Гидравлическая система, приводящая в движение нефтяной скважинный насос



Гидравлическая система, приводящая в движение нефтяной скважинный насос
Гидравлическая система, приводящая в движение нефтяной скважинный насос
Гидравлическая система, приводящая в движение нефтяной скважинный насос
Гидравлическая система, приводящая в движение нефтяной скважинный насос
Гидравлическая система, приводящая в движение нефтяной скважинный насос
Гидравлическая система, приводящая в движение нефтяной скважинный насос
Гидравлическая система, приводящая в движение нефтяной скважинный насос
Гидравлическая система, приводящая в движение нефтяной скважинный насос

 

F04B1/26 - Гидравлические машины объемного вытеснения; насосы и компрессоры (гидравлические машины и насосы с вращающимися или качающимися рабочими органами F04C; насосы необъемного вытеснения F04D; перекачка жидкостей или газов путем прямого контакта с другой средой или с использованием инерции перекачиваемой среды F04F; коленчатые валы, крейцкопфы, шатуны F16C; маховики F16F; механизмы для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное и наоборот F16H; поршни, поршневые штоки, цилиндры вообще F16J)

Владельцы патента RU 2563425:

ЮКЕН КОГИО КО., ЛТД. (JP)

Изобретение относится к области добычи нефти с помощью скважинных нефтяных насосов. В гидравлической системе, приводящей в движение нефтяной скважинный насос, содержится двунаправленный поршневой насос переменного объема, участок обнаружения выпускной скорости, участок обнаружения выпускного давления и пропорциональный соленоидный управляющий клапан. Они выполнены в виде единой конструкции блока в той же обшивке, что и корпус насоса. Корпус насоса включает участок соединения, который выполнен на боковой поверхности обшивки и с которым соединен выпускной канал насоса внешнего пилотного гидравлического контура и второй пилотный канал, который подает внешнее пилотное давление от участка соединения пилотному каналу между выпускным каналом поршневого насоса и пропорциональным соленоидным управляющим клапаном. Также содержит средство, которое механически перекрывает подачу внешнего пилотного давления, когда выпускное давление поршневого насоса находится ниже заданного давления. В результате, гидравлическая система, приводящая в движение нефтяной скважинный насос, способна исключать возникновение кавитации, даже когда система управления останавливается. Это может быть обеспечено простой конструкцией, не зависящей от электрических средств управления и не вызывающей увеличение стоимости. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к гидравлической системе, в которой выполнен двунаправленный пропорциональный соленоидный поршневой насос для приведения в движение нефтяного скважинного насоса с использованием внешнего пилотного способа.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Когда пластовое давление в нефтяных скважинах является низким и сырая нефть не вытекает, ее выкачивают для добычи нефти. Штанговый глубинный насос, имеющий простую конструкцию, которая показана на Фиг. 8, долгие годы широко использовался в особенности в качестве насосного способа добычи нефти на суше. Он приводится в движение путем передачи возвратно-поступательного движения устройства возвратно-поступательного движения, помещенного на земле, плунжеру насоса, соединенному с головкой насосной штанги R в нижней части трубы с помощью этой штанги R.

[0003] Также в таком прежнем насосном способе, например, путем улучшения системы управления качалкой насоса, стала возможной высокоскоростная работа для достижения высокой эффективности (например, смотри патентный документ 1). Однако в последнее время в обновлении нефтяных скважинных насосных систем из-за устаревания развиваются переходы к более эффективным способам вместо использования самих таких тяжелых механических насосов.

[0004] Среди них, как показано на Фиг. 3, отмечен способ выкачивания сырой нефти непосредственно гидравлическим цилиндром 100, приводимым в движение гидравлической текучей средой из гидравлической системы 200. Как и эта гидравлическая система, была разработана система, использующая пропорциональный соленоидный поршневой насос, который выполняет непосредственное приведение в движение путем управления наклонной шайбой. Пропорциональный соленоидный поршневой насос представляет собой поршневой насос переменного объема, который подает автогенное давление части выпускного давления насоса к рабочему поршню в качестве пилотного управляющего давления с помощью пропорционального соленоидного управляющего клапана. Далее этот рабочий поршень толкает наклонную шайбу, чей угол наклона соответствует выпускной скорости потока, противодействуя пружине, для управления углом наклона. В пропорциональном соленоидном управляющем клапане посредством механической мощности, создаваемой пропорционально току возбуждения в виде выходного тока в ответ на ранее поданный входной сигнал, соленоидный плунжер переменно смещается для управления текучей средой под давлением, воздействующей на рабочий поршень. Далее с помощью управления углом наклонной шайбы поршневого насоса управляют давлением и скоростью потока насоса.

