of which is equipped with suction and discharge valves located coaxially relative to each other, interconnected with the suction and discharge manifolds, respectively, the crank mechanism contains an eccentric shaft made in the form of a cylindrical shaft, on which fixed detachable four identical eccentrics are installed, characterized in that the low-pressure pneumatic compensator is equipped with a frame catfish for the working elastic element installed together with the working elastic element inside the suction manifold of the mud pump coaxially with it in such a way that the suction manifold serves as the housing of the low-pressure pneumatic compensator, while the frame is fixed on the inside of at least one flange plug, the suction manifold is placed under hydraulic box unit. 2. Буровой насос по п.1, отличающийся тем, что каждая гидравлическая коробка имеет выполненное в лобовой ее части отверстие с заглушкой для монтажа/демонтажа всасывающего клапана.2. The mud pump according to claim 1, characterized in that each hydraulic box has a hole in the frontal part with a plug for mounting / dismounting the suction valve. 3. Буровой насос по п.1, отличающийся тем, что неподвижное разъемное соединение цилиндрического вала и эксцентриков выполнено штифтовым.3. The mud pump according to claim 1, characterized in that the fixed detachable connection of the cylindrical shaft and the eccentrics is made pin. 4. Буровой насос по п.3, отличающийся тем, что штифты установлены в цилиндрических отверстиях, образованных гнездами, выполненными соответственно на обхватываемой поверхности цилиндрического вала и обхватывающих поверхностях эксцентриков.4. The mud pump according to claim 3, characterized in that the pins are mounted in cylindrical holes formed by sockets made respectively on the girth surface of the cylindrical shaft and the girth surfaces of the eccentrics. 5. Пневмокомпенсатор низкого давления для бурового насоса, содержащий корпус, которым служит всасывающий коллектор, ограниченный по меньшей мере с одной стороны фланцевой заглушкой, рабочий эластичный элемент, вытянутый в длину и заполненный воздухом или газом, и каркас для него, закрепленный на внутренней стороне по меньшей мере одной фланцевой заглушки всасывающего коллектора, на внешней стороне которой установлены манометр и устройство для подачи воздуха или газа внутрь рабочего эластичного элемента, отличающийся тем, что каркас выполнен в виде стержня, размещенного внутри рабочего эластичного элемента соосно с ним и снабженного с обоих концов наконечниками, на которых закреплен рабочий эластичный элемент.5. A low-pressure pneumatic compensator for a mud pump, comprising a housing which serves as a suction manifold bounded on at least one side by a flange plug, an elastic working element elongated and filled with air or gas, and a frame for it, fixed to the inside on at least one flange plug of the suction manifold, on the outside of which there is a pressure gauge and a device for supplying air or gas inside the working elastic element, characterized in that It is made in the form of a rod placed inside the working elastic element coaxially with it and provided with ends on both ends on which the working elastic element is fixed. 6. Пневмокомпенсатор по п.5, отличающийся тем, что рабочий эластичный элемент выполнен с цилиндрической поверхностью или в виде баллона.

6. The pneumatic compensator according to claim 5, characterized in that the working elastic element is made with a cylindrical surface or in the form of a balloon.

Images