[go: up one dir, main page]

RU2365785C1 - Pump of diaphragm type for supply of liquids and method of its manufacturing - Google Patents

Pump of diaphragm type for supply of liquids and method of its manufacturing Download PDF

Info

Publication number
RU2365785C1
RU2365785C1 RU2008112826/06A RU2008112826A RU2365785C1 RU 2365785 C1 RU2365785 C1 RU 2365785C1 RU 2008112826/06 A RU2008112826/06 A RU 2008112826/06A RU 2008112826 A RU2008112826 A RU 2008112826A RU 2365785 C1 RU2365785 C1 RU 2365785C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cylinder
pump
piston
pump according
annular chamber
Prior art date
Application number
RU2008112826/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Александрович Захаров (RU)
Александр Александрович Захаров
Геннадий Иванович Адаменко (RU)
Геннадий Иванович Адаменко
Original Assignee
Александр Александрович Захаров
Геннадий Иванович Адаменко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Александрович Захаров, Геннадий Иванович Адаменко filed Critical Александр Александрович Захаров
Priority to RU2008112826/06A priority Critical patent/RU2365785C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2365785C1 publication Critical patent/RU2365785C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas production.
SUBSTANCE: pump is intended for application in drilling and well injection for supply of drilling mud in well. Pump comprises cylinder (2), piston (5) installed in cylinder (2) with the possibility of displacement from drive, and tubular diaphragm (4), which insulates working cavity (10) of pump that communicates with inlet and outlet openings of pump, from water-driven cavity (8), which communicates with internal volume of cylinder, which is adjacent to working surface of piston (5). To produce compact and simple design that makes it possible to produce the pump of diaphragm type on the basis of ordinary piston pump, pump is equipped with jacket (1) placed on top of cylinder (2) with creation of annular chamber limited by at least internal surface of jacket (1) and external surface of cylinder (2), besides, working (10) and water-driven (8) cavities, and also tubular diaphragm (4) that separates them are located in annular chamber. Method is also suggested to make such pump for liquids supply on the basis of piston pump, by means of modification of the latter.
EFFECT: no necessity to use complicated casting molds, lower manufacturing costs.
20 cl, 3 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к объемным насосам для подачи жидкостей, в частности к насосам, используемым в технике бурения и заканчивания скважин для подачи в скважину грязевого раствора.The invention relates to volumetric pumps for supplying liquids, in particular to pumps used in the technique of drilling and completion for supplying a mud solution to a well.

Уровень техникиState of the art

Для подачи грязевых (промывочных или тампонажных) растворов в скважину применяются поршневые насосы, в частности двухпоршневые насосы двойного действия или трехпоршневые насосы одинарного действия (см. А.И.Булатов и др. Техника и технология бурения нефтяных и газовых скважин. - М.: OOO "Недра-Бизнесцентр", 2003, стр.539-562). Основной недостаток данных насосов заключается в том, что их применение для перекачки абразивных жидкостей, каковыми и являются грязевые растворы, приводит к интенсивному износу поршневой группы.To supply mud (flushing or grouting) solutions to the well, piston pumps are used, in particular double-acting double-acting pumps or single-acting three-piston pumps (see A.I. Bulatov et al. Technique and technology for drilling oil and gas wells. - M .: Nedra-Business Center LLC, 2003, p. 539-562). The main disadvantage of these pumps is that their use for pumping abrasive fluids, which are mud solutions, leads to intensive wear of the piston group.

Для уменьшения износа существует несколько способов, таких как очистка раствора на очистных машинах, добавление в раствор органических присадок или применение для изготовления поршневой группы особых сталей сплавов и соответствующей их обработки, например азотирование цилиндров. И все же эти способы дают лишь частичное решение задачи. Во-первых, полностью очистить раствор от абразивных частиц невозможно, а если учесть, что на глубоких скважинах насосы могут перекачивать сотни кубометров раствора в час, то очистка раствора оказывается непростой и дорогостоящей процедурой. Во-вторых, применение присадок и добавок также является недешевым решением. В случае же тампонирования скважины присутствие в растворе частиц цемента необходимо по определению.To reduce wear, there are several methods, such as cleaning the solution on cleaning machines, adding organic additives to the solution, or using special alloy steels for the manufacture of the piston group and their corresponding processing, for example, nitriding of cylinders. Nevertheless, these methods provide only a partial solution to the problem. Firstly, it is impossible to completely clear the solution from abrasive particles, and if we take into account that pumps can pump hundreds of cubic meters of solution per hour in deep wells, then cleaning the solution turns out to be a difficult and expensive procedure. Secondly, the use of additives and additives is also an expensive solution. In the case of well plugging, the presence of cement particles in the solution is necessary by definition.