[0005] Например, как показано на виде гидравлического контура на Фиг. 4, когда скоростью потока и давлением управляют с помощью пропорционального соленоидного управляющего клапана 7 пропорционально входному сигналу (напряжения или тока) с помощью управляющего усилителя 12, давление нагрузки и угол наклона наклонной шайбы, которые соответствуют скорости потока, электрически подаются обратно к поршневому насосу на основе сигналов обнаружения от датчика 11 давления и детектора 10 скорости смещения для переменных элементов. Управляющий клапан и каждый датчик могут быть легко выполнены в виде корпуса насоса конструкции блока, которая устанавливает поршневой насос 3 и его систему приводного управления в одной и той же обшивке.

[0006] В таком поршневом насосе с управлением автогенным давлением, когда выпускное давление становится равным минимальному давлению регулирования насоса или ниже, становится затруднительно обеспечивать пилотное давление для рабочего поршня, чтобы толкать наклонную шайбу. В связи с этим, во многих случаях для обеспечения управляющей силы при низкой нагрузке используется внешний пилотный способ, который подает выпускное давление насоса 31 постоянного объема к пропорциональному соленоидному управляющему клапану 7 в качестве силы пилотного давления, как показано на виде гидравлического контура на Фиг. 5. В этом случае на обшивке корпуса насоса обеспечен участок соединения с внешним пилотным гидравлическим контуром, и в обшивке образован пилотный канал, который сообщается от участка соединения с главным гидравлическим контуром.

ИЗВЕСТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

[0007]

ПАТЕНТНЫЙ ДОКУМЕНТ 1

JP-A № 11-241687

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0008] Однако в традиционном пропорциональном соленоидном поршневом насосе внешнего пилотного типа, когда контроллер останавливается по определенной причине для приведения в движение нефтяного скважинного насоса наклонную шайбу толкают на обратную сторону под максимальным углом и закрепляют на гидравлическом контуре, и соответственно насос продолжает засасывание текучей среды. В этом состоянии в некоторых случаях возникает кавитация, при которой газ, растворенный в гидравлической текучей среде, образует пузырьки внутри насоса при низком давлении на всасывании, и пузырьки лопаются и исчезают из-за перехода в состояние местного высокого давления на выпуске. Непрерывно получая его разрушительную силу, компоненты насоса могут быть повреждены. Однако, учитывая среды, где установлены системы, такие как обширные нефтяные месторождения вдали от городов, предполагается, что поврежденное состояние остается на несколько месяцев, в связи с этим затруднительно исключать разрушение корпуса насоса.

[0009] В качестве меры устранения этого, как показано на контуре давления нефти на Фиг. 6 и на схематическом виде поперечного сечения на Фиг. 7, может быть рассмотрен внешний гидравлический контур 40, в котором к выпускной трубе отдельно обеспечена всасывающая труба 42 посредством клапана 41 предварительного наполнения. В этом случае, когда давление контура в корпусе насоса уменьшается, клапан 41 предварительного наполнения открывается с помощью внешнего пилотного давления, и текучая среда под давлением без замедления течет в контур в корпусе насоса. Таким образом, может быть исключено возникновение кавитации.

[0010] Однако в такой конструкции всасывающий трубопровод 42 внешнего гидравлического контура 40 должен иметь размер трубы, равный размеру всасывающей трубы насоса для минимизации потери давления. Дополнительно, выбирается клапан 41 предварительного наполнения, имеющий большой размер. Трубопровод системы является не только сложным, но и крупногабаритным и более дорогостоящим. Сложно сказать, что это является эффективной мерой. В особенности, оборудование для предотвращения возникновения кавитации, включающее клапан 41 предварительного наполнения и всасывающую трубу 42, не требуется при условии, что корпус насоса функционирует нормально. Экономическая эффективность является низкой. В связи с этим, конструкция оборудования является непрактичной для приведения в движение нефтяных скважинных насосов.

[0011] С другой стороны, легко могут быть рассмотрены электрические меры, такие как установка датчиков, но, учитывая двигатель, приходящий в движение для обеспечения электроснабжения и погодостойких условий, добавляется возможность того, что сами датчики выйдут из строя и система остановится. В связи с этим, электрические меры являются экологически неприемлемыми, и на площадке требуются механические меры.

[0012] С учетом выше отмеченных недостатков, задачей настоящего изобретения является обеспечение гидравлической системы, которая способна исключать возникновение кавитации, даже когда система управления останавливается, при этом имея экономичную, простую конструкцию, не зависящую от электрического управления, для приведения в движение пропорционального соленоидного поршневого насоса внешнего пилотного типа для приведения в движение нефтяного скважинного насоса.

[0013] Для решения вышеуказанной задачи гидравлическая система, приводящая в движение нефтяной скважинный насос, согласно пункту 1 формулы изобретения включает: двунаправленный поршневой насос переменного объема, который вращается с помощью внешнего движущего источника и смещает переменный элемент выпускной скорости путем пилотного управления, используя автогенное давление части выпускного давления насоса, противодействуя жесткости пружины; участок обнаружения выпускной скорости, который обнаруживает выпускную скорость поршневого насоса и выдает соответствующий сигнал обнаружения; участок обнаружения выпускного давления, который обнаруживает выпускное давление поршневого насоса и выдает соответствующий сигнал обнаружения; участок преобразования сигнала, который выдает выходной сигнал в ответ на разницу между сигналом установки скорости внешнего потока и сигналом обнаружения от участка обнаружения выпускной скорости или выходной сигнал, управляемый в ответ на разницу между сигналом установки внешнего давления и сигналом обнаружения от участка обнаружения выпускного давления; пропорциональный соленоидный управляющий клапан, который управляет выпускной скоростью насоса путем пропорционального регулирования отверстия сообщения между участком приема давления переменного элемента и выпускным отверстием насоса в соответствии с входным сигналом от участка преобразования сигнала для управления смещением переменного элемента; и внешний пилотный гидравлический контур, который подает выпускное давление от внешнего насоса в качестве пилотного управляющего давления. По меньшей мере двунаправленный поршневой насос переменного объема, участок обнаружения выпускной скорости, участок обнаружения выпускного давления и пропорциональный соленоидный управляющий клапан обеспечены в виде единой конструкции блока в той же обшивке, что и корпус насоса. Корпус насоса включает: участок соединения, который обеспечен на боковой поверхности обшивки и с которым соединен выпускной канал насоса внешнего пилотного гидравлического контура; второй пилотный канал, который подает внешнее пилотное давление от участка соединения к пилотному каналу между выпускным каналом поршневого насоса и пропорциональным соленоидным управляющим клапаном. Средство, которое механически перекрывает подачу внешнего пилотного давления, когда выпускное давление поршневого насоса находится ниже заданного давления, обеспечено на втором пилотном канале.

[0014] В гидравлической системе, приводящей в движение нефтяной скважинный насос, согласно пункту 1 формулы изобретения, средство, которое перекрывает подачу внешнего пилотного давления в гидравлической системе, приводящей в движение нефтяной скважинный насос, согласно пункту 2 формулы изобретения включает пилотный рабочий запорный клапан, который использует часть выпускного давления поршневого насоса в качестве пилотного давления.

[0015] В гидравлической системе, приводящей в движение нефтяной скважинный насос, согласно пункту 1 или 2 формулы изобретения, участок обнаружения выпускной скорости в гидравлической системе, приводящей в движение нефтяной скважинный насос, согласно пункту 3 формулы изобретения, представляет собой датчик положения, который обнаруживает смещение переменного элемента, а участок обнаружения выпускного давления представляет собой датчик давления, который обнаруживает выпускное давление насоса.

[0016] В гидравлической системе настоящего изобретения, приводящей в движение нефтяной скважинный насос, выполняются способ, в котором поршневой насос ожидает в разгруженном состоянии с помощью механического перекрывания подаваемого давления внешнего пилота и возвращения к насосу автогенного давления, даже когда контроллер останавливается по определенной причине, и нагрузка поршневого насоса теряется, а также компактная и экономичная конструкция, содержащая систему перекрывания в корпусе насоса. Таким образом, предпочтительным техническим результатом является то, что даже во внешнем пилотном гидравлическом контуре могут быть выполнены простой трубопровод и уменьшение стоимости.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0017] Фиг. 1 представляет собой схематический вид местного поперечного сечения, показывающий схематическую конструкцию гидравлической системы, приводящей в движение нефтяной скважинный насос настоящего изобретения.

