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DE1254968B - Hydraulically operated multiple piston pump for pumping oil from deep wells - Google Patents

Hydraulically operated multiple piston pump for pumping oil from deep wells

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Publication number
DE1254968B
DE1254968B DEK40236A DEK0040236A DE1254968B DE 1254968 B DE1254968 B DE 1254968B DE K40236 A DEK40236 A DE K40236A DE K0040236 A DEK0040236 A DE K0040236A DE 1254968 B DE1254968 B DE 1254968B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
valve
devices
pump
piston
pumping
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEK40236A
Other languages
German (de)
Inventor
Clarence James Coberly
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Inc
Original Assignee
Kobe Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kobe Inc filed Critical Kobe Inc
Priority to DEK40236A priority Critical patent/DE1254968B/en
Publication of DE1254968B publication Critical patent/DE1254968B/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B47/00Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps
    • F04B47/06Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps having motor-pump units situated at great depth
    • F04B47/08Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps having motor-pump units situated at great depth the motors being actuated by fluid

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Description

Hydraulisch betriebene Mehrfach-Kolbenpumpe zum Fördern von Erdöl aus Tiefbohrungen Die Erfindung bezieht sich auf eine hydraulisch betriebene Mehrfach-Kolbenpumpe zum Fördern von Erdöl aus Tiefbohrungen, die mit mindestens zwei gleichachsig liegenden, hydraulisch betriebenen und in Tandemanordnung geschalteten Pumpvorrichtungen versehen ist. Jede dieser Pumpvorrichtungen kann die Belastung mit einer Pumpenleistung aufnehmen, und jede kann ein Steuerventilorgan betätigen, das die aufzubringende Pumpenleistung nacheinander den Pumpvorrichtungen zuteilen und jede derselben dieser Pumpenleistung wieder entledigen kann, nachdem die Pumpenleistung der anderen dieser Pumpvorrichtung zugeteilt worden ist.Hydraulically operated multiple piston pump for pumping crude oil from deep boreholes The invention relates to a hydraulically operated multiple piston pump for the extraction of crude oil from deep wells with at least two coaxial, hydraulically operated pumping devices connected in tandem is. Each of these pumping devices can absorb the load with a pump power, and each can actuate a control valve member that controls the pump output to be applied successively allocate the pumping devices and each of them this pumping capacity can dispose of again after the pumping power of the other of this pumping device has been allocated.

Die Erfindung beabsichtigt die Schaffung einer Pumpe für den genannten Zweck, mit der sich bei kleinstmöglichen auftretenden hydraulischen Stößen sehr hohe Leistungen erzielen lassen. Und zwar soll diese Freiheit von hydraulischen Stößen insbesondere durch Herstellung einer ungefähr gleichbleibenden Strömung sowohl der Arbeitsflüssigkeit, mit der die Pumpe hydraulisch betrieben wird, als auch des geförderten Erdöls erreicht werden. Insbesondere bezweckt die Erfindung die Schaffung einer hydraulisch betriebenen Pumpe, die zweckmäßig als Mehrfachpumpe bezeichnet werden kann und die zwei oder mehr hydraulisch betriebene Pumpvorrichtungen mit parallelgeschalteten Antriebsvorrichtungen und in Tandemanordnung geschaltete Pumpvorrichtungen besitzt, wobei diese Mehrfachpumpe Steuerorgane einschließt, durch die diese Pumpvorrichtungen, zeitlich aufeinander abgestimmt, derart mit vorher festgelegten Phasenbeziehungen zueinander betrieben werden können, daß jederzeit mindestens eine der Pumpvorrichtungen ihren Arbeitshub ausführt. Ein hiermit in Verbindung stehender Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer Mehrfachpumpe mit zwei oder mehr hydraulisch betriebenen Pumpvorrichtungen, bei der in jedem Augenblick nur eine der Pumpvorrichtungen ihren Rückhub ausführt, während die übrige Pumpvorrichtung oder Pumpvorrichtungen ihren Arbeitshub bzw. ihre Arbeitshübe ausführt bzw. ausführen.The invention aims to provide a pump for the aforesaid Purpose, with the smallest possible occurring hydraulic shocks very allow high performance to be achieved. Namely, this freedom from hydraulic Shock in particular by establishing an approximately steady flow both the working fluid with which the pump is operated hydraulically, as well as the extracted petroleum can be achieved. In particular, the invention aims to provide a hydraulically operated pump, appropriately referred to as a multiple pump can be and the two or more hydraulically operated pumping devices with drive devices connected in parallel and pump devices connected in tandem possesses, this multiple pump including controls by which these pumping devices, coordinated in time, with previously defined phase relationships can be operated to each other that at any time at least one of the pumping devices executes its working stroke. A related purpose of the invention is the creation of a multiple pump with two or more hydraulically operated Pumping devices in which only one of the pumping devices is at any given moment Performs return stroke while the rest of the pumping device or pumping devices Executes or executes the working stroke or their working strokes.