Известны конструкции объемных насосов диафрагменного типа с гидравлическим приводом эластичного рабочего органа (диафрагмы). Пример такой конструкции раскрыт в публикации DE 1528392. Применение насосов диафрагменного типа явилось альтернативным решением задачи уменьшения износа и повышения долговечности насоса при перекачке абразивных и агрессивных текучих сред (см. авторское свидетельство SU 826074). В патенте RU 2212563 раскрыто решение, наиболее близкое к изобретению по своей технической сущности, а именно насос для подачи агрессивных жидкостей, содержащий цилиндр, поршень, установленный в цилиндре с возможностью перемещения от привода, и трубчатую диафрагму, которая изолирует рабочую полость насоса, сообщающуюся с входным и выходным отверстиями насоса, от гидроприводной полости, сообщающейся с внутренним объемом цилиндра, примыкающим к рабочей поверхности поршня. В насосе, выполненном по патенту RU 2212563, поршневая группа изолирована от подаваемой жидкости и контактирует лишь с относительно чистой рабочей жидкостью, однако взаимно перпендикулярная компоновка поршневой группы и трубчатой диафрагмы является недостатком, поскольку известный насос имеет увеличенные габаритные размеры и сложную конструкцию. В силу такой компоновки диаметр трубчатой диафрагмы в известном насосе сравнительно невелик, что обусловливает необходимость сжатия-растяжения диафрагмы с большой амплитудой для достижения приемлемого рабочего объема, т.е. объема жидкости, вытесняемой насосом за один такт.Known designs of volumetric pumps of the diaphragm type with a hydraulic drive of an elastic working body (diaphragm). An example of such a design is disclosed in DE 1528392. The use of diaphragm pumps was an alternative solution to the problem of reducing wear and increasing the pump life when pumping abrasive and aggressive fluids (see copyright certificate SU 826074). RU 2212563 discloses a solution that is closest to the invention in its technical essence, namely a pump for supplying aggressive liquids, containing a cylinder, a piston mounted in the cylinder with the ability to move from the drive, and a tubular diaphragm that isolates the working cavity of the pump in communication with pump inlet and outlet openings, from a hydraulic drive cavity communicating with the internal volume of the cylinder adjacent to the piston working surface. In the pump, made according to the patent RU 2212563, the piston group is isolated from the supplied fluid and is in contact only with a relatively clean working fluid, however, the mutually perpendicular arrangement of the piston group and the tubular diaphragm is a drawback, since the known pump has increased overall dimensions and complex construction. Due to this arrangement, the diameter of the tubular diaphragm in the known pump is relatively small, which necessitates the compression-extension of the diaphragm with a large amplitude to achieve an acceptable working volume, i.e. the volume of fluid displaced by the pump in one cycle.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Целью изобретения является преодоление недостатков ближайшего аналога, создание компактной, долговечной простой и недорогой конструкции насоса диафрагменного типа и разработка простого и недорогого в осуществлении способа изготовления подобного насоса на основе существующих поршневых насосов.The aim of the invention is to overcome the disadvantages of the closest analogue, to create a compact, durable simple and inexpensive design of a diaphragm type pump and to develop a simple and inexpensive method of manufacturing such a pump based on existing piston pumps.

Для достижения этих целей предлагается насос для подачи жидкостей, преимущественно абразивных и/или агрессивных, содержащий цилиндр, поршень, установленный в цилиндре с возможностью перемещения от привода, и трубчатую диафрагму, которая изолирует рабочую полость насоса, сообщающуюся с входным и выходным отверстиями насоса, от гидроприводной полости, сообщающейся с внутренним объемом цилиндра, примыкающим к рабочей поверхности поршня.To achieve these goals, it is proposed a pump for supplying liquids, mainly abrasive and / or aggressive, containing a cylinder, a piston mounted in the cylinder with the ability to move from the drive, and a tubular diaphragm that isolates the working cavity of the pump, communicating with the inlet and outlet of the pump, from a hydraulic drive cavity in communication with the internal volume of the cylinder adjacent to the working surface of the piston.

Отличия предлагаемого насоса от его ближайшего аналога состоят в том, что он снабжен рубашкой, расположенной поверх цилиндра с образованием кольцевой камеры, ограниченной, по меньшей мере, внутренней поверхностью рубашки и наружной поверхностью цилиндра, причем рабочая и гидроприводная полости, а также разделяющая их трубчатая диафрагма расположены в кольцевой камере. В такой конструкции собственно цилиндр играет роль гильзы цилиндра в сборе с рубашкой.The differences of the proposed pump from its closest analogue are that it is equipped with a jacket located on top of the cylinder with the formation of an annular chamber bounded by at least the inner surface of the jacket and the outer surface of the cylinder, the working and hydraulic cavities, as well as the tubular diaphragm separating them located in the annular chamber. In this design, the cylinder itself plays the role of the cylinder sleeve assembly with the jacket.

Благодаря полученной таким образом соосной компоновке поршневой (гидроприводной) и грязевой (рабочей) частей насос становится более компактным и простым. Конструкция такого насоса подходит для переделки поршневых насосов, недостатки которых рассмотрены выше, в насосы диафрагменного типа при затратах, которые в промышленных масштабах несопоставимо малы по сравнению с затратами на оснащение скважин установки очистки буровых растворов или на применение добавок к буровым растворам.Thanks to the coaxial arrangement of the piston (hydraulic) and mud (working) parts obtained in this way, the pump becomes more compact and simple. The design of such a pump is suitable for altering piston pumps, the disadvantages of which are discussed above, into diaphragm pumps at costs that are commercially small compared to the costs of equipping wells for drilling mud treatment plants or the use of additives for drilling fluids.

В плане компактности вынос рабочей полости, непосредственно перекачивающей подаваемую жидкость, на периферию цилиндра выгоден с точки зрения возможности использования под рабочую полость значительной части осевой длины цилиндра, а также возможности получения сопоставимого с ближайшим аналогом объема рабочей полости при ее меньшей толщине в радиальном направлении, поскольку объем цилиндрической полости в общем случае пропорционален квадрату радиуса. При одном и том же объеме рабочей полости большая площадь трубчатой диафрагмы позволяет уменьшить амплитуду ее движения, что дает выигрыш в долговечности диафрагмы.In terms of compactness, the removal of the working cavity directly pumping the supplied liquid to the periphery of the cylinder is advantageous in terms of the possibility of using a significant part of the axial length of the cylinder under the working cavity, as well as the possibility of obtaining a volume of the working cavity comparable with the closest analogue with its smaller thickness in the radial direction, since the volume of the cylindrical cavity is generally proportional to the square of the radius. With the same volume of the working cavity, a large area of the tubular diaphragm allows to reduce the amplitude of its movement, which gives a gain in the durability of the diaphragm.

