НАСОС-ДОЗАТОР ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ

Полезная модель относится к технике дозирования жидких сред дозировочными устройствами плунжерного типа, предназначенными для дозирования малых объемов химически активных жидкостей, и может быть применена, преимущественно, в нефтегазодобывающей промышленности в составе устьевых блоков подачи химического реагента, например, поверхностно-активных веществ, ингибиторов соле- и парафиноотложений, ингибиторов коррозии, деэмульгаторов и т.п.
Известен насос-дозатор гидравлический плунжерного типа, устанавливаемый на арматуре скважины (Патент РФ №2142553, кл. Е 21 В 37/04, от 1995 г.). Регулирование подачи реагента в скважину осуществляется изменением диаметра плунжера насоса и путем настройки регулируемого упора.
Недостатком указанного известного насоса является сложность регулирования подачи реагента в скважину, поскольку для каждой новой обработки скважины для настройки требуется разбирать насос.
Наиболее близкими к предлагаемой полезной модели являются насосы-дозаторы гидравлические плунжерного типа для объемного напорного дозирования различных жидкостей, в том числе, и химически активных, состоящие из нагнетателя в виде плунжерного насоса и связанного с ним привода (Паспорт Н52.001.00.000 ПС «Агрегаты электронасосные дозировочные типа ДП (Э)» (изготовитель ООО «Дозировочные системы и насосы» г.Пермь). Регулирование подачи химического реагента в этих известных насосах-дозаторах производится путем изменения длины хода плунжера. Кроме этого подача может
регулироваться автоматически дистанционно путем изменения числа ходов плунжера при помощи частотного преобразователя за счет бесступенчатого изменения частоты вращения вала двигателя привода.
Однако указанные известные насосы-дозаторы имеют следующие недостатки:
- в их состав включен сложный механизм для преобразования вращательного движения вала электродвигателя привода в возвратно-поступательное движение плунжера и механизм для изменения длины хода плунжера;
- регулирование подачи реагента путем изменения длины хода плунжера, можно производить только при остановленном двигателе;
- для регулирования подачи, за счет изменения частоты вращения вала двигателя привода, необходимо дополнительно использовать сложный и дорогой электронный частотный преобразователь. Причем при таком регулировании меняется скорость движения плунжера, а следовательно, меняются условия работы клапанной системы (камер всасывания и нагнетания), что приводит к сложной зависимости подачи от частоты.
Техническая задача, на которую направлена предлагаемая полезная модель, заключается в создании простого компактного насоса-дозатора для объемного дозирования химически активных жидкостей с регулированием подачи путем изменения частоты качания плунжера, при постоянной скорости перемещения и постоянной длине хода плунжера, а, следовательно, при постоянном объеме нагнетания за одно качание плунжера.
Технический результат, достигаемый предлагаемой полезной моделью, заключается в повышении эксплуатационной надежности, в обеспечении удобства управления процессом дозирования и в снижении материальных затрат.
Указанная техническая задача решается предлагаемым насосом-дозатором гидравлическим, включающим нагнетатель в виде плунжерного насоса и кинематически связанного с ним привода, при этом новым является то, что нагнетатель дополнительно содержит камеры всасывания и нагнетания, плунжерный насос содержит корпус, в котором размещен плунжер, а между ними установлены эластичный элемент и прижим, причем последний размещен с возможностью взаимодействия с эластичным элементом для изменения герметичности рабочей камеры насоса, привод выполнен в виде электрогидравлического устройства, преобразующего электрическую энергию в механическую, с возвратно-поступательным движением исполнительного органа, при этом кинематическая связь плунжерного насоса с приводом осуществлена через систему двуплечий рычаг - подпружиненный упор, закрепленные на стойке, причем исполнительный орган привода шарнирно связан с одним плечом упомянутого рычага, конец второго плеча которого посредством закрепленного на нем ролика находится во взаимодействии с размещенным в стакане подпружиненным упором, а двуплечий рычаг размещен на стойке с возможностью поворота, при этом корпус плунжерного насоса и стакан, в котором размещен подпружиненный упор, жестко закреплены на стойке таким образом, что их продольные оси расположены на одной прямой.
Достигаемый технический результат обеспечивается за счет следующего.