Ein weiterer Zweck der Erfindung ist die Schaffung einer hydraulisch betriebenen Mehrfachpumpe, bei der das Steuerventilorgan sich die Arbeitshübe der Pumpvorrichtungen derart überlappen läßt, daß, wenn sich jede Pumpvorrichtung dem Ende ihres Arbeithubes nähert, die Pumpenleistung allmählich von einer Pumpvorrichtung auf die andere übertragen wird. Mit anderen Worten, es ist ein weiterer Erfindungszweck, eine Mehrfachpumpe mit einem Steuerventilorgan zu schaffen, das den Arbeitshub der antreibend wirkenden und der Pumpvorrichtung der nächsten Pumpvorrichtung in der Reihe einleitet, wenn die antreibend wirkende und die Pumpvorrichtung der vorhergehenden Pumpvorrichtung sich dem Ende ihres Arbeitshubes nähern.Another purpose of the invention is to provide a hydraulic operated multiple pump, in which the control valve member the working strokes of the Can pumping devices overlap such that when each pumping device the Approaching the end of its working stroke, the pumping capacity is gradually reduced by a pumping device is transferred to the other. In other words, it is another purpose of the invention to create a multiple pump with a control valve member that controls the working stroke of the acting driving and the pumping device of the next pumping device in the Series initiates when the driving and the pumping device of the previous one The pumping device is approaching the end of its working stroke.