Что касается упрощения конструкции, отпадает необходимость использования сложных литьевых форм, которые требуются для изготовления корпуса перпендикулярной компоновки, характерной для ближайшего аналога.With regard to simplification of the design, there is no need to use complex injection molds, which are required for the manufacture of the housing perpendicular layout, characteristic of the closest analogue.

Кольцевую камеру целесообразно выполнить осесимметричной, предпочтительно с контуром двояковыпуклой линзы в продольном сечении.The annular chamber, it is advisable to perform axisymmetric, preferably with a contour of a biconvex lens in longitudinal section.

Плавное уменьшение радиуса линий контура двояковыпуклой линзы на концах этих линий снижает вероятность забивания твердых частиц, присутствующих в перекачиваемой жидкости или случайно попавших в рабочую жидкость, между подвижной диафрагмой и соответственно стенкой рубашки или стенкой цилиндра.A smooth decrease in the radius of the contour lines of a biconvex lens at the ends of these lines reduces the likelihood of clogging of solid particles present in the pumped liquid or accidentally falling into the working fluid between the movable diaphragm and, accordingly, the wall of the shirt or the wall of the cylinder.

Гидроприводная полость может сообщаться с внутренним объемом цилиндра через несколько перепускных отверстий, выполненных в цилиндре и в предпочтительном варианте равномерно распределенных по окружности цилиндра, а цилиндр вместе с рубашкой может быть закрыт торцовой крышкой со стороны, обращенной к рабочей поверхности поршня, т.е. поверхности, которой поршень воздействует на рабочую жидкость (масло).The hydraulic drive cavity can communicate with the internal volume of the cylinder through several bypass holes made in the cylinder and, preferably, evenly distributed around the circumference of the cylinder, and the cylinder together with the jacket can be closed with an end cap on the side facing the piston working surface, i.e. the surface by which the piston acts on the working fluid (oil).

В торцовой крышке может быть выполнено отверстие для слива рабочей жидкости в перерывах между включениями насоса или для обеспечения ее циркуляции через очистной фильтр в процессе работы насоса. При использовании торцовой крышки один край трубчатой диафрагмы дополнительно может быть зажат между цилиндром и торцовой крышкой для более надежного крепления трубчатой диафрагмы.An opening can be made in the end cap for draining the working fluid in between pump starts or for ensuring its circulation through the cleaning filter during operation of the pump. When using the end cap, one edge of the tubular diaphragm can additionally be sandwiched between the cylinder and the end cap for more reliable mounting of the tubular diaphragm.

В предлагаемом насосе объем гидроприводной полости в конце такта выпуска подаваемой жидкости может составлять примерно две трети объема кольцевой камеры, что исключает неблагоприятное воздействие крупных частиц, содержащихся в подаваемой жидкости, на материал трубчатой мембраны.In the proposed pump, the volume of the hydraulic drive cavity at the end of the discharge stroke of the feed liquid can be approximately two-thirds of the volume of the annular chamber, which eliminates the adverse effect of large particles contained in the feed fluid on the material of the tubular membrane.

Сама трубчатая мембрана может быть выполнена как из неэластичного, так и из эластичного материала. Поскольку в предпочтительном варианте насоса рабочей жидкостью является гидравлическое масло, материал трубчатой мембраны в этом случае должен быть маслонепроницаемым и маслостойким.The tubular membrane itself can be made of both inelastic and elastic material. Since, in a preferred embodiment of the pump, the working fluid is hydraulic oil, the material of the tubular membrane in this case should be oil-tight and oil-resistant.

Для реализации наиболее простого способа регулирования впуска-выпуска подаваемой жидкости во входном отверстии насоса может быть установлен обратный клапан, открывающийся в начале такта впуска подаваемой жидкости. Соответственно в выходном отверстии насоса может быть установлен обратный клапан, открывающийся в начале такта выпуска подаваемой жидкости. Естественно, что можно использовать и более сложные системы управления, в которых движение запорных органов клапанов синхронизировано с движением поршня.To implement the simplest way to control the inlet-outlet of the supplied fluid, a non-return valve can be installed in the pump inlet opening at the beginning of the inlet stroke of the supplied fluid. Accordingly, a check valve can be installed in the pump outlet opening at the beginning of the discharge stroke of the pumped liquid. Naturally, more sophisticated control systems can be used, in which the movement of the valve locking elements is synchronized with the movement of the piston.

Простым способом сопряжения рубашки с цилиндром является посадка рубашки на конус спереди и сзади от кольцевой камеры (по оси цилиндра), обеспечивающая автоматическое центрирование рубашки и плотный контакт в сопряжении.A simple way to pair the shirt with the cylinder is to fit the shirt on the cone front and rear of the annular chamber (along the axis of the cylinder), which ensures automatic centering of the shirt and tight contact in conjunction.

Выгодным отличием предлагаемого насоса является то, что он может представлять собой составную часть двухпоршневого бурового насоса двойного действия.The advantageous feature of the proposed pump is that it can be an integral part of a double-acting double-piston mud pump.