Фиг. 2 представляет собой схематический вид гидравлического контура гидравлической системы на Фиг. 1.

Фиг. 3 представляет собой схематический вид нефтяного скважинного насоса типа гидравлического цилиндра.

Фиг. 4 представляет собой схематический вид гидравлического контура гидравлической системы, приводящей в движение нефтяной скважинный насос, устанавливающего традиционный пропорциональный соленоидный двунаправленный поршневой насос.

Фиг. 5 представляет собой схематический вид гидравлического контура гидравлической системы, приводящей в движение нефтяной скважинный насос, устанавливающего традиционный пропорциональный соленоидный двунаправленный поршневой насос внешнего пилотного типа.

Фиг. 6 представляет собой схематический вид местного поперечного сечения, показывающий пример, в котором во внешнем пилотном гидравлическом контуре обеспечено оборудование для предотвращения кавитации, а также другая традиционная гидравлическая система, приводящая в движение нефтяной скважинный насос.

Фиг. 7 представляет собой схематический вид гидравлического контура гидравлической системы на Фиг. 6.

Фиг. 8 представляет собой вид конструкции штангового глубинного насоса, а также традиционного нефтяного скважинного насоса.

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ВАРИАНТЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0018] Настоящее изобретение представляет собой гидравлическую систему, приводящую в движение нефтяной скважинный насос, включающую пропорциональный соленоидный двунаправленный поршневой насос переменного объема внешнего пилотного типа, в котором корпус насоса, соединенный с внешним пилотным гидравлическим контуром, содержит: двунаправленный поршневой насос переменного объема, который выполняет пилотное управление переменным элементом смещения с помощью автогенного давления; участок обнаружения выпускной скорости, который обнаруживает выпускную скорость насоса и выдает соответствующий сигнал обнаружения; участок обнаружения выпускного давления, который обнаруживает выпускное давление насоса и выдает соответствующий сигнал обнаружения; и пропорциональный соленоидный управляющий клапан, который пропорционально смещает переменный элемент для управления выпускной скоростью насоса в ответ на входной сигнал от участка преобразования сигнала, который выдает выходной сигнал в ответ на разницу между сигналом установки скорости внешнего потока и сигналом обнаружения от участка обнаружения выпускной скорости, или выходной сигнал, управляемый в ответ на разницу между сигналом установки внешнего давления и сигналом обнаружения от участка обнаружения выпускного давления; в одной и той же обшивке за одно целое как единый блок. Корпус насоса включает: участок соединения, с которым соединен выпускной канал насоса внешнего пилотного гидравлического контура; второй пилотный канал, который подает внешнее пилотное давление от участка соединения пилотному каналу между выпускным каналом поршневого насоса и пропорциональным соленоидным управляющим клапаном.

[0019] Дополнительно в настоящем изобретении на втором пилотном канале дополнительно обеспечено средство, которое механически перекрывает подачу внешнего пилотного давления, когда выпускное давление поршневого насоса становится равным заданному давлению или ниже.

[0020] В связи с этим согласно гидравлической системе настоящего изобретения, когда контроллер останавливается по определенной причине во время движения, как и нефтяной скважинный насос, а нагрузка поршневого насоса в общем отсутствует, средство перекрывания на втором пилотном канале, содержащееся в корпусе насоса, механически перекрывает подачу внешнего пилотного давления, а поршневой насос сам может быть разгружен в состоянии ожидания вне зависимости от электрического управления. Это средство перекрывания является простейшим при выполнении пилотного рабочего запорного клапана с использованием части выпускного давления насоса в качестве пилотного давления.

[0021] То есть, когда переменный элемент представляет собой поршневой насос аксиального типа, имеющий наклонную шайбу, риск возникновения кавитации, вызываемой наклонной шайбой, толкаемой на обратную сторону под максимальным углом, нейтрализуется путем механического перекрывания внешнего пилотного давления в компактной и экономичной конструкции даже при остановке контроллера. Таким образом, даже оставаясь неиспользуемым в течение длительного периода времени, насос предотвращен от повреждения. Дополнительно, как и внешний пилотный гидравлический контур, специальное оборудование, такое как большой всасывающий трубопровод и клапан предварительного наполнения, которое вызывает увеличение стоимости и занимаемой площади, совсем не требуется. В связи с этим, требуется только простой гидравлический контур. Дополнительно, когда проблематичное место восстановлено, гидравлическая система настоящего изобретения может быть благополучно перезапущена, так как отсутствует повреждение в поршневом насосе.