Es bestehen im Erdölbohrbetrieb bereits Pumpenbauarten, bei denen die Arbeitszylinder durch Hauptsteuervorrichtungen gesteuert werden, auf die Hilfssteuervorrichtungen derart einwirken, daß sich bei der Gewinnung der zu erbohrenden Flüssigkeit ein praktisch stoßfreier Förderbetrieb ergibt. Auch sind Mehrzylinderpumpen ohne gegenseitige mechanische Kopplung der einzelnen Pumpvorrichtungen bekannt, bei denen außer den allgemein üblichen Hauptsteuervorrichtungen Vorsteuereinrichtungen vorgesehen sind, die teils als Regel- und teils als Vorwählorgane ausgebildet sind, von denen die ersteren das Hauptsteuerorgan in seinen Endlagen umsteuern und die letzteren innerhalb eines bestimmten Bereichs, in dem sich der Antriebskolben seiner Endlage nähert, diesen derart umsteuern, daß eine gleichbleibende Gesamtleistung des Fördersystems erzielt wird, und bei denen als Steuerorgane auch Raster und Anschläge vorgesehen sind. Bei den erstgenannten Bauarten sind jedoch die Pumpvorrichtungen nicht gleichachsig angeordnet. was bei einem für größere Tiefen bestimmten Pumpsystem die Regel darstellt, und die letztgenannte Bauart eignet sich für doppeltwirkende Mehrzylinderpumpen, die aus folgenden Gründen weniger für die von der Erfindung verfolgten Zwecke in Betracht kommen. Eine doppelt wirkende Pumpe hat zwar einer einfach wirkenden Pumpe gegenüber den beträchtliehen Vorteil, daß beide Hübe Arbeitshübe sind, so daß die Kolbengeschwindigkeit voll ausgenutzt wird, während bei der einfach wirkenden Pumpe praktisch nur die halbe Kolbengeschwindigkeit ausgenutzt wird. Die Verdrängung der zu fördernden Flüssigkeit ist aber gewöhnlich nicht das Doppelte derjenigen einer entsprechenden einfach wirkenden Pumpe, da die Kolben einer doppeltwirkenden Pumpe wegen der zusätzlichen, für die Arbeitsflüssigkeit und die zu fördernde oder sogenannte Gewinnungsflüssigkeit erforderlichen Kanäle im Durchmesser kleiner sein müssen als die einer einfach wirkenden Pumpe. Doppeltwirkende Pumpen ermöglichen andererseits einen gleichmäßigeren Fluß der Arbeits-und der Gewinnungsflüssigkeit und rufen daher seltener hydraulische Stöße im Fördersystem hervor als einfach wirkende Pumpen. Die Kolbenvorrichtungen doppeltwirkender Pumpen müssen jedoch an jedem Ende ihres Hubes stehenbleiben, was plötzliche Unterbrechungen im Arbeits- und Gewinnungsflüssigkeitsstrom zur Folge hat und die Neigung zum Aufkommen hydraulischer Stöße mit sich bringt. Diese führen jedoch manchmal zu mechanischen Beschädigungen, wie Brüchen und Hinterspülungen, sowie zu teuren Instandsetzungsarbeiten. Alle einfach und alle doppeltwirkenden Pumpen haben auch die Neigung, durchzugehen, wenn sich der Pumpenzylinder nicht völlig mit als kompakte Masse wirkender Flüssigkeit füllt. Bei dem Stand der Technik angehörenden hydraulisch betriebenen Pumpen müssen zur Vermeidung eines solchen Durchgehens Regelvorrichtungen irgendwelcher Art vorgesehen werden, was die Kompliziertheit der Anlage erhöht. Obwohl verschiedene Merkmale der vorliegenden Erfindung sowohl in einer einfach wirkenden als auch in einer doppeltwirkenden Pumpe verkörpert werden können, wird die Erfindung doch vorzugsweise auf eine Pumpe der einfach wirkenden Ausführung angewandt, da die grundlegenden Erfindungsziele mit einer Pumpe dieser Art erreicht werden können und so die komplizierte Ausführung der doppeltwirkenden Pumpe vermieden wird. Es bleibt jedoch bei der einfach wirkenden Pumpe außer ihrer größeren Neigung zur Erzeugung hydraulischer Stöße infolge intermittierenden Arbeitens sowohl der Arbeits- als auch der Gewinnungsflüssigkeit ein Nachteil, daß nur einer ihrer Hübe ein Arbeitshub ist und daher die angestrebte hohe Leistung der Anlage durch eine hohe Kolbengeschwindigkeit der Pumpe erreicht werden muß.There are already pump types in oil drilling operations where the working cylinders are controlled by main control devices to the auxiliary control devices act in such a way that a results in practically shock-free conveying operation. Also multi-cylinder pumps are without mutual mechanical coupling of the individual pumping devices known in which besides the common main control devices pilot control devices are provided, which are designed partly as regulating and partly as pre-selection organs, of which the the former reverse the main control element in its end positions and the latter within a certain area in which the drive piston approaches its end position, reverse this in such a way that a constant overall performance of the conveyor system is achieved, and provided as control organs and grids and stops are. In the first-mentioned types, however, the pumping devices are not coaxial arranged. which is the rule for a pump system intended for greater depths, and the latter type is suitable for double-acting multi-cylinder pumps, which for the following reasons less for the purposes pursued by the invention in Come into consideration. A double-acting pump does have a single-acting pump compared to the considerable ones Advantage that both strokes are working strokes are so that the piston speed is fully utilized, while with the simple acting pump practically only half the piston speed is used. the However, the displacement of the liquid to be conveyed is usually not twice as much that of a corresponding single-acting pump, since the pistons of a double-acting Pump because of the additional, for the working fluid and the pumped or so-called extraction liquid channels required to be smaller in diameter must than that of a single-acting pump. Enable double-acting pumps on the other hand, a more uniform flow of the working and the recovery liquid and therefore cause hydraulic shocks in the conveyor system less often than single-acting ones Pump. However, the piston devices of double acting pumps must be at each end stop their stroke, causing sudden interruptions in the working and extraction liquid flow and the tendency to the occurrence of hydraulic shocks brings with it. However, these sometimes lead to mechanical damage, such as breaks and underwashes, as well as expensive repairs. All single and all double acting Pumps also have a tendency to run away when the pump cylinder is not completely filled with liquid acting as a compact mass. In the state of the art associated hydraulically operated pumps must be used to avoid such Runaway regulating devices of some kind are provided, adding to the complexity of the plant increased. Although various features of the present invention include both be embodied in a single-acting as well as in a double-acting pump but the invention is preferably applied to a single-acting pump Execution applied as the basic invention with a pump this Art can be achieved and so the complicated design of the double-acting Pump is avoided. However, it remains with the single-acting pump aside from theirs greater tendency to generate hydraulic shocks as a result of intermittent work both the working and the recovery fluid a disadvantage that only one of their strokes is a working stroke and therefore the desired high performance of the system must be achieved by a high piston speed of the pump.

