ЦИЛИНДРОПОРШНЕВАЯ ГРУППА БУРОВОГО НАСОСА

Полезная модель относится к буровой технике, а именно, к поршневым насосам, используемым для нагнетания в скважину под высоким давлением жидких технологических сред, в частности, промывочных жидкостей и бурового раствора при бурении и ремонтных работах.
Известен буровой поршневой насос НБТ-600 производства ООО «Волгоградский завод буровой техники» (см. Каталог запасных частей к нефтяному оборудованию, Москва, 1991 г.).
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является гидравлическая коробка триплексных насосов одностороннего действия фирмы Gardner Denver с гидравлической частью, включающей корпус, прикрепленную к нему цилиндровую втулку с поршнем и штоком (см. Каталог Гарднер Денвер, Спецификация на изделие «Триплексный плунжерный насос, 1-е Издание, стр.16).
Известные коробки имеют следующие недостатки.
1. Использование шпилек для крепления гидравлических коробок на станине насоса при крепления цилиндровой втулки вызывает ускоренный износ их резьбы, что может привести к ее срыву при сборочно-разборочных операциях или при работе насоса, что снижает его надежность.
2. Смена разрушенных шпилек сопряжена со снятием клапанной коробки насоса и, как следствие, с частичной разборкой манифольда, что требует больших затрат времени, остановке процесса бурения, возможности «прихвата» бурильной колонны.
3. Нижняя часть гаек крепления цилиндровой втулки закрыта ее телом, что вызывает затруднения при сборочно-разборочных операциях.
4. Цилиндропоршневая группа расположена полностью в корпусе насоса, что также усложняет процесс обслуживания, приводит к увеличению габаритов корпуса и общей массы насоса.
5. Втулка центрируется в отверстии станины. Коррозия и механический износ ухудшают центрирование втулки.
6. В насосе НБТ-600 для центрирования цилиндровой втулки используется длинное отверстие, что затрудняет монтаж-демонтаж цилиндровых втулок при попадании твердых частей рабочей жидкости в диаметральный зазор посадки или при коррозии.
7. Использование тяжелого стяжного хомута для крепления цилиндровой втулки в насосе НБТ-600 затрудняет обслуживание.
Отличительными признаками заявляемой полезной модели являются выполнение втулки ступенчатой формы и имеющей фланец, наружным диаметром который центрируется в дистанционном кольце, помещенном в расточенное отверстие станины. Другим отличием является крепление втулки к гидрокоробке с помощью нажимной гайки с крупной трапецеидальной резьбой, поджимающей втулку к корпусу клапанной коробки.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение надежности работы и снижение трудоемкости обслуживания насоса.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, заключается в повышении точности центрирования цилиндропоршневой группы в насосе, сокращении времени на ремонт и обслуживание насоса, сокращение габаритов и массы насоса.
Поставленная задача решается тем, что в цилиндропоршневой группе бурового насоса, содержащей цилиндровую втулку с фланцем на ее наружной поверхности и прижимной элемент, вокруг фланца цилиндровой втулки установлено дистанционное кольцо. Прижимной элемент выполнен в виде гайки, установленной на наружной поверхности цилиндровой втулки, и охватывающего ее корпуса. При этом гайка установлена с возможностью поджатия к торцу фланца, а корпус установлен с возможностью поджатия к торцу кольца.
Полезная модель поясняется чертежом, где изображена коробка гидравлическая насоса.
Цилиндропоршневая группа входит в состав гидравлической части насоса.
Цилиндропоршневая группа содержит цилиндровую втулку 1 с размещенным внутри нее поршнем 2 со штоком 3. Наружная поверхность цилиндровой втулки 1 имеет ступенчатую поверхность, одна из ступеней входит при установке в клапанную коробку 4, другая ступень (фланец) 5 служит для центрирования и крепления. Нажимная гайка 6 торцевой поверхностью прижимает отцентрированную после установки в отверстие дистанционного кольца 7 цилиндровую втулку 1 торцевой поверхностью фланца 5 к плоской поверхности клапанной коробки 4. Стык цилиндровой втулки 1 и клапанной коробки 4 герметизируется кольцом резиновым уплотнительным 8, торцевая поверхность фланца 5 цилиндровой втулки 1 для установки уплотнительного кольца 8 имеет канавку. Усилие затяжки при креплении цилиндровой втулки 1 создается трапецеидальной резьбой на наружной поверхности нажимной гайки 6 и внутренней поверхности корпуса 9. Заменяемое по мере коррозии и механического износа дистанционное кольцо 6 устанавливается в отверстие станины 10 приводной части. Корпус 9 центрируется этим же отверстием станины 10 и совместно с дистанционным кольцом 6 крепится к клапанной коробке 4 шпильками 11.
При сборке насоса на предприятии-изготовителе клапанная коробка 4 совместно с вкрученными в нее шпильками 11 крепится на станине 10 приводной части. В отверстие станины 10, выполненное соосно с направляющими поверхностями ползуна (не показаны), устанавливается дистанционное кольцо 7 до упора в клапанную коробку 4. Затем в это же отверстие устанавливается ступенью корпус 9 до упора в дистанционное кольцо 7 и закрепляется гайками 12, навинчиваемыми на шпильки 11. Цилиндровые втулки необходимого для конкретной технологической операции диаметра устанавливаются перед применением насоса потребителем. Для установки цилиндровой втулки 1 необходимо установить уплотнительное кольцо 8 в канавку на торце фланца 5 цилиндровой втулки 1 и установить цилиндровую втулку 1 в отверстие кольца 7 до упора фланцем 5 в клапанную коробку 4. На выступающую из корпуса 9 поверхность цилиндровой втулки 1 устанавливается нажимная гайка 6, ввинчивается в корпус 9 до упора во фланец 5 цилиндровой втулки 1, закрепляя последнюю. В случае применения клапанной коробки 4 обычной призматической конструкции, поршень 2 в сборе со штоком 3 устанавливается через отверстие для установки всасывающего клапана в лобовой части клапанной коробки 4 после установки цилиндровой втулки 1. При L-образной форме клапанной коробки поршень 2 со штоком 3 устанавливаются в цилиндровую втулку 1 предварительно до установки последней в насос.
Установка цилиндровой втулки в заменяемое при коррозии и механическом износе дистанционное кольцо позволяет более точно центрировать цилиндровую втулку, что сказывается на увеличении ресурса работы цилиндровой втулки и поршня в гидравлической части насоса, рабочих поверхностей ползуна и станины, штока ползуна и его уплотнения в приводной части насоса. Замена дистанционного кольца не требует заводских условий. Вхождение части цилиндровой втулки в клапанную коробку уменьшает рабочий объем клапанной коробки, увеличивая КПД гидравлической части насоса, позволяет сократить длину промежуточной камеры насоса, уменьшая при этом габариты и массу насоса. Использование для крепления цилиндровой втулки взамен нескольких шпилек с относительно мелкой резьбой треугольного сечения гайки с трапецеидальной резьбой позволяет значительно сократить время монтажа и демонтажа цилиндровых втулок, исключает возможность срыва резьбы с последующим ремонтом насоса при монтаже и демонтаже цилиндровых втулок, сохраняет работоспособность элементов крепления цилиндровых втулок при значительной коррозии и механическом износе.
Полезная модель реализована при разработке конструкторской документации бурового трехпоршневого насосов Н3П-25С и НБТ-300С, приводной мощностью соответственно 475 и 300 кВт.