NO166143B - Boreslampumpe med hydraulisk membranpumpekammer. - Google Patents

Description

I forbindelse med boreoperasjoner etter olje eller gass blir det benyttet boreslam som pumpes ned i borehullet for å rense borehullet og motstå trykk i oljeresovoaret Til å pumpe ned boreslammet (mud) blir det benyttet pumper som må arbeide med svært høyt trykk, opp til 350 atm. Når væsken som skal pumpes inneholder slite-stoffer fra steinmaterialer som brytes løs under boringen, blir pumpestempler og pakninger utsatt for svært stor slitasje. Dette medfører at vedlikeholds-kostnadene blir høye.

r

I dag benyttes stempelpumper med veiveksenter som driver frem og ti 1bakegående pumpestempler. Mengdereguleringen tilveiebringes ved at turtallet på veivakselen reguleres med 1ikestrømsmotorer og turtallsregulering. Disse regulerings-systemene er kostbare, krever mye vedlikehold og har stort energitap.

For å redusere slitasje- og reguleringsproblemene ved stempelpumper er det utviklet membranstempelpumper med trinnløst regulerbart veiveksenter for mengderegulering. Membranen som er av gummi skiller oljen som står i kontakt med pumpestemplet fra boreslammet. Boreslammet kommer derved ikke i direkte kontakt med pumpestemplene og slitasjeproblemet elimineres.

Kjente pumpeutførelser av dette slag slik det fremgår av U.S. patent 4.378.201

og U.S. patent 3.775.030 har imidlertid en utførelse på oppstøttingen av gummimembranen som gjør at membranen ikke kan utsettes for høyere trykk på boreslamsiden enn i oljekammeret mot pumpestemplene.

Ved bruk av membranpumper til boring etter olje og gass er det spesielt viktig

at pumpekonstruksjonen kan motstå store trykkøkninger i boreslammet ved til-bakeslag fra brønnresovoaret.

I følge foreliggende oppfinnelse tar en sikte på å frembringe et forbedret membranpumpekammer der gummimembranen bygges inn på en slik måte at den kan motstå store trykkforskjeller mellom boreslamsiden og oljesiden mot pump-stemplet.

Dette oppnås i overenstemmelse med oppfinnelsen ved at et føringselement

med kontinuerlig konisk annleggsflate mot pumpehuset støtter opp membranen slik det er beskrevet i patentkrav 1.

Patentkrav 2. og 3. angir utførselseksempler på bruk av pumpekammeret i kombinasjon med regulerbart veiveksenter for kontinuerlig regulering av pumpens leveringsmengde.

Et utførelseseksempel på oppfinnelsen er vist på tegningene, hvor:

Fig. 1 viser oppriss av pumpen.

Fig. 2 viser pumpen sett ovenfra og figur 3 viser radielt snitt gjennom

pumpen med pumpekammer.

Fig. 4 viser detaljsnitt A-A fra fig. 3

Fig. 5 viser detaljsnitt B - B fra fig. 3 og fig. 6 angir detaljsnitt

C - C fra fig. 3.

Fig. 7 viser detaljsnitt av regulerbart veiveksenter og fig. 8 detaljsnitt

av membranpumpekammer.

Med henvisning til figur 1-8 betegner (1) elektromotoren som driver pumpen.

(2) angir trykkledningen som forbinder alle pumpekammerene (3), (4) og (5)

viser plassering av henholdsvis trykk og sugeventiler. (6) angir felles suge-ledning.(7) viser planetgearkassen som er tilkoblet hovedakselen (8) med regulerbart veiveksenter og et tverrmontert stempel (9) som betjenes med hydraulisk trykk gjennom oljeføringskanalene (10) og svivelen (11) (se figur 7). Syl inderføringene for stempelet (12) er festet til inneringen (13):og gjennom lagerene (14) forbundet med ytterr-ingen (15). Stempelstengene (16)

er festet til ytterringen (15) gjennom en kuleleddforbindelse (17).

Hovedakselen (8) er opplagret til pumpehuset (18) gjennom lagrene (19).

Når hovedakselen (8) settes i rotasjon til ytterringen (15) utføre frem og tilbakegående bevelser som gjennom stempelstengene (16) overføres til stempelet (20). Ekstentrisiteten og derved slaglengden reguleres ved hjelp av tverrmontert hydr. stempel (9). For å kompensere massekreftene når veiveksenteret med ytterring (15) og tilhørende lager (14) skyves ut av rotasjons-senteret, er det anbrakt justerbare motvekter (21). Motvektenes stilling betjenes gjennom at tannstangelememtet (22) tilkoblet innerringen (13) står i forbindelse med tannstangelementet (.24) på motvektene (21) gjennom tann-hjulselementet (23). Motvekten (21) styres av medbringeren (25) (se figur 4 snitt A - A).

Pumpekammeret (26) for boreslam er adskilt fra et oljefyllt kammer (27) med membranen (28) som er festet til før ingselementet (29) med konisk anlegg (30) mot ytre del av pumpehuset (31). Indre pumpekammer (33) som står i forbindelse med stempelet (20) er igjen adskillt fra ytre kammer (27) gjennom et ring-stempel (32). Oljen til indre kammer (33) og ytre kammer (27) fylles inn gjennom ti 1bakeslagsventilene (34) fra en ekstern oljepumpe som leverer konstant trykk (3 kp/cm<2>).

Ved føringselementet (29) har konisk anleggsflate mot pumpehuset (31)

oppnår en at membranen (28) har kontinuerlig anleggsflate i bakre stilling og derved kan tåle fullt ensidig'trykk .f ra"pumpekammeret;: (26).:'-.Når ol jen - i "pumpekammer (33) påvirkes av stempelet (20) overføres trykket til pumpekammer (27) gjennom ringstempelet (32) og membranen (28) med føringselementet (29) presses inn i boreslamkammeret (26). Fjærene (35) sørger for å trekke føringselementet (29) tilbake på returslaget. For å hindre at føringselementet blir forskjøvet for langt inn i pumpekammeret (26) er det anordnet et overløp (36) som åpner for oljen og der igjennom begrenser bevegelsene. Ringstempelet (32) sikrer at boreslam ikke kommer inn i stempelet (20) hvis membranen skulle ryke.

Claims (2)

1. Boreslampumpe spesielt til bruk ved slampumping med høye trykk under boreoperasjoner etter olje og gass. Pumpen utformes med drivverk bestående av motor (1) og gear (7) sammenmontert og koblet til en sentral hovedaksel (8) med felles veiveksenter for radielt monterte membranpumpekammer (26) bestående av gummimembran (28) og føringselement (29) karakten" sert ved at føringselementet (29) er utformet med kontinuerlig konisk anleggsflate mot pumpehuset (31). Z. Boreslampumpe som beskrevet i patentkrav 1. Karakten" sert ved regulerbart veiveksenter bestående av en tverrmontert sylinder (9) festet til hovedaksel (8) og tilordnet føringselementet (12) festet til innerringen (13)

3. Boreslampumpe som beskrevet i patentkrav 1. og

2. Karakteri sert ved at det til veiveksenteret er anordnet justerbare motvekter (21) som ved hjelp av tannstangelementet (22), (24) og tannhjulelementet (23) forskyver motvektene proposjonalt med veiveksenterforskyvninger.