Гидравлический станок-качалка

Гидравлический станок-качалка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (11) 48 799 8

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.12.73 (21) 1979997/25-8 с присоединением заявки № (51) М. Кл. Е 21b 19/08

Совета Министров СССР ао делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.10.75. Бюллетень № 38

Дата опубликования описания 30.01.76 (53) УДК 62-82(088.8) (72) Автор изобретения

А. Г. Шестов (71) Заявитель (54) ГИДРАВЛИЧЕСКИИ СТАНОК-КАЧАЛКА

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к нефтепромысловому оборудованию.

Известны гидравлические станки-качалки, в которых в качестве уравновешивающего груза применена колонна насосно-компрессорных труб.

Известные станки имеют большие габариты и увеличенный ход цилиндра, что снижает их устойчивость и завышает вес.

В целях устранения указанных недостатков в предлагаемом станке командный элемент включения клапана подпитки выполнен на поршне приводного гидроцилиндра, а клапан подпитки размещен на корпусе приводного гидроцилиндра.

Командный элемент может быть выполнен в виде конусной проточки на поршне.

Система подпитки содержит золотник подпитки, соединяющий приводной насос через подпитывающий насос (мультипликатор) со штоковыми полостями приводного и уравновешивающего гидроцилиндров и гидравлически связанный с клапаном подпитки, выдающим сигнал на включение золотника подпитки.

Клапан подпитки выполнен в виде подпру жиненного раздельно-дифференциального золотника, ступень меньшего диаметра которого выполнена с конусным седлом, переходящим во взаимодействующий с командным элементом поршня толка тель, торец ступени меньшего диаметра, примыкающий к торцу ступени большего диаметра, выполнен сферическим, причем напорная линия клапана гидравлически связана с напорным насосом гидросистемы станка, отводящая — с золотником подпитки, а торцовая полость ступени большего диаметра, не примыкающая к торцу ступени меньшего диаметра, гидравлически связана со штоковой полостью приводного ци10 линдра.

На фиг. 1 изображена гидрокинематическая схема предлагаемого станка; на фиг. 2 показан клапан подпитки.

15 Станок содержит корпус 1, внутри которого на опоре подвешен приводной цилиндр 2.

Сверху на корпус 1 установлен уравновешивающий цилиндр 3.

Станок устанавливается на фланце 4 экс20 плуатационной колонны.

Шток приводного цилиндра связан с колонной штанг 5, а шток уравновешивающего цилиндра через специальную подвеску — с колонной насосно-компрессорных труб 6. На тя25 ге подвески укреплен упор 7, а на корпусе станка — копир 8. Штоковые полости цилиндров соединены маслопроводом 9. Площади поршней цилиндров подобраны так, что веса колонн штанг и труб создают равные давлеЗО ния в штоковых пространствах цилиндров, в

487998

i)

2д зо

33

60 результате чего в статическом положении колонны уравновешивают друг друга.

Гидропривод станка-качалки состоит из пасоса 10, маслобака 11, предохранительного клапана 12, распределительного золотника 13, пилота реверса 14, клапана подпитки 15, золотника подпитки 16, подпитывающего насоса 17. Клапан 15 содержит раздельно-дифференциальный золотник, состоящий из двух ступеней: ступени 18 меньшего диаметра и ступени 19 большего диаметра, и установлен в нижней части приводного цилиндра так, что ступень меньшего диаметра, переходящая в толкатель, введена в штоковую полость цилиндра.

Ступень меньшего диаметра имеет конус, притерный к конусному седлу корпуса клапана. В связи с тем что правая торцовая полость ступени большего диаметра соединена каналом 20 со штоковой полостью приводного цилиндра, обе ступени клапана постоянно сдвигаются давлением штоковой полости влево.

Пружина 21 поджимает ступень большего диаметра к ступени меньшего диаметра и осуществляет дополнительный прижим конусной пары, разъединяющей подводную и отводную м агистр а ли клапана.

Замкнутый объем штоковых полостей цилиндров перед работой станка заполняется маслом в таком количестве, чтобы при верхнем положении поршня одного цилиндра поршень другого находился в нижнем положении.

Гидравлический станок-качалка работает следующим образом.

Масло, засасываемое насосом 10 из бака 11, по маслопроводам поступает к распределительному золотнику 13 и пилоту реверса 14.

При нижнем положении поршня уравновешивающего цилиндра 3 упор 7 перемещает копир 8 вниз, который задавливает золотник пилота 14; при этом масло от пилота поступает к левому торцу распределительного золотника 13. Золотник 13 смещается вправо, в результате чего масло от него поступает в верхнюю полость приводного цилиндра 2, поршень которого начинает движение вниз, при этом поршень уравновешивающего цилиндра начинает движение вверх.

