УСТАНОВКА НАГНЕТАТЕЛЬНАЯ РЕГУЛИРУЕМАЯ

Полезная модель относится к нефтегазодобыче, в частности: при разработке нефтяных и газовых залежей при нагнетании жидкости в пласт для поддержания пластового давления, при перекачивании газожидкостных смесей.
Известен гидроприводной возвратно-поступательный насос двойного действия (см. авторское свидетельство SU №1788318 А1, МПК F04B 9/08, опубл. в БИ №2, 1993 г. )., который содержит перекачивающие рабочую смесь, два идентичных рабочих гидроцилиндра и два приводных гидроцилиндра. Рабочие гидроцилиндры имеют шток, нагнетательный и всасывающий клапаны, приводные гидроцилиндры имеют штоки. Кроме того, в состав устройства входят: поршневая и штоковая полости, золотниковый трехпозиционный гидрораспределитель, основной насос гидропривода, дополнительный (вспомогательный) насос, напорные клапаны, обратные клапаны, гидравлические датчики крайних положений приводных гидроцилиндров, представленные гидроаккумуляторами, обратными клапанами и запорными устройствами, первичный источник мощности.
Вследствие неизбежных утечек рабочей жидкости через подвижные элементы и торцевые полости золотникового распределителя, низок коэффициент полезного действия рабочего насоса. Устройство в целом является металлоемким.
Известен гидроприводной возвратно-поступательный насос двойного действия (см. патент RU №2258156 С1, МПК F04B 9/08, опубл. в БИ №22, от 10.09.2005 г. ), содержащий два идентичных, горизонтально-расположенных, рабочих гидроцилиндра, каждый из которых имеет шток, нагнетательный и всасывающий клапаны, два идентичных приводных, горизонтально-расположенных, гидроцилиндра, каждый из которых имеет шток и поршневую полости, регулируемый насос, обратные клапаны, вспомогательный насос и первичный источник мощности.
К недостаткам относится сложность конструкции. Кроме того, горизонтальное расположение рабочих и приводных гидроцилиндров приводит к одностороннему износу их поршней, что является причиной преждевременного выхода из строя установки в целом, и, как следствие, это приводит к снижению ее долговечности и надежности.
Наиболее близкой к предлагаемой установке по технической сущности является установка нагнетательная объемная регулируемая УНОР (см. патент RU 2 380 570 С1 МПК F04B 9/08 опубл. 27.01.2010 Бюл. №3) включающая в себя два рабочих гидроцилиндра с нагнетательными и всасывающими клапанами, два приводных гидроцилиндра с поршнями, соединенными жестко со штоками, регулируемый гидронасос с гидравлическими линиями, обратные клапаны, предохранительный клапан, бак с рабочей жидкостью, первичный источник мощности, соединенный с входным валом гидронасоса, и блок управления, корпуса рабочих и приводных гидроцилиндров соединены между собой жестко металлическими скобами или аналогичными стержнями, и образуют два гидроблока, установленные последовательно в вертикальном положении и закрепленные к общей стойке основания, при этом полости рабочих гидроцилиндров тарированы, а в качестве поршней в них использованы скалки, соединенные шарнирно со штоками поршней приводных гидроцилиндров, подпоршневые полости приводных гидроцилиндров сообщены гидролинией с двумя кранами, которая, сообщена с одной из гидролиний регулируемого гидронасоса.
Недостатками этой установки является несовершенная гидравлическая система, в которой отсутствует автоматическая система уравновешивания ходов поршней относительно друг друга при этом уменьшается производительность установки. Вторым существенным недостатком является несовершенство устройства уплотнения, сопряженное со скалкой которое достаточно быстро выходит из строя из за осевого качения скалки, так как скалка прикреплена к штоку на шарнире, что и вызывает качение при сопротивлении с вытесняемой жидкостью. Вследствие износа устройства уплотнения неизбежны утечки жидкости через подвижные элементы, низок коэффициент полезного действия рабочего насоса.
Технической задачей настоящей полезной модели является упрощение конструкции, увеличение долговечности и повышение надежности в работе, путем устранения утечек через подвижные элементы, повышение производительности установки регулированием ходов поршней относительно друг друга.