Es sind auch Pumpenbauarten bekannt, bei denen zusammenarbeitende Antriebszylinder durch Hauptsteuervorrichtungen gesteuert werden, denen durch eine vom Kolben auf seinem Arbeitshub gesteuerte Hilfssteuervorrichtung Steuerflüssigkeit zugeführt wird; durch eine Verzögerung des Rückhubes des einen Zylinderkolbens, die so lange währt, bis der andere Zylinderkolben auf Förderhub gesteuert worden ist, wird eine gleichmäßige Förderung der Flüssigkeit herbeigeführt. Der Nachteil dieser sowie ähnlicher Pumpenbauarten mit von den Pumpvorrichtungen betätigten Regelorganen ist der, daß sehr viel mechanisch betätigte, teilweise auch federbelastete Ventile vorgesehen werden müssen.There are also known types of pumps in which cooperating Drive cylinders are controlled by main control devices, which are controlled by a Auxiliary control device controlled by the piston on its working stroke, control fluid is fed; by delaying the return stroke of one cylinder piston, which lasts until the other cylinder piston has been controlled to the delivery stroke is, a uniform delivery of the liquid is brought about. The disadvantage these as well as similar types of pumps with control elements actuated by the pumping devices is that a lot of mechanically operated, sometimes spring-loaded valves must be provided.

Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, das von ihr verfolgte Ziel einer möglichst gleichmäßigen Förderung von hoher Leistung mit möglichst einfachen Mitteln zu erreichen. In der Erfindung wird vorgeschlagen, zur Erfüllung dieser Aufgabe das Steuerventilorgan, das die aufzubringende Pumpenleistung den Pumpvorrichtungen zuteilt und sie wieder derselben entledigt, hydraulisch betätigen zu lassen und Ventilvorrichtungen einschließen zu lassen, deren Zahl der Zahl der Pumpvorrichtungen entspricht und die die jeweilige Pumpvorrichtung steuern. Zweckmäßigerweise steht jede der Pumpvorrichtungen zur Betätigung einer anderen Ventilvorrichtung als derjenigen, von der sie gesteuert wird, durch eine Flüssigkeit mit dem Steuerventilorgan in Verbindung, wobei diese Ventilvorrichtungen durch eine Flüssigkeit miteinander in Verbindung stehen, so daß immer die eine Ventilvorrichtung durch die andere betätigt werden kann.The invention has set itself the task of that pursued by it Aim of the most uniform possible promotion of high performance with the simplest possible Means to achieve. In the invention it is proposed to meet this The task of the control valve organ that the pump power to be applied to the pumping devices assigned and disposed of them again, hydraulically actuated and Include valve devices, their number, the number of pumping devices and which control the respective pumping device. Appropriately stands each of the pumping devices for actuating a valve device other than that, from which it is controlled by a liquid with the control valve member in Connection, whereby these valve devices are connected to one another by a liquid Are connected so that one valve device is always actuated by the other can be.

Diese Anordnung hat den Vorteil, daß man durch Anwendung zweier oder mehrerer hydraulisch betriebener Pumpvorrichtungen eine viel höhere Pumpenleistung erreichen kann, als sie bisher unter vergleichbaren Bedingungen erreichbar war. Auch sind, da die Pumpvorrichtungen in zeitlich abgestimmter, sich mit ihren Hüben zum Teil einander überdeckender Beziehung zueinander und mit parallelgeschalteten, antreibend wirkenden Vorrichtungen und in Tandemanordnung geschalteten Pumpenkolbenvorrichtungen betrieben werden, die durch die Schachtverrohrung fließenden Arbeitsflüssigkeits- und Gewinnungsflüssigkeitsströme, die mit der Mehrfach-Kolbenpumpe verbunden sind, im großen ganzen konstant und kommen hydraulische Stöße nur in äußerst kleinem Ausmaß vor. Ferner können, da die Kolben der Pumpvorrichtungen in Tandemanordnung geschaltet sind und die Pumpenleistung sich bei jeder Ausführungsform, die drei oder mehr Pumpvorrichtungen umfaßt, auf die Kolben zweier oder mehrerer Pumpvorrichtungen verteilt, entweder der Druck der Arbeitsflüssigkeit oder die Flächen der treibend wirkenden Pumpenelemente, auf die die Arbeitsflüssigkeit wirkt, verringert werden.This arrangement has the advantage that by using two or several hydraulically operated pumping devices have a much higher pumping capacity can achieve than it was previously achievable under comparable conditions. Also, since the pumping devices are timed, they move with their strokes partially overlapping relationship to one another and with parallel-connected, driving devices and pump piston devices connected in tandem are operated, the working fluid flowing through the shaft piping and recovery liquid streams connected to the multiple piston pump, on the whole constant and hydraulic shocks only occur to an extremely small extent before. Furthermore, since the pistons of the pumping devices can be connected in tandem and the pump capacity varies in each embodiment, the three or more pumping devices comprises, distributed to the pistons of two or more pumping devices, either the pressure of the working fluid or the surfaces of the driving pump elements, on which the working fluid acts can be reduced.

Was die Konstruktionsmöglichkeiten der hydraulisch betriebenen Tiefbohrpumpe betrifft, zu deren Arbeitsflüssigkeit in der Regel reines Rohöl gewählt wird, so sind die treibend wirkenden und die Kolbenvorrichtungen der Pumpe in einer Pumpvorrichtung vereinigt, deren Steuerventilorgan entweder mit der Pumpvorrichtung vereinigt werden oder ein gesondertes Organ darstellen kann. Im ersteren Fall werden Pumpvorrichtung und Steuerventilorgan gemeinsam in das Bohrloch eingebaut bzw. aus diesem entfernt, während im zweiten Fall die Pumpvorrichtung und das Steuerventilorgan unabhängig voneinander in das Bohrloch eingebaut bzw. aus diesem entfernt werden. Die Tiefbohrpumpe kann ferner als frei ausgeführte oder als Einbaupumpe gebaut werden; bei Anwendung der ersteren Ausführungsform kann sie von ihrer Betriebsstellung im Bohrloch zur Erdoberfläche und umgekehrt durch eine der Pumpröhren des Rohrsystems hindurchbewegt werden, so daß bei einem etwa notwendig werdenden Ausbauen der Pumpe das Rohrsystem nicht mit ausgebaut zu werden braucht. Bei Anwendung der zweiten Ausführungsform dagegen muß bei einem Ausbau der Pumpe wenigstens ein Teil des Rohrsystems ausgebaut werden, da die Pumpe an einem der Rohrleitungsstücke befestigt ist.As for the design options of the hydraulically operated deep well pump concerns, whose working fluid usually pure crude oil is chosen, so are the driving and the piston devices of the pump in a pumping device united, whose control valve member are either combined with the pumping device or a separate body. In the former case there will be a pumping device and control valve element installed together in the borehole or removed from it, while in the second case the pumping device and the control valve member are independent be installed in or removed from the borehole from each other. The deep well pump can also be built as a free or built-in pump; when applying the former embodiment, it can be used from its operating position in the wellbore Earth's surface and vice versa moved through one of the pump tubes of the pipe system so that if the pump needs to be removed, the pipe system does not need to be expanded. When using the second embodiment on the other hand, when the pump is removed, at least part of the pipe system must be removed because the pump is attached to one of the pipe sections.

Die Erfindung soll nunmehr an Hand der Zeichnungen an zwei Ausführungsformen, einer Duplex-und einer Drillingspumpe, erläutert werden. Von den Zeichnungen stellt dar F i g. 1 eine in Diagrammform gegebene Darstellung einer erfindungsgemäßen hydraulisch betriebenen Duplexpumpe, F i g. 2 eine ebenfalls diagrammatisch wiedergegebene Darstellung einer erfindungsgemäßen hydraulisch betriebenen Drillingspumpe. Duplexpumpe 10 Bei Betrachtung der F i g. 1 sieht man, daß in dieser eine erfindungsgemäße Duplexpumpe 10 dargestellt wird, die zwei voneinander unabhängige, jedoch miteinander in Beziehung stehende, gleichachsig liegende und hydraulisch betriebene Pumpeinrichtungen 12a und 12b einschließt, die selbst wieder hydraulisch betriebene, in Tandemanordnung geschaltete Pumpvorrichtungen 14a bzw. 14b einschließen, deren jede die Belastung mit einer Pumpenleistung aufnehmen kann. Wie im weiteren Beschreibungsverlauf noch hervorgehen wird, besitzt jede dieser Pumpvorrichtungen ihre eigene hydraulisch betriebene, treibend wirkende Vorrichtung und ihre eigenen Pumpvorrichtungen, wobei die beiden treibend wirkenden Vorrichtungen parallel zueinander und die beiden Pumpvorrichtungen in Tandemanordnung zueinander geschaltet sind. Die beiden Pumpvorrichtungen 14 a und 14 b werden durch ein Steuerventilorgan 16 betätigt, das die aufzubringende Pumpenleistung nacheinander den Pumpvorrichtungen zuteilen und jede dieser Pumpvorrichtungen dieser Pumpenleistung wieder entledigen kann, nachdem die Pumpenleistung der jeweiligen anderen dieser Pumpvorrichtungen zugeteilt worden ist. Das Steuerventilorgan 16 schließt voneinander unabhängige, jedoch in Beziehung zueinander stehende Ventilvorrichtungen 16a und 16b ein, wobei diese Ventilvