Установка для получения и нагнетания газожидкостной смеси

Установка для получения и нагнетания газожидкостной смеси

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕШЯ И НАГНЕТАНИЯ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ СМЕСИ, содержащая поршневой насос, включающий рабочий цилиндр со всасьшающим клапаном и размещенный в нем поршень, соединенную с выходом рабочего цилиндра переточным трубопроводом смесительную камеру с нагнетательными и впускными пружинными клапанами и соединенный с последними газоввод, соединенный с источником сжатого газа, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности и эффективности перемешивания смеси и повышения надежности устройства, впускные пружинные клапаны установлены в одной плоскости с нагнетательньши , а газоввод размещен над смеси8 тельной камерой. со СО о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

И М

РЕСПУБЛИН ае пи

З(51), В 01 F 3/04 F 04 В 23/!О

OllHG

АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц

H АВ 70РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

БИЬЛИОТЕЩ

6 фи f

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblYMA (21) 3365732/23-26 (22) 11.12.81 (46) 15.06.84. Бюл. В 22 (72) А.Н. Вейраух, Н.С. Вулисанов, А.И. Кирсанов и Н.И. Слюсарев (71) Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им. М.И. Калинина и Всесоюзный научно-исследовательский институт методики и техники разведки (53) 66.063(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 568740, кл. F 04 В 23/10 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

В 714044, кл. F 04 В 23/10, 1980. (54)(57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

И НАГНЕТАНИЯ ГАЗОЖИДКОСТНОИ СМЕСИ, содержащая поршневой насос, включающий рабочий цилиндр со всасывающим клапаном и размещенный в нем поршень, соединенную с выходом рабочего цилиндра переточным трубопроводом смесительную камеру с нагнетательными и впускными пружинными клапанами и соединенный с последними газоввод, соединенный с источником сжатого газа, о т— л н ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности и з4фективности перемешивания смеси и повышения надежности устройства, впускные пружинные клапаны установлены в одной плоскости с нагнетательными, а газоввод размещен над смеси- щ

О тельной камерой.

1097361

2. Установка по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что пружины впускных клапанов расположены в полости газоввода, Изобретение относится к насосостроению, в частности к насосным установкам, применяемым при бурении скважин с использованием в качестве очистного агента гаэожидкостной смеси.

Известны различные установки для перекачивания промывочной жидкости с одновременным ее аэрированием (1 ).

Однако в указанных установках газоввод соединен непосредственно с рабочими цилиндраМи насоса через насосные или автономные всасывающие клапаны, что снижает коэффициент наполнения рабочих камер насоса и производительность установок в целом, а получаемая при этом газо-жидкостная смесь имеет низкое газосодержание.

Наиболее близкой к предлагаемой является установка для получения и нагнетания газожидкостной смеси, содержащая поршневой насос со всасывающим клапаном, нагнетательный клапан, смесительную камеру, включающую газоввод в стенке с впускным для газа клапаном, соединенную с рабочим цилиндром насоса переточным каналом и расположенную ниже нагнетательного клапана, а также источник сжатого газа (2 .

Недостаток данной установки заключается в том, что газоввод и впускной для газа клапан установлены в проточной части дополнительной камеры и ниже нагнетательного клапана, При такой установке в конце такте нагнетания— в начале такта всасывания впускной клапан находится в жидкости. При этом через неплотности впускного для газа клапана, зависящие от обработки посадочного седла и запорного органа клапана, -а,также наличия механических примесей в жидкости, происходит утечка жидкости из смесительной камеры в гаэоввод. Слой жидкости над впускным клапаном и жидкость, скапливаемая в гаэовводе, приводит к газодинамическим потерям при прохождении газа, что снижает коэффициент наполнения

1 смесительной камеры, а следовательно, производительность установки. Пружина впускного клапана подвержена коррозионному воздействию со стороны

5 жидкости. При обтекании впускного клапана и газоввода жидкостным поршнем происходит его турбулизация, что приводит к уменьшению коэффициента наполнения, а также производительности

1î за счет наличия газонасьпщенного слоя в жидкостном поршне в конце такта нагнетания.

Кроме того, жидкость, имеющая в своем составе ПАВ и находящаяся над

15 впускным для газа клапаном, принимает при прохождении через нее газа пенообразную структуру и вытесняется из смесительной камеры при нагнетании, что затрудняет получение газожидкост20 ной смеси с высоким газосодержанием.

Цель изобретения — повышение производительности и эффективности перемешивания смеси и повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для получения и нагнетания газожидкостной смеси, содержащей поршневой насос, включающий рабочий цилиндр со всасывающим клапаном, 30 и размещенный в нем поршень, соединенную с выходом рабочего цилиндра переточным трубопроводом смесительную камеру с нагнетательными и впускными пружинными клапанами и соединенный

З5 с последними газоввод, соединенный с источником сжатого газа, впускные пружинные клапаны установлены в одной плоскости с нагнетательными клапанами, а газоввод размещен над

40.смесительной камерой.

При этом пружины впускных клапанов ! расположены в полости газоввода.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема предлагаемой установки; на

45 фиг. 2 — узел 1 на фиг. 1(впускной для газа клапан).

Установка содержит поршневой насос

1, имеющий рабочий цилиндр 2 с раз1097361 мещенным в нем поршнем 3, а также всасывающим клапаном 4, соединяющим рабочий цилиндр 2 насоса 1 посредством приемного коллектора 5, с подпор- ным насосом 6.Установка имеет в своем, 5 составе источник 7 сжатого газа, а также смесительную камеру 8, соединен- ную с рабочим цилиндром насоса 2 переточным трубопроводом 9. Объем смесительной камеры 8 по меньшей мере равен объему, описываемому поршнем 3, что позволяет избежать перетока газа из смесительной камеры 8 в рабочий цилиндр 2.

Над смесительной камерой 8 установлены нагнетательный клапан 10 и плита 11 с размещенными на ней впускными для газа клапанами 12. Для исключения возможности существования непроточных зон в верхней части смеси О тельной камеры 8 плита 11 может быть общей для нагнетательного 10 и впускных 12 клапанов (фиг. 1). Впускные для газа клапаны 12 расположены на плите 11 концентрично и равномерно, а пружины 13 и направляющие 14 впускных клапанов расположены со стороны гаэоввода 15, расположенного над смесительной камерой 8. Нагнетательный

10 н впускные 12 клапаны установле- ЗО ны на одном уровне, причем количество впускных клапанов 12 зависит от эквивалентной площади проходного сечения. На фиг. 1 также показаны нагнетательный коллектор 16 и жидкостный поршень 17. При наличии нескольких рабочих цилиндров установка может иметь общий газоввод .ко всем впускным клапанам.

Установка работает следующим об- 40

l разом.

При движении поршня 3 слева направо в рабочем цилиндре 2 жидкостный поршень 17 опускается в смесительной камере 8, вследствие чего снижается 45 давление в смесительной камере 8 и рабочем цилиндре 2. При этом сжатый газ от источника 7 поступает через впускные клапаны 12 в освобожденную от жидкости полость смесительной ка- 5О меры 8. Одновременно из приемного коллектора 5 через всасывающий клапан, 4 в рабочий цилиндр 2 поступает в заданном количестве раствор ПАВ. б

При обратном ходе поршня 3 жидкость из рабочего цилиндра 2 вытесняется в смесительную камеру 8. При этом жидкостный поршень 17 движется вверх, газ в смесительной камере сжимается до давления нагнетания и через нагнетательный клапан 10 вместе с аэрированным верхним слоем жидкостного поршня 17 вытесняется в нагнетательный коллектор 16 и далее к потребителю.

В конце нагнетания в смесительной камере 8 находится только жидкость.

Далее циклы повторяются.

Газожидкостная смесь в установке образуется в пограничном слое при истечении жидкости и газа через щель нагнетательного клапана 10 и дальнейшей транспортировке компонентов по нагнетательному тракту.

Установка впускных и нагнетательных клапанов на одном уровне и над смесительной камерой исключает наличие жидкости над впускными клапанами и в газовводе, что снижает потери давления при наполнении смесительной камеры, а тем самым увеличивает коэффициент наполнения и производительность установки. Кроме того, освобож1 дается проход жидкостному поршню, а также снижается неконтролируемый унос жидкости. Общая плита исключает возможность существования непроточных зон в верхней части смесительной камеры. Концентричность и равномерность впускных клапанов улучшает орга низацию потока газа при заполнении смесительной камеры. Расположение пружин и направляющих впускных клапанов со стороны газоввода исключает коррозионное воздействие со стороны жидкости, Таким образом, применение изобретения позволяет повысить коэффициент наполнения смесительной камеры, а следовательно, и производительность предлагаемой установки примерно в два раза по сравнению с прототипом и, кроме того, получить газожидкостную смесь с более высоким газосодержа- нием, необходимым для бурения глубоких скважин.

Экономический эффект от внедрения изобретения составляет 1,3 млн.руб. в год.

1097361

Составитель Э. Скачкова

Техред Ж.Кастелевич КорректорС. Бекмар

Редактор Ю. Ковач

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 4094/8 Тираж 576 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5