[0022] Отметим, что в гидравлической системе настоящего изобретения конструкция корпуса насоса в отличие от средства перекрывания может использовать общий традиционный пропорциональный соленоидный двунаправленный поршневой насос переменного объема. Например, участок обнаружения выпускной скорости способен выполняться в виде датчика положения, который обнаруживает смещение переменных элементов. Когда переменные элементы включают наклонную шайбу и рабочий поршень, который управляет углом наклона наклонной шайбы, противодействуя жесткости пружины, могут быть отмечены потенциометр и дифференциальный трансформатор, которые обнаруживают угол вращения вала наклонной шайбы и смещение (расстояние перемещения) рабочего поршня, а также смещение переменных элементов. Датчик общего давления, который обнаруживает выпускное давление насоса, может быть использован в качестве участка обнаружения выпускного давления.

[0023] Участок преобразования сигнала, который выдает входной сигнал для управления клапаном, движущийся к пропорциональному соленоидному управляющему клапану, может представлять собой традиционный управляющий усилитель, устанавливаемый в пропорциональном соленоидном управляющем клапане, и может быть должным образом установлен в корпусе насоса за одно целое или прикреплен к корпусу насоса снаружи.

[0024] Пример общего управления управляющим усилителем и пропорциональным соленоидным управляющим клапаном выглядит следующим образом. Во-первых, сигнал установки скорости потока, обеспеченный от внешнего контроллера, и сигнал обнаружения от участка обнаружения выпускной скорости являются входными. Выходной сигнал (напряжения или тока), соответствующий разнице между обоими сигналами, подают к соленоиду пропорционального соленоидного управляющего клапана. Когда входной сигнал к соленоиду является максимальным, пропорциональный соленоидный управляющий клапан полностью открывает канал сообщения между участком приема давления переменного элемента, таким как камера сжатия рабочего поршня, которая управляет углом наклонной шайбы, и резервуаром. Далее наклонную шайбу освобождают от толкающей силы рабочего поршня, и в состоянии максимального угла наклона, установленного жесткостью пружины, устанавливают выпускную скорость поршневого насоса в качестве установленной максимальной скорости.

[0025] Когда входной сигнал (напряжения или тока) от управляющего усилителя уменьшается, открытие канала сообщения постепенно уменьшают пропорционально входному сигналу. Канал сообщения между камерой сжатия рабочего поршня и пилотным каналом из выпускного канала насоса начинают постепенно открывать. Далее, когда входной сигнал отсутствует, пилотное давление подают в камеру сжатия рабочего поршня. Рабочий поршень способен толкать наклонную шайбу обратно в положение полного перекрывания, противодействуя жесткости пружины.

[0026] Сигнал установки давления, подаваемый от внешнего управления, и сигнал обнаружения от участка обнаружения выпускного давления также являются входными в управляющий усилитель. Когда отсутствует разница между обоими сигналами, выходной сигнал, соответствующий сигналу перекрывания, подают к соленоиду пропорционального соленоидного управляющего клапана. Пропорциональный соленоидный управляющий клапан устанавливает открытие канала сообщения в ответ на входной сигнал для подачи пилотного давления в камеру сжатия рабочего поршня и соответственно размещения наклонной шайбы в состоянии перекрывания.

[0027] При нормальной работе, даже когда пилотное автогенное давление поршневого насоса уменьшается, пилотное давление на рабочем поршне, требуемое для поддержания требуемого угла наклонной шайбы, обеспечивается пилотным давлением, подаваемым от внешнего пилотного гидравлического контура, соединенного с корпусом насоса.

[0028] В дополнение, в гидравлической системе настоящего изобретения, а также в прежнем пропорциональном соленоидном поршневом насосе необходимо иметь конструкцию, в которой предохранительный клапан размещен в канале, сообщающемся от резервуара с участком приема давления переменного элемента параллельно пропорциональному соленоидному клапану. В этом случае предохранительный клапан также обеспечен в той же обшивке выполненным за одно целое в корпусе насоса.

Пример

[0029] Конструкция гидравлической системы, приводящей в движение нефтяной скважинный насос, в качестве одного примера настоящего изобретения показана на схематическом виде поперечного сечения на Фиг. 1 и схематическом виде гидравлического контура на Фиг. 2. Гидравлическая система этого варианта выполнения включает корпус 1 насоса, который подает гидравлическую текучую среду к гидравлическому цилиндру 100, который представляет собой приводной участок нефтяного скважинного насоса, и внешний пилотный гидравлический контур 30, соединенный с корпусом 1 насоса. В этом варианте выполнения в качестве компонента насоса в корпусе 1 насоса обеспечен двунаправленный поршневой насос переменного объема аксиального типа для управления выпускной скоростью в соответствии с углом наклонной шайбы.

[0030] Корпус 1 насоса имеет компактную форму, в которой компоненты собраны в виде единой конструкции блока в одной и той же обшивке, и соединен с внешним пилотным гидравлическим контуром 30 в участке 16 соединения, образованном в боковой поверхности обшивки.

[0031] А именно, корпус 1 насоса содержит за одно целое: двунаправленный поршневой насос 3 переменного объема, приводимый в движение приводным валом внешнего движущего источника (первичный двигатель E); наклонную шайбу 4 и рабочий поршень 6 в качестве переменных элементов, которые смещаются с помощью пилотного давления, противодействуя пружине 5, для управления выпускной скоростью поршневого насоса 3; пропорциональный соленоидный управляющий клапан 7; предохранительный клапан 9; детектор 10 смещения в виде участка обнаружения выпускной скорости, который обнаруживает смещение рабочего поршня 6; датчик 11 давления, который обнаруживает выпускное давление насоса; и управляющий усилитель 12, соединенный с соленоидом 8 пропорционального соленоидного управляющего клапана 7.

[0032] Внешний пилотный гидравлический контур 30 имеет насос 31 постоянного объема, приводимый в движение приводным валом 2, приводимым в движение тем же движущим источником, что и поршневой насос 3, и внешний пилотный канал 32 от выпускного отверстия насоса 31 до участка 33 соединения для корпуса 1 насоса.

[0033] От выпускного канала 20 из выпускного отверстия поршневого насоса 3 к гидравлическому цилиндру 100 посредством пропорционального соленоидного клапана 7 и предохранительного клапана 9 ответвляется пилотный канал 21 для подачи пилотного давления в камеру сжатия рабочего поршня 6 в качестве участка приема давления переменного элемента. Дополнительно от участка 16 соединения до этого пилотного канала 21 обеспечен второй пилотный канал 22, который подает внешнее пилотное давление. В связи с этим с помощью соединения между участком 16 соединения для корпуса 1 насоса и участком 33 соединения для внешнего пилотного гидравлического канала 30 давления, внешний пилотный канал 32 сообщается со вторым пилотным каналом 22, и выпускное давление от внешнего насоса 31 постоянного объема может быть подано в пилотный канал 21 в корпусе 1 насоса в качестве внешнего пилотного давления.

[0034] Например, когда выходной сигнал, соответствующий сигналу 14 установки скорости потока, первоначально подаваемому от внешнего управления, подается от управляющего усилителя 12 к соленоиду 8 пропорционального соленоидного управляющего клапана 7 в качестве входного сигнала (напряжения или тока), участок сообщения между камерой сжатия рабочего поршня 6 и резервуаром открывается в отверстии пропорционально входному сигналу, текучая среда под давлением опускается до линии резервуара, и давление, чтобы толкать наклонную шайбу 4 на рабочий поршень 6, уменьшается. Соответственно, с позиционным смещением рабочего поршня 6 наклонная шайба 4 наклоняется по направлению к углу, соответствующему установленной скорости потока, с помощью силы смещения пружины 5. Вследствие этого, когда сигнал обнаружения от детектора 10 смещения также изменяется, и достигается состояние, в котором разница между сигналом обнаружения и сигналом 14 установки скорости потока нейтрализуется, входной сигнал от управляющего усилителя 12 становится эквивалентным нулю, пропорциональный соленоидный управляющий клапан 7 закрывает участок сообщения между пилотным каналом 21 и камерой сжатия рабочего поршня 6, угол наклонной шайбы поддерживается в этом состоянии, и поршневой насос 3 разгружает и подает текучую среду под давлением в гидравлический цилиндр 100 с установленной скоростью потока.

