ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ НАСОСНАЯ СТАНЦИЯ

Предлагаемая полезная модель относится к машиностроению, а именно к гидравлическим насосным станциям для привода штангового скважинного насоса.
Известна гидравлическая насосная станция (патент RU 101748 U1, 27.01.2011), включающая в себя силовую установку, насос, соединенный с баком для рабочей жидкости, вентилятор, теплообменник, установленный в сливной линии, экран, установленный между силовой установкой и баком для рабочей жидкости, а также обратный клапан, который подсоединен к сливной линии перед теплообменником и связан с баком для рабочей жидкости, при этом вентилятор снабжен выключателем. Недостатком данного технического решения является недостаточная простота сборки насосной станции, и невозможность обеспечения бесперебойной работы двигателя.
Ближайшим аналогом к заявленной гидравлической насосной станции является гидравлическая насосная станция (патент 2207244 C2, 27.06.2003), содержащая силовую установку, насосный узел и соединенные с ним бак для рабочей жидкости и гидравлическую аппаратуру. Станция снабжена системой охлаждения рабочей жидкости, установленной в сливной магистрали, сопрягаемой с рабочим инструментом, которая может включать в себя по крайней мере два теплообменника, соединенных последовательно. Недостатком данного технического решения является сложность сборки насосной станции, невозможность обеспечения бесперебойной работы двигателя.
Проблемой, решаемой заявляемой полезной моделью, является недостаточная надежность работы гидравлической насосной станции, сложная конструкция, и низкая эффективность работы гидроцилиндра.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является оптимизация конструкции гидравлической насосной станции, что способствует повышению надежности работы привода штангового скважинного насоса за счет исключения просадки колонны штанг при заданных паузах и достижения плавности хода гидроцилиндра при безостановочном режиме работы.
Указанный технический результат достигается гидравлической насосной станцией, содержащей электродвигатель с частотным регулированием, насос, соединенные с ним гидробак для рабочей жидкости и гидроблок, а также систему охлаждения и очистки рабочей жидкости и трубопроводы, причем гидроблок содержит предохранительный клапан и два обратных клапана, соединенные одной входной линией подачи рабочей жидкости от насоса. Насос и электродвигатель соединены между собой через полумуфты с упругим элементом, причем полумуфты защищены колоколом, к которому прикреплены насос и электродвигатель.
Фиг. - схема гидравлической насосной станции
Представленная гидравлическая насосная станция, установленная на опоре, содержит:
гидробак 1, снабженный датчиком уровня 2 и датчиком температуры 3 для контроля соответствующих параметров рабочей жидкости, заливной горловиной 4, совмещенной с сапуном, для заправки гидросистемы рабочей жидкостью и сброса избыточного давления воздуха из бака, сливным фильтром 5, с наружной стороны бака выполнены люк и сливной кран (не показаны);
установленные на съемной крышке гидробака 1 насос 6 и электродвигатель 7, соединенные между собой через полумуфты с упругим элементом, причем полумуфты защищены колоколом (не показаны), к которому прикреплены насос 6 и электродвигатель 7, причем насос 6 находится внутри гидробака 1, а электродвигатель 7 - с внешней стороны крышки гидробака 1;
гидроблок 8, установленный на крышке гидробака, соединенный трубопроводом с насосом 6, и включающий в себя два обратных клапана 9-1, 9-2 и предохранительный клапан 10, соединенные одной входной линией подачи рабочей жидкости от насоса 6, к гидроблоку через быстроразъемное соединение подключены датчик давления 11 и манометр 12;
трубопроводы (не показаны);
систему охлаждения и очистки масла 13, соединенную с гидробаком 1 и состоящую из насоса 14, электродвигателя 15, соединенных между собой через полумуфты с упругим элементом (не показаны), и теплообменников 16-1, 16-2, соединенных рукавами высокого давления.
При включении электродвигателя 7 гидравлической насосной станции рабочая жидкость нагнетается по напорному трубопроводу от насоса 6 через гидравлический блок 8 и попадает в штоковую полость гидроцилиндра (на чертежах не показан), что вызывает подъем колонны штанг.
При достижении крайнего верхнего положения гидроцилиндра, отслеживаемого индуктивным датчиком (на чертежах не показан), происходит безударное и плавное торможение гидроцилиндра и колонна штанг опускается, это обеспечивается тем, что при подаче сигнала на электромагниты обратных клапанов 9 рабочая жидкость из гидроцилиндра через обратные клапаны 9 гидроблока 8 поступает обратно к насосу 6. В этот же самый момент с предохранительного клапана 10 напряжение отключается, электродвигатель 7 начинает вращать насос 6 в обратном направлении, тем самым обеспечивая свободный поток жидкости через гидроблок 8 и далее через насос 6 в гидробак 1.
В режиме разгрузки или при повышении давления выше рабочего, что отслеживается датчиком давления 11, срабатывает предохранительный клапан 10 гидроблока 8, и рабочая жидкость через него сливается в гидробак 1. Режим разгрузки обеспечивает пуск насоса 6 с минимальной нагрузкой, что положительно сказывается на долговечности и надежности работы насоса 6.
Переход из режима нагрузки в режим разгрузки происходит, когда два обратных клапана 9 закрываются, открывается предохранительный клапан 10; а при переходе в режим нагрузки при закрытии предохранительного клапана 10 происходит одновременное открытие обратных клапанов 9. Такое регулирование клапанов 9, 10 гидроблока 8 позволяет не допускать полной остановки двигателя, и в гидроблоке 8 поддерживается минимальное давление, что обеспечивает безостановочную работу насосной станции, плавный ход гидроцилиндра и исключение просадки колонны штанг.
Кроме того применение двух обратных клапанов 9 в одном гидроблоке 8 обеспечивает оптимальный расход рабочей жидкости, а следовательно, снижение скорости потока и температуры рабочей жидкости, увеличение производительности. При выходе из строя одного обратного клапана 9, насосная станция может продолжать работать, используя только один исправный обратный клапан 9. Таким образом, обеспечивается надежность работы станции.
При температуре ниже заданной, рабочая жидкость поступает из гидробака 1 в насос 14 системы охлаждения и очистки рабочей жидкости 13 самотеком, далее насос 14 системы охлаждения и очистки рабочей жидкости 13 обеспечивает подачу рабочей жидкости через теплообменники 16 и фильтр 5 обратно в гидробак 1. При повышении температуры рабочей жидкости выше заданной (температура измеряется датчиком температуры 3) включается электродвигатель 15 системы охлаждения и очистки рабочей жидкости 13, и насос 14 системы охлаждения и очистки рабочей жидкости 13 нагнетает рабочую жидкость через теплообменники 16 и сливной фильтр 5 в гидробак 1. Тем самым производится охлаждение рабочей жидкости и ее очистка от механических примесей. Двигатели теплообменников 16 включаются одновременно с электродвигателем 15 системы охлаждения и очистки рабочей жидкости 13.
Контроль уровня рабочей жидкости в гидробаке осуществляется датчиком уровня 2. Рабочую жидкость в гидробак заливают через заливную горловину 4 с сапуном. Визуально максимальный и минимальный уровень жидкости отслеживают по указателям уровня на стенке гидробака 1.
В насосной станции используются, например, электродвигатель с частотным регулированием и аксиально-поршневый насос, электродвигатель и шестеренный насос системы охлаждения и очистки рабочей жидкости.
Выполнение насосной станции с установкой одного гиброблока 8, содержащего два обратных клапана 9 и предохранительный клапан 10 обеспечивает как упрощение и ускорение сборки посредством уменьшения составных частей насосной станции, так и плавный ход гидроцилиндра, избежание просадки колонны штанг, что в общем гарантирует более надежную работу привода штангового скважинного насоса.