Поставленная задача решается тем, что установка нагнетательная регулируемая, включающая в себя два рабочих гидроцилиндра с кассетным клапанным блоком, два приводных гидроцилиндра с поршнями и, соединенными жестко со штоками, регулируемый гидронасос с гидравлическими линиями, и блок управления, отличается тем, что поршни приводных гидроцилиндров отстают друг от друга на расстояние длины хода плунжеров, ограниченные датчиками длины хода, имеется гидрораспределитель и уравновешивающая линия, соединяющая его с подпоршневой полостью приводных цилиндров.
Конструкция устройства поясняется чертежом, на котором изображена установка нагнетательная регулируемая.
1 - гидроблок,
2 - гидростанция,
3 - кассетный клапанный блок,
4 - дренажный блок,
5 - блок управления,
6 - приводной гидроцилиндр,
7 - рабочий гидроцилиндр,
8 - кожух,
9 - нагнетающий насос,
10 - плунжер,
11 - датчик положения
12 - шток,
13 - поршень,
14, 15, 16 - уравновешивающая линия,
17 - гидрораспределитель,
18 - регулируемый гидронасос,
19 - гидролиния.
Нагнетательная установка содержит гидроблоки 1 установленные последовательно в вертикальном положении, гидростанцию 2, кассетный клапанный блок 3, дренажный блок 4, блок управления 5. Каждый гидроблок 1 содержит приводной 6 и рабочий 7 гидроцилиндры, которые соединены между собой жестко кожухом 8, образуя тем самым нагнетающие насосы 9. Рабочие гидроцилиндры 7 тарированы, за счет хода плунжера 10, который считывается датчиками положения 11 плунжера 10, и снабжены кассетным клапанным блоком 3. В упомянутых выше рабочих гидроцилиндрах 7 в качестве вытеснителей использованы плунжеры 10, жестко соединенные со штоками 12 поршней 13, подпоршневые полости которых сообщены уравновешивающей линией 14, 15, 16, в свою очередь соединенной с гидрораспределителем 17. Причем поршни 13 приводных гидроцилиндров 6 отстают друг от друга на расстояние длины хода плунжеров 10, что обеспечивает равномерную подачу нагнетаемой жидкости в пласт. Гидростанция включает регулируемый гидронасос 18 с гидравлическими линиями 19.
Насосная установка работает следующим образом.
При подаче команды пуск блока управления 5 начинает работать гидростанция 2. Через гидрораспределитель 17 заполняются подпоршневые полости приводных гидроцилиндров 6 маслом через уравновешивающие линии 15 и 16. Цикл работы изменяется в зависимости от положения плунжера 10 рабочего гидроцилиндра 7 отслеживаемого датчиками положения И. Уравновешивающая линия 14 служит сообщающей линией между подпоршневыми полостями, которые заполняются через гидрораспределитель 17. При долговременной работе приводных гидроцилиндров 6 образуются перетоки между под поршневыми полостями в виду чего меняется объем под поршневых полостей выравнивает его гидрораспределитель 17. Как видно из описанного, при необходимости объем нагнетаемой жидкости в нагнетательную линию можно изменить в широком диапазоне, например, увеличив обороты электродвигателя через преобразователь частоты и выбрав соответствующий объем рабочих гидроцилиндров 7, что дает возможность контролировать объем закачиваемой жидкости за определенный промежуток времени. Как видим, регулируемы гидронасос 18 постоянно работает в среде жидкого технического масла. Дренажный блок 4  выполняет роль подачи смазки.
Таким образом, установка нагнетательная регулируемая значительно проще по конструкции в сравнении с известными, а уникальная система работы гидравлики: наличие уравновешивающей линии, соединяющей гидрораспределитель с подпоршневой полостью приводных цилиндров обеспечивает снижение утечек рабочей жидкости, повышая коэффициент полезного действия установки, устранением утечек через подвижные элементы. Регулированием длины ходов поршней относительно друг друга достигается равномерность подачи нагнетаемой жидкости, что положительно влияет на увеличение приемистости нагнетательной скважины, снижая гидравлическое сопротивление в зоне нагнетания пласта.