Рассмотренные выше особенности конструкции предлагаемого насоса обусловливают возможность его изготовления не только в заводских условиях, но и в эксплуатации, путем модификации поршневых насосов, упомянутых в начале описания.The above design features of the proposed pump make it possible to manufacture it not only in the factory, but also in operation, by modifying the piston pumps mentioned at the beginning of the description.

Соответственно объектом изобретения является также способ изготовления насоса диафрагменного типа для подачи жидкостей, преимущественно абразивных, на основе поршневого насоса, содержащего цилиндр и поршень, установленный в цилиндре с возможностью перемещения от привода, заключающийся в том, что:Accordingly, an object of the invention is also a method of manufacturing a diaphragm type pump for supplying liquids, mainly abrasive, based on a piston pump containing a cylinder and a piston mounted in the cylinder with the ability to move from the drive, which is that:

- изготавливают рубашку, предназначенную для установки поверх цилиндра, снабженную входным и выходным отверстиями и имеющую такую форму, чтобы после установки рубашки ее внутренняя поверхность вместе с наружной поверхностью цилиндра ограничивала кольцевую камеру,- make a shirt designed for installation on top of the cylinder, equipped with inlet and outlet openings and having such a shape that after installing the shirt its inner surface together with the outer surface of the cylinder bounds the annular chamber,

- выполняют в цилиндре несколько перепускных отверстий, соединяющих внутренний объем цилиндра, примыкающий к рабочей поверхности поршня, с поверхностью, ограничивающей кольцевую камеру,- perform in the cylinder several bypass holes connecting the internal volume of the cylinder adjacent to the working surface of the piston, with the surface bounding the annular chamber,

- устанавливают рубашку поверх цилиндра, поместив между ними трубчатую диафрагму таким образом, чтобы трубчатая диафрагма разделила кольцевую камеру на рабочую полость, расположенную со стороны рубашки, и гидроприводную полость, расположенную со стороны цилиндра.- install the shirt on top of the cylinder, placing a tubular diaphragm between them so that the tubular diaphragm divides the annular chamber into a working cavity located on the side of the shirt and a hydraulic drive cavity located on the side of the cylinder.

Перед установкой рубашки цилиндр может быть соответствующим образом подготовлен. В частности, в стенке цилиндра с наружной стороны может быть выполнена выемка, проходящая по окружности цилиндра. В дополнение к этому решению или вместо него стенку цилиндра можно избирательно нарастить (по толщине) с образованием выемки, проходящей по окружности цилиндра.Before installing the shirt, the cylinder may be suitably prepared. In particular, a recess extending around the circumference of the cylinder can be made on the outside of the cylinder wall. In addition to or instead of this solution, the cylinder wall can be selectively increased (in thickness) to form a recess extending around the circumference of the cylinder.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Предлагаемый насос в одном из вариантов его выполнения схематически представлен в разрезе на следующих чертежах:The proposed pump in one of the options for its implementation is schematically represented in section in the following drawings:

фиг.1 - схема, иллюстрирующая пример конструкции насоса,figure 1 is a diagram illustrating an example design of a pump,

фиг.2 - насос, показанный на фиг.1, в конце такта впуска (всасывания),figure 2 - the pump shown in figure 1, at the end of the intake stroke (suction),

фиг.3 - насос, показанный на фиг.1, в конце такта выпуска (нагнетания).figure 3 - the pump shown in figure 1, at the end of the cycle of release (discharge).

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Предлагаемый насос содержит, как показано на фиг.1, цилиндр 1, поршень 2 со штоком, установленный в цилиндре 1 с возможностью перемещения от привода, и трубчатую диафрагму 3. Диафрагма 3 изолирует рабочую полость 4 насоса, сообщающуюся с входным отверстием и выходным отверстием насоса, от гидроприводной полости 5, сообщающейся с внутренним объемом цилиндра, примыкающим к рабочей поверхности поршня 2. Цилиндр 1 окружен снаружи рубашкой 6, установленной поверх него с образованием кольцевой камеры, которая ограниченна внутренней поверхностью рубашки 6 и наружной поверхностью цилиндра 1 и в которой находятся как рабочая 4, так и гидроприводная 5 полости, а также разделяющая эти полости трубчатая диафрагма 3.The proposed pump contains, as shown in figure 1, a cylinder 1, a piston 2 with a rod mounted in the cylinder 1 with the possibility of movement from the drive, and a tubular diaphragm 3. The diaphragm 3 isolates the working cavity 4 of the pump, communicating with the inlet and outlet of the pump , from the hydraulic drive cavity 5, communicating with the internal volume of the cylinder adjacent to the working surface of the piston 2. The cylinder 1 is surrounded on the outside by a jacket 6 mounted on top of it with the formation of an annular chamber, which is limited by the inner surface of the shaft pulleys 6 and the outer surface of the cylinder 1 and in which there are both working 4 and hydraulic 5 cavities, as well as a tubular diaphragm 3 separating these cavities.

Кольцевая камера выполнена осесимметричной и имеет в продольном сечении контур двояковыпуклой линзы. В показанном на фиг.1 исполнении радиус линий контура двояковыпуклой линзы практически постоянен, но в другом варианте радиус на концах этих линий может быть переменным, в частности может плавно уменьшаться.The annular chamber is made axisymmetric and has a contour of a biconvex lens in a longitudinal section. In the embodiment shown in FIG. 1, the radius of the contour lines of the biconvex lens is practically constant, but in another embodiment, the radius at the ends of these lines can be variable, in particular, it can gradually decrease.

Гидроприводная полость 5 сообщается с внутренним объемом цилиндра через несколько перепускных отверстий 7, выполненных в цилиндре 1 и равномерно распределенных по окружности последнего.The hydraulic cavity 5 communicates with the internal volume of the cylinder through several bypass holes 7, made in the cylinder 1 and evenly distributed around the circumference of the latter.

Трубчатая диафрагма представляет собой оболочку - отрезок тонкостенной трубы, которая может быть эластичной или неэластичной, но в любом случае достаточно гибкой, прочной, непроницаемой для жидкостей и маслостойкой.The tubular diaphragm is a shell - a segment of a thin-walled pipe, which can be flexible or inelastic, but in any case quite flexible, durable, impervious to liquids and oil resistant.

Цилиндр 1 вместе с рубашкой 6 закрыт торцовой крышкой 8 со стороны, обращенной к рабочей поверхности поршня 2, т.е. к поверхности, контактирующей с рабочей жидкостью. В торцовой крышке 8 выполнено отверстие 9 для слива рабочей жидкости. Для более надежного крепления трубчатой диафрагмы 3 один ее край зажат между цилиндром 1 и торцовой крышкой 8. Крепежные винты и заглушки на фиг.1 условно не показаны.The cylinder 1 together with the jacket 6 is closed by the end cap 8 from the side facing the working surface of the piston 2, i.e. to the surface in contact with the working fluid. In the end cap 8, a hole 9 is made for draining the working fluid. For a more reliable fastening of the tubular diaphragm 3, one of its edges is clamped between the cylinder 1 and the end cap 8. The fixing screws and plugs in figure 1 are not shown conditionally.

Во входном отверстии насоса установлен обратный клапан 11, открывающийся в начале такта впуска подаваемой жидкости, а в выходном отверстии насоса установлен обратный клапан 12, открывающийся в начале такта выпуска подаваемой жидкости.A check valve 11 is installed in the inlet of the pump, opening at the beginning of the inlet stroke of the pumped liquid, and a check valve 12 is installed in the pump outlet at the beginning of the pump’s outlet, which opens at the beginning of the cycle of the pumped liquid.

На фиг.1 также видно, что рубашка 6 сопряжена с цилиндром 1 посадкой на конус спереди и сзади от кольцевой камеры.Figure 1 also shows that the shirt 6 is associated with the cylinder 1 by landing on a cone in front and behind the annular chamber.

Предлагаемый насос работает следующим образом.The proposed pump operates as follows.

В положении поршня 2, показанном на фиг.1, через отверстие 10 в крышке 8 в качестве рабочей жидкости в насос заливается масло. Масло заполняет левую часть цилиндра и по перепускным отверстиям 7 начинает поступать в гидроприводную полость 5. Предположим, условно, что масло заняло такой объем, как на фиг.1 (масло показано горизонтальными штрихами). Теперь поршень перемещают вправо, и он занимает положение, показанное на фиг.2. Масло из гидроприводной полости 5 через отверстия 7 поступит внутрь цилиндра, объем гидроприводной полости 5 уменьшится, а рабочей полости 4 - увеличится, оболочка 3 займет другое положение. Одновременно в рабочую полость 4 через обратный клапан 11 поступит перекачиваемая жидкость, например буровой раствор. При перемещении поршня 2 влево, в положение, показанное на фиг.3, масло из цилиндра поступает в гидроприводную полость 5, увеличивая ее объем и через оболочку 3 выдавливая буровой раствор из рабочей полости 4 через обратный клапан 12.In the position of the piston 2 shown in FIG. 1, oil is poured into the pump through the hole 10 in the cover 8 as a working fluid. The oil fills the left part of the cylinder and through the bypass holes 7 begins to flow into the hydraulic drive cavity 5. Assume, conditionally, that the oil has occupied such a volume as in figure 1 (the oil is shown by horizontal strokes). Now the piston is moved to the right, and it occupies the position shown in figure 2. Oil from the hydraulic cavity 5 through the holes 7 will enter the cylinder, the volume of the hydraulic cavity 5 will decrease, and the working cavity 4 will increase, the shell 3 will take a different position. At the same time, pumped fluid, for example, drilling fluid, will enter the working cavity 4 through the check valve 11. When moving the piston 2 to the left, to the position shown in figure 3, the oil from the cylinder enters the hydraulic drive cavity 5, increasing its volume and squeezing the drilling fluid out of the working cavity 4 through the check valve 3 through the check valve 12.

Таким образом, перемещение поршня 2 из положения, показанного на фиг.2, в положение, показанное на фиг.3, представляет собой рабочий ход поршня, при этом буровой раствор в цилиндр 1 не попадает, а поршень 2 работает в масле.Thus, moving the piston 2 from the position shown in FIG. 2 to the position shown in FIG. 3 represents the stroke of the piston, while the drilling fluid does not enter the cylinder 1, and the piston 2 works in oil.

При данной схеме мелкие частицы цилиндру 1 не страшны, а крупные, пройдя через систему отстойников, осядут. Отпадает необходимость в машине очистки и органических присадках. При необходимости отработанное масло сливается через отверстие 9.In this scheme, small particles are not scary to cylinder 1, while large particles, having passed through a system of sedimentation tanks, will settle. There is no need for a cleaning machine and organic additives. If necessary, the used oil is drained through the hole 9.

Очистку масла можно производить при необходимости в ходе работы или в перерывах.Oil can be cleaned if necessary during work or at intervals.