[0035] Далее поршневой шток выдвигается подаваемой текучей средой под давлением в гидравлический цилиндр 100, и когда поршневой шток достигает конца его хода, поршневой шток останавливается. После этого выпускное давление увеличивается, и значение обнаружения в датчике 11 давления также увеличивается. Далее, когда выпускное давление достигает установленного выпускного давления, и разница между сигналом 13 установки давления и сигналом обнаружения становится равной нулю, управляющий усилитель 12 подает входной сигнал, соответствующий сигналу перекрывания, к соленоиду 8, и пропорциональный соленоидный управляющий клапан 7 открывает участок сообщения между пилотным каналом 21 и камерой сжатия рабочего поршня 6 для подачи пилотного давления к камере сжатия рабочего поршня 6. Рабочий поршень 6 смещается в ответ на пилотное давление и толкает наклонную шайбу 4 в состояние полного перекрытия, противодействуя силе смещения пружины 5, для уменьшения выпускной скорости насоса до по существу нуля.

[0036] Дополнительно, даже когда пилотное давление на рабочий поршень 6, требуемое для поддержания состояния полного перекрывания, не достаточно берется из части выпускного давления поршневого насоса 3, выпускное давление другого насоса 31 способно подаваться от внешнего пилотного гидравлического контура 30, соединенного с корпусом 1 насоса, пилотному каналу 21 с помощью второго пилотного канала 22 в качестве пилотного давления.

[0037] Дополнительно, в гидравлической системе этого варианта выполнения, пилотный рабочий запорный клапан 15, который использует часть выпускного давления поршневого насоса 1 в качестве пилотного давления, размещен на втором пилотном канале 22. Этот клапан перекрывает второй пилотный канал 22, чтобы останавливать подачу пилотного давления из внешнего пилотного гидравлического контура 30, когда давление нагрузки поршневого насоса 3 потеряно, например, когда контроллер останавливается по определенной причине.

[0038] В связи с этим отсутствует риск, что установится состояние максимального угла на обратной стороне наклонной шайбы путем избыточного введения непрерывной подачи внешнего пилотного давления в камеру сжатия рабочего поршня 6. Даже оставаясь в течение длительного периода времени, насос не продолжает всасывать текучую среду под давлением, вызывая какую-либо кавитацию и повреждение насоса, и может быть разгружен в состоянии ожидания.

[0039] Таким образом, согласно гидравлической системе этого примера, нет необходимости обеспечивать чрезвычайно крупногабаритное оборудование для исключения кавитации во внешнем пилотном гидравлическом контуре, и даже в компактной и экономичной конструкции, которая содержит пилотный рабочий запорный клапан во втором пилотном канале корпуса насоса, может быть достигнуто обслуживание поршневого насоса в рабочей среде для приведения в движение нефтяного скважинного насоса, где его площадка остается без использования в течение длительного периода времени, даже когда контроллер останавливается. В связи с этим, когда проблематичное место восстановлено, эта гидравлическая система может быть перезапущена без какой-либо проблемы.

ОПИСАНИЕ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

[0040]

1 Корпус насоса

2 Приводной вал

3 Двунаправленный поршневой насос переменного объема

4 Наклонная шайба

5 Пружина

6 Рабочий поршень

7 Пропорциональный соленоидный управляющий клапан

8 Соленоид

9 Предохранительный клапан

10 Детектор смещения

11 Датчик давления

12 Управляющий усилитель

13 Сигнал установки давления

14 Сигнал установки скорости потока

15 Пилотный рабочий запорный клапан

16 Участок соединения (для корпуса насоса)

20 Выпускной канал

21 Пилотный канал

22 Второй пилотный канал

30 Внешний пилотный гидравлический контур

31 Насос постоянного объема

32 Внешний пилотный канал

33 Участок соединения (для внешнего пилотного гидравлического контура)

40 Внешний гидравлический контур

41 Клапан предварительного наполнения

42 Всасывающий трубопровод

100 Гидравлический цилиндр

200 Гидравлическая система

T Нефтяной резервуар

E Первичный двигатель

R Насосная штанга.

1. Гидравлическая система, приводящая в движение нефтяной скважинный насос, содержащая:
двунаправленный поршневой насос переменного объема, который приводится во вращательное движение внешним движущим источником и выполнен с возможностью смещения переменного элемента выпускной скорости с помощью пилотного управления, используя автогенное давление части выпускного давления насоса, противодействуя жесткости пружины, чтобы сделать выпускную скорость переменной;
участок обнаружения выпускной скорости, который обнаруживает выпускную скорость поршневого насоса и выдает соответствующий сигнал обнаружения;
участок обнаружения выпускного давления, который обнаруживает выпускное давление поршневого насоса и выдает соответствующий сигнал обнаружения;
участок преобразования сигнала, который выдает выходной сигнал в ответ на разницу между сигналом установки скорости внешнего потока и сигналом обнаружения от участка обнаружения выпускной скорости, или выходной сигнал, управляемый в ответ на разницу между сигналом установки внешнего давления и сигналом обнаружения от участка обнаружения выпускного давления;
пропорциональный соленоидный управляющий клапан, для управления выпускной скоростью насоса путем пропорционального регулирования отверстия сообщения между участком приема давления переменного элемента и выпускным отверстием насоса в ответ на входной сигнал от участка преобразования сигнала для управления
смещением переменного элемента; и
внешний пилотный гидравлический контур, который подает выпускное давление от внешнего насоса в качестве пилотного управляющего давления,
в которой по меньшей мере двунаправленный поршневой насос переменного объема, участок обнаружения выпускной скорости, участок обнаружения выпускного давления и пропорциональный соленоидный управляющий клапан выполнены в виде единой конструкции блока в той же обшивке, что и корпус насоса, при этом
корпус насоса включает:
участок соединения, расположенный на боковой поверхности обшивки и с которым соединен выпускной канал насоса внешнего пилотного гидравлического контура; и
второй пилотный канал, который подает внешнее пилотное давление от участка соединения пилотному каналу между выпускным каналом поршневого насоса и пропорциональным соленоидным управляющим клапаном, и
средство, которое механически перекрывает подачу внешнего пилотного давления, когда выпускное давление поршневого насоса находится ниже заданного давления, расположенное на втором пилотном канале.

2. Гидравлическая система, приводящая в движение нефтяной скважинный насос, по п. 1, в которой средство, которое перекрывает подачу внешнего пилотного давления, включает пилотный рабочий запорный клапан, использующий часть выпускного давления поршневого насоса в качестве пилотного давления.

3. Гидравлическая система, приводящая в движение нефтяной скважинный насос, по п. 1 или 2, в которой участок обнаружения выпускной скорости представляет собой датчик положения, который обнаруживает смещение переменного элемента, при этом участок обнаружения выпускного давления представляет собой датчик давления, который обнаруживает выпускное давление насоса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к приводной технике и может быть использовано при создании термосорбционных приводов. Линейный привод выполнен в виде цилиндра, внутри которого установлен поршень со штоком, совмещенный с блоком генераторов-сорберов, объединенных термоэлектрическим модулем, кабели электропитания которого герметично выведены наружу цилиндра через шток.

Изобретение относится к объемным гидродвигателям, предназначенным для преобразования энергии потока рабочей жидкости в механическую энергию выходного звена, движущегося возвратно-поступательно.

Изобретение относится к области силовых объемных гидравлических двигателей, а именно к исполнительным гидроцилиндрам двухстороннего действия с прямолинейным возвратно-поступательным движением выходного звена, и может быть использовано в любой области промышленности, где необходим гидроцилиндр с равными объемами рабочих полостей.

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике и может быть использовано в многопоточных гидроприводах. .

Изобретение относится к гидросистеме управления станиной сварочной машины и может найти применение в устройствах для контактной стыковой сварки полос, которые устанавливают в станах бесконечной прокатки.

Изобретение относится к пневматической технике и может быть использовано для выдвижения телескопических конструкций типа мачт и колонн большой высотности без использования подъемно-транспортной техники.

Изобретение относится к устройствам гидроавтоматики, работающим за счет энергии потока воды и может применяться в гидросистемах как в виде гидродвигателя, так и пульсирующего двигателя (создателя импульса давления).

Изобретение относится к гидро- или пневмоприводам, а также к средствам измерения позиционирования рабочего органа в гидро- или пневмоприводах. .

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам для предотвращения попадания влагосодержащего пара в цилиндры компрессоров, применяемых для повышения давления в трубопроводах по транспортировке природного газа на газоперерабатывающих заводах.

Изобретение относится к поршневым машинам, а именно к холодильным поршневым компрессорам, преимущественно аммиачных холодильных систем, к двигателям внутреннего сгорания.

Изобретение относится к области компрессоростроения и 11о;1воляет повысить H;I- дежность системы за счет сокргнцсния времени срабатывания защиты. .

Изобретение относится к компрессоростроению. .

Изобретение относится к средствам для подъема жидкости из скважин и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для добычи нефти. Привод содержит двигатель, редуктор, механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное, включающий ведущий и ведомый шкивы, охваченные непрерывным гибким звеном, связанным с кареткой, соединенной с противовесом.
Наверх