При крайнем верхнем положении поршня уравновешивающего цилиндра упор 7 перемещает копир 8 вверх, золотник пилота 14 под действием пружины смещается влево, распределительный золотник 13 смещается влево и направляет масло в верхнюю полость уравновешивающего цилиндра 3. Поршень цилиндра 3 начинает движение вниз, а поршень приводного цилиндра 2 — движение вверх. При нижнем положении поршня уравновешивающего цилиндра упор 7 вновь перемещает копир 8 вниз и цикл повторяется. Поршни цилиндров с подвешенными на их штоках колоннами труб и штанг совершают возвратно-поступательное движение.

При работе гидропривода в связи с утечками через уплотнения поршней и штоков происходит уменьшение замкнутого объема масла штоковых полостей цилиндров. Для пополнения этого объема в гидроприводе станка-качалки предусмотрено устройство подпитки.

При уменьшении замкнутого объема масла штоковых полостей при крайнем верхнем положении поршня уравновешивающего цилиндра поршень приводного цилиндра начинает занимать все более низкое положение. В нижнем положении поршень приводного цилиндра конусной проточкой перемещает толкатель клапана 15 вправо, сжимая пружину 21, при этом открывается проход маслу через клапан.

От напорной линии масло через клапан 15 и через обратный клапан 22 поступает под левый торец золотника 16, смещая его вправо.

От напорной линии масло начинает поступать и верхнюю полость подпитывающего насоса 17. Из нижней полости насоса масло впрыскивается через нагнетательный клапан в замкнутый объем штоковых полостей цилиндров (маслопровод 9).

При подаче команды от клапана 15 на переключение золотника 16 часть масла уходит через дроссель 23 малого сечения, но это практически не влияет на переключение золотника 16 из-за очень малого расхода через дроссель.

После ухода поршня приводного цилиндра вверх золотник клапана 15 под действием пружины перемещается влево, при этом прекращается подача команды и золотник 16 под действием пружины начинает перемещаться влево, вытесняя масло из левой торцовой полости. Из-за наличия дросселя 23 перемещение происходит .замедленно, что необходимо для совершения плунжером подпитывающего насоса 17 полного хода.

При перемещении золотника 16 в крайнее левое положение масло от напорной линии поступает в среднюю полость ступенчатого плунжера насоса 17. Плунжер перемещается вверх и засасывает масло в нижнюю полость через всасывающий клапан.

При очередном нажатии поршня приводного цилиндра на толкатель клапана 15 цикл подпитки повторяетя.

В ряде случае давление приводного насоса может быть больше, чем давление в штоковых полостях цилиндров, например при малых подвесках колонн штанг и труб, при стендовых испытаниях качалки без подвесок и при начале работы качалки, когда плунжер насоса еще не «расходился» и давление в гидросистеме значительно больше, чем давление при обычной работе станка-качалки. В этом случае в клапане 15 ступень 19 большего диаметра отжимается вправо, так как давление насоса больше давления в штоковых по лостях цилиндра, а ступень 18 меньшего диаметра остается прижатой к конусному седлу.

Формула изобретения

1. Гидравлический станок-качалка, шток приводного гидрсцилиндра которого кинема487998 тически связан с колонной штанг, возвратнопоступательное движение поршня обеспечивается гидросистемой от приводного насоса и реверсивного устройства, а штоковая полость гидравлически соединена со штоковой полостью уравновешивающего гидроцилиндра, образуя замкнутый объем, причем постоянство указанного объема обеспечивается системой подпитки от приводного насоса через клапан, сигнал на включение которого дается от командного элемента, расположенного на элементах кипематической связи поршня приводного гидроцилиндра с колонной штанг, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения габарита станка по высоте и повышения его надежности, командный элемент включения клапана подпитки выполнен на поршне приводного гидроцилиндра, а клапан подпитки размещен на корпусе приводного гидроцилиндра.

2. Станок по п. 1, отл ич а ю щи йс я тем, что командный элемент выполнен в виде конусной проточки на поршне.

3. Станок по п. 1, отличающийся тем, что система подпитки содержит золотник подпитки, сосдиняющпй приводной насос через мультипликатор со штоковымп полостями приводного и уравновешивающего гпдроцплиндров и гидравлически связанный с клапаном подпитки, выдающим сигнал на включение золотника подпитки.

4. Станок по пп. 1 и 2, и 3, о т л н ч а юшийся тем, что клапан подпитки выполнен

10 в виде двуступенчатого подпружиненного раздельно-дифференциального золотника, ступень меньшего диаметра которого выполнена с конусным седлом, переходящим во взаимодействующий с командным элементом поршня приводного гидроцилиндра толкатель, торец ступени меньшего диаметра, примыкающий к торцу ступени большего диаметра, выполнен сферическим, причем напорная линия клапана гидравлически связана с приводным насо20 сом гидросистемы, отводящая — с золотником подпитки, а торцовая полость ступени большего диаметра, не примыкающая к торцу ступени меньшего диаметра, гидравлпчески связана со штоковой полостью приводного Uилиндра.

487998

Составитель Н. Филатов

Текред Т. Миронова

Корректор Т. Миронова

Редактор Т. Юрчикова

Типография. пр, Сапунова, 2

Заказ 3334/4 Изд. № 1882 Тираж 648 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раугвская наб.. д. 4/5