При соотношении размеров элементов насоса, показанных на чертежах, объем масла, вытесненного из цилиндра поршнем из правого положения в левое, займет приблизительно 2/3 объема кольцевой камеры. Толщина оболочки в нашем случае не имеет особого значения.Given the aspect ratio of the pump elements shown in the drawings, the volume of oil displaced from the cylinder by the piston from the right to the left will take approximately 2/3 of the volume of the annular chamber. The shell thickness in our case does not matter much.

Существующие поршневые насосы с цилиндром 1 и поршнем 2 можно модифицировать следующим образом.Existing piston pumps with cylinder 1 and piston 2 can be modified as follows.

Сначала изготавливают рубашку 6, предназначенную для установки поверх цилиндра 1, снабженную входным и выходным отверстиями и имеющую такую форму, чтобы после установки рубашки ее внутренняя поверхность вместе с наружной поверхностью цилиндра ограничивала кольцевую камеру. Рубашка может быть отлита сразу кольцевой формы, либо собрана из нескольких сегментов, например из двух половин.First, a shirt 6 is made to be installed on top of the cylinder 1, provided with inlet and outlet openings and having such a shape that, after installing the shirt, its inner surface together with the outer surface of the cylinder defines an annular chamber. The shirt can be cast immediately in a ring shape, or assembled from several segments, for example from two halves.

Далее в цилиндре 1 выполняют несколько перепускных отверстий 7, соединяющих внутренний объем цилиндра, примыкающий к рабочей поверхности поршня 2, с поверхностью, ограничивающей кольцевую камеру.Further, several bypass holes 7 are made in the cylinder 1, connecting the internal volume of the cylinder adjacent to the working surface of the piston 2 with the surface bounding the annular chamber.

Затем устанавливают рубашку 6 поверх цилиндра 1, поместив между ними трубчатую диафрагму 3 таким образом, чтобы трубчатая диафрагма 3 разделила кольцевую камеру на рабочую полость 4, расположенную со стороны рубашки 6, и гидроприводную полость 5, расположенную со стороны цилиндра 1.Then install the jacket 6 on top of the cylinder 1, placing between them a tubular diaphragm 3 so that the tubular diaphragm 3 divides the annular chamber into a working cavity 4 located on the side of the shirt 6, and a hydraulic drive cavity 5 located on the side of the cylinder 1.

Перед установкой рубашки 6 в стенке цилиндра 1 с наружной стороны может быть выполнена выемка, проходящая по окружности цилиндра. Кроме того, стенку цилиндра 1 можно избирательно, т.е. для достижения толщины, изменяющейся по длине цилиндра, нарастить с образованием выемки, проходящей по окружности цилиндра.Before installing the jacket 6 in the wall of the cylinder 1, a recess can be made from the outside, passing around the circumference of the cylinder. In addition, the wall of cylinder 1 can be selectively, i.e. to achieve a thickness that varies along the length of the cylinder, build up with the formation of a recess extending around the circumference of the cylinder.

Рубашку 6 удобно устанавливать поверх цилиндра 1 с посадкой на конус спереди и сзади кольцевой камеры.Jacket 6 is conveniently installed on top of cylinder 1 with a cone fit in front and behind the annular chamber.

Таким образом, модификация затрагивает в основном грязевую часть насоса.Thus, the modification mainly affects the mud part of the pump.

Изготовлена работающая модель насоса диафрагменного типа на базе двухпоршневого насоса двойного действия, которая развила давление более 60 атм. С приводом от двигателя мощностью 270 Вт модель создает давление приблизительно 30 атм.A working model of the diaphragm type pump was manufactured on the basis of a double-acting double-piston pump, which developed a pressure of more than 60 atm. With a 270-watt drive from the engine, the model creates a pressure of approximately 30 atm.

Claims (20)

1. Насос для подачи жидкостей, преимущественно абразивных и/или агрессивных, содержащий цилиндр (1), поршень (2), установленный в цилиндре (1) с возможностью перемещения от привода, и трубчатую диафрагму (3), которая изолирует рабочую полость (4) насоса, сообщающуюся с входным отверстием и выходным отверстием насоса, от гидроприводной полости (5), сообщающейся с внутренним объемом цилиндра, примыкающим к рабочей поверхности поршня (2), отличающийся тем, что он снабжен рубашкой (6), расположенной поверх цилиндра (1) с образованием кольцевой камеры, ограниченной внутренней поверхностью рубашки (6) и наружной поверхностью цилиндра (1), причем рабочая (4) и гидроприводная (5) полости, а также разделяющая их трубчатая диафрагма (3) расположены в кольцевой камере.1. A pump for supplying liquids, mainly abrasive and / or aggressive, containing a cylinder (1), a piston (2) mounted in the cylinder (1) with the ability to move from the drive, and a tubular diaphragm (3) that isolates the working cavity (4 ) a pump communicating with the inlet and outlet of the pump from the hydraulic drive cavity (5) communicating with the internal volume of the cylinder adjacent to the working surface of the piston (2), characterized in that it is provided with a jacket (6) located on top of the cylinder (1 ) with the formation of an annular chamber, ogre ness inner jacket surface (6) and the outer surface of the cylinder (1), wherein the operating (4) and hydraulic drive (5) of the cavity and separates them tubular diaphragm (3) disposed in the annular chamber. 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что кольцевая камера выполнена осесимметричной.2. The pump according to claim 1, characterized in that the annular chamber is made axisymmetric. 3. Насос по п.1, отличающийся тем, что кольцевая камера имеет в продольном сечении контур двояковыпуклой линзы.3. The pump according to claim 1, characterized in that the annular chamber has in longitudinal section a contour of a biconvex lens. 4. Насос по п.3, отличающийся тем, что радиус линий контура двояковыпуклой линзы на концах этих линий плавно уменьшается.4. The pump according to claim 3, characterized in that the radius of the contour lines of the biconvex lens at the ends of these lines gradually decreases. 5. Насос по п.1, отличающийся тем, что гидроприводная полость (5) сообщается с внутренним объемом цилиндра через несколько перепускных отверстий (7), выполненных в цилиндре (1).5. The pump according to claim 1, characterized in that the hydraulic drive cavity (5) communicates with the internal volume of the cylinder through several bypass holes (7) made in the cylinder (1). 6. Насос по п.1, отличающийся тем, что цилиндр (1) вместе с рубашкой (6) закрыт торцовой крышкой (8) со стороны, обращенной к рабочей поверхности поршня (2).6. The pump according to claim 1, characterized in that the cylinder (1) together with the jacket (6) is closed by an end cap (8) from the side facing the working surface of the piston (2). 7. Насос по п.6, отличающийся тем, что в торцовой крышке (8) выполнено отверстие (9) для слива рабочей жидкости.7. The pump according to claim 6, characterized in that an opening (9) is made in the end cap (8) for draining the working fluid. 8. Насос по п.6, отличающийся тем, что один край трубчатой диафрагмы (3) зажат между цилиндром (1) и торцовой крышкой (8).8. The pump according to claim 6, characterized in that one edge of the tubular diaphragm (3) is sandwiched between the cylinder (1) and the end cap (8). 9. Насос по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что рабочий объем цилиндра, находящийся между двумя крайними положениями поршня (2), составляет примерно две трети объема кольцевой камеры.9. A pump according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the working volume of the cylinder between the two extreme positions of the piston (2) is approximately two-thirds of the volume of the annular chamber. 10. Насос по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что во входном отверстии насоса установлен обратный клапан (11), открывающийся в начале такта впуска подаваемой жидкости, а в выходном отверстии насоса установлен обратный клапан (12), открывающийся в начале такта выпуска подаваемой жидкости.10. A pump according to any one of claims 1 to 8, characterized in that a check valve (11) is installed in the inlet of the pump, opening at the beginning of the inlet stroke of the supplied liquid, and a check valve (12) is opened in the pump outlet, opening at the beginning the stroke of the discharge fluid. 11. Насос по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что трубчатая диафрагма (3) выполнена из неэластичного материала.11. A pump according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the tubular diaphragm (3) is made of inelastic material. 12. Насос по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что трубчатая диафрагма (3) выполнена из эластичного материала.12. A pump according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the tubular diaphragm (3) is made of an elastic material. 13. Насос по п.11, отличающийся тем, что трубчатая диафрагма выполнена из материала, обладающего маслонепроницаемостью и/или маслостойкостью.13. The pump according to claim 11, characterized in that the tubular diaphragm is made of a material having oil impermeability and / or oil resistance. 14. Насос по п.12, отличающийся тем, что трубчатая диафрагма выполнена из материала, обладающего маслонепроницаемостью и/или маслостойкостью.14. The pump according to item 12, wherein the tubular diaphragm is made of a material having oil impermeability and / or oil resistance. 15. Насос по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что рубашка (6) сопряжена с цилиндром (1) посадкой на конус спереди и сзади от кольцевой камеры.15. A pump according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the shirt (6) is associated with a cylinder (1) by landing on a cone front and rear of the annular chamber. 16. Насос по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что он представляет собой составную часть двухпоршневого бурового насоса двойного действия.16. A pump according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it is an integral part of a double-acting double-piston mud pump. 17. Насос по п.5, отличающийся тем, что перепускные отверстия (7) равномерно распределены по окружности цилиндра (1).17. The pump according to claim 5, characterized in that the bypass holes (7) are evenly distributed around the circumference of the cylinder (1). 18. Способ изготовления насоса диафрагменного типа для подачи жидкостей, преимущественно абразивных и/или агрессивных, на основе поршневого насоса, содержащего цилиндр (1) и поршень (2), установленный в цилиндре (1) с возможностью перемещения от привода, заключающийся в том, что
изготавливают рубашку (6), предназначенную для установки поверх цилиндра (1), снабженную входным и выходным отверстиями и имеющую такую форму, чтобы после установки рубашки (6) ее внутренняя поверхность вместе с наружной поверхностью цилиндра (1) ограничивала кольцевую камеру,
выполняют в цилиндре (1) несколько перепускных отверстий (7), соединяющих внутренний объем цилиндра, примыкающий к рабочей поверхности поршня (2), с поверхностью, ограничивающей кольцевую камеру,
устанавливают рубашку (6) поверх цилиндра (1), поместив между ними трубчатую диафрагму (3) таким образом, чтобы трубчатая диафрагма (3) разделила кольцевую камеру на рабочую полость (4), расположенную со стороны рубашки (6), и гидроприводную полость (5), расположенную со стороны цилиндра (1).
18. A method of manufacturing a diaphragm type pump for supplying liquids, mainly abrasive and / or aggressive, based on a piston pump containing a cylinder (1) and a piston (2) mounted in the cylinder (1) with the possibility of movement from the drive, which consists in what
making a shirt (6) intended for installation on top of the cylinder (1), provided with inlet and outlet openings and having such a shape that after installing the shirt (6) its inner surface together with the outer surface of the cylinder (1) bounds the annular chamber,
perform in the cylinder (1) several bypass holes (7) connecting the internal volume of the cylinder adjacent to the working surface of the piston (2), with the surface bounding the annular chamber,
install the jacket (6) over the cylinder (1), placing a tubular diaphragm (3) between them so that the tubular diaphragm (3) divides the annular chamber into a working cavity (4) located on the side of the shirt (6), and a hydraulic drive cavity ( 5) located on the cylinder side (1).
19. Способ по п.18, в котором перед установкой рубашки (6) в стенке цилиндра (1) с наружной стороны выполняют выемку, проходящую по окружности цилиндра, и/или стенку цилиндра (1) избирательно наращивают с образованием выемки, проходящей по окружности цилиндра.19. The method according to p. 18, in which before installing the shirt (6) in the wall of the cylinder (1) from the outside, a recess is made that runs around the circumference of the cylinder and / or the wall of the cylinder (1) is selectively expanded to form a recess that runs around the circumference cylinder. 20. Способ по п.18 или 19, в котором рубашку (6) устанавливают поверх цилиндра (1) с посадкой на конус спереди и сзади от кольцевой камеры. 20. The method according to p. 18 or 19, in which the shirt (6) is installed on top of the cylinder (1) with a fit on the cone front and rear of the annular chamber.
RU2008112826/06A 2008-04-04 2008-04-04 Pump of diaphragm type for supply of liquids and method of its manufacturing RU2365785C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008112826/06A RU2365785C1 (en) 2008-04-04 2008-04-04 Pump of diaphragm type for supply of liquids and method of its manufacturing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008112826/06A RU2365785C1 (en) 2008-04-04 2008-04-04 Pump of diaphragm type for supply of liquids and method of its manufacturing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2365785C1 true RU2365785C1 (en) 2009-08-27

Family

ID=41149898

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008112826/06A RU2365785C1 (en) 2008-04-04 2008-04-04 Pump of diaphragm type for supply of liquids and method of its manufacturing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2365785C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102102666A (en) * 2011-02-15 2011-06-22 甄立新 Piston diaphragm device
RU2581520C1 (en) * 2014-12-09 2016-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" (ФГБОУВПО "ЯГТУ") Transfer section of air-driven diaphragm pump system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU31617U1 (en) * 2003-06-09 2003-08-20 Подрезов Александр Владимирович Diaphragm hydraulic metering pump
RU2212563C1 (en) * 2002-09-11 2003-09-20 Бритвин Лев Николаевич Positive displacement pump
CN101037992A (en) * 2007-03-29 2007-09-19 合肥华升泵阀有限责任公司 Fine vacuum diaphragm pump
DE102006041420A1 (en) * 2006-09-04 2008-03-20 Bran + Luebbe Gmbh pump device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2212563C1 (en) * 2002-09-11 2003-09-20 Бритвин Лев Николаевич Positive displacement pump
RU31617U1 (en) * 2003-06-09 2003-08-20 Подрезов Александр Владимирович Diaphragm hydraulic metering pump
DE102006041420A1 (en) * 2006-09-04 2008-03-20 Bran + Luebbe Gmbh pump device
CN101037992A (en) * 2007-03-29 2007-09-19 合肥华升泵阀有限责任公司 Fine vacuum diaphragm pump

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102102666A (en) * 2011-02-15 2011-06-22 甄立新 Piston diaphragm device
RU2581520C1 (en) * 2014-12-09 2016-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" (ФГБОУВПО "ЯГТУ") Transfer section of air-driven diaphragm pump system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2365785C1 (en) Pump of diaphragm type for supply of liquids and method of its manufacturing
RU2318992C1 (en) Oil well pumping unit for dual reservoir pumping
RU2005130517A (en) BOTTOM PUMP
RU2613150C1 (en) Pumping plant with electrohydraulic actuator
RU151393U1 (en) DUAL ACTION Borehole Pump
CA2486223C (en) Manifold assembly for reciprocating pump
CN201546936U (en) Hydraulic diaphragm-type high-temperature and high-pressure pump with five horizontally-arranged plunger pistons
RU2418192C1 (en) Device for pumping gas-liquid mixture to productive formation
RU166990U1 (en) DEVICE FOR SIMULTANEOUSLY SEPARATE OPERATION OF TWO LAYERS IN A WELL
RU2321772C1 (en) Oil-well sucker-rod pump
RU2413875C2 (en) Well pumping unit for simultaneous separate development of two reservoirs
RU179973U1 (en) WELL HYDRAULIC INSTALLATION
RU2462616C1 (en) Bottom-hole pump
RU2003105399A (en) LINE BORE PUMP PLANT FOR LIQUID AND GAS PRODUCTION
RU2165010C1 (en) Well sucker-rod pump
RU2422675C1 (en) Diaphragm pump unit
RU2504691C2 (en) Electrohydraulic borehole unit
RU2235907C1 (en) Oil-well electrohydraulic pumping unit
RU2628840C1 (en) Hydraulic borehole pump unit
RU2162932C2 (en) Arrangement for production of oil and treatment of face zone of well
RU2184270C1 (en) Oil-well plunger pump
CN223089525U (en) A low-consumption and energy-saving high-pressure reciprocating piston pump
RU2610168C1 (en) Submersible displacement pump
GB2419642A (en) A cylinder block, for a reciprocating piston pump, having inlet and outlet valves with retainers
RU2600840C1 (en) Submersible volumetric pump

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110405