Благодаря введению в конструкцию насоса-дозатора привода, выполненного в виде электрогидравлического устройства, преобразующего электрическую энергию в механическую, с возвратно-поступательным движением исполнительного органа, и предложенной кинематической связи его с плунжерным насосом, регулирование подачи химического реагента осуществляется не в плунжерном насосе, а
изменением режимов в приводе. Это позволило регулирование подачи реагента осуществлять изменением частоты перемещения плунжера плунжерного насоса при постоянном объеме нагнетания химического реагента за один ход плунжера, чем обеспечивается дозирование требуемого объема реагента для данных условий дозирования.
Кроме того, выполнение особой кинематической связи между плунжерным насосом и приводом позволяет изменять количество качаний плунжерного насоса и тем самым упростить регулирование подачи реагента.
Снабжение плунжерного насоса эластичным элементом и прижимом, размещенными между корпусом и плунжером, с установлением прижима с возможностью взаимодействия с эластичным элементом, позволяет изменять герметичность рабочей камеры насоса, что влияет на работоспособность насоса в целом и на его надежность при дозировании.
Выполнение привода насоса-дозатора и нагнетателя в виде самостоятельных узлов позволяет проводить обслуживание, регулировку и ремонт этих узлов независимо друг от друга, а значит - обеспечивает удобство управления процессом дозирования и приводит к снижению материальных затрат.
Сущность предлагаемой полезной модели характеризуется чертежом, на котором изображен общий вид заявляемого насоса-дозатора.
Насос-дозатор содержит нагнетатель, выполненный в виде плунжерного насоса 1, кинематически связанного с ним привода 2, камеры 3 всасывания, камеры 4 нагнетания. Плунжерный (объемный) насос 1, содержит корпус 5, в котором размещен плунжер 6, при этом его рабочая камера сообщена с камерой 3 всасывания и камерой 4 нагнетания. Между корпусом 5 и плунжером 6 насоса 1 располагается эластичный элемент 7 и прижим 8. При этом степень герметичности упомянутой рабочей камеры
насоса 1 определяется усилием поджатия эластичного элемента 7 с помощью прижима 8.
Привод 2 представляет собой гидравлический насос с исполнительным органом-штоком 9 и электрическим приводом (на чертеже не показан). Шток 9 привода 2 кинематически связан с плунжерным насосом 1, а именно, с плунжером 6, посредством системы: двуплечий рычаг 10 - упор 11, подпружиненный пружиной 12.
Двуплечий рычаг 10 закреплен на стойке 13 и совершает колебательные движения на оси качания 14. Одно плечо рычага 10 связано шарнирно (ось 15) со штоком 9 привода 2. На другом плече рычага 10 на оси закреплен подвижный ролик 16, который при работе насоса-дозатора находится во взаимодействии с подпружиненным упором 11. Для исключения искривления и износа плунжера 6, упор 11 размещен в стакане 17, при этом продольные оси упора 11 и плунжера 6 находятся на одной прямой. Стакан 17 и корпус 5 плунжерного насоса 1 жестко закреплены на стойке 13. Привод 2 крепится к стойке 13 шарнирно на оси 18 с возможностью поворота относительно указанной оси.
Предлагаемый насос-дозатор работает следующим образом.
Подсоединяют указанный насос-дозатор к емкости для химического реагента (через камеру 3 всасывания) и к линии нагнетания (через камеру 4 нагнетания). Определяют объем закачки реагента за одно качание плунжерного насоса. Производят настройку блока управления привода 2 на требуемую частоту перемещения исполнительного органа-штока 9. Возвратно-поступательное перемещение штока 9 приводит в колебательное движение рычаг 10, при этом подвижный ролик 16 будет периодически находиться во взаимодействии с подпружиненным упором 11, приводя его в возвратно-поступательное перемещение в стакане 17. Упор 11 приводит в возвратно-поступательное перемещение плунжер 6 насоса 1 с требуемой для данных условий дозирования подачей химического реагента. Плунжер 6 при одном (обратном) ходе
осуществляет заполнение гидравлической части насоса 1 через камеру 3 всасывания из емкости с химическим реагентом, а при другом (прямом) ходе плунжера 6 данный объем химического реагента из гидравлической части через камеру 4 нагнетания подается в линию нагнетания в зону обработки.
Таким образом, регулирование подачи реагента предлагаемым насосом-дозатором осуществляется просто, надежно, без переналадки самих блоков нагнетателя и привода, при этом эффективность проведения закачки химического реагента повышается. Значительно упрощается конструкция по сравнению с известными. Обеспечивается универсальность и многократность использования в скважинах с разными технологическими режимами, простота замены вышедшего из строя любого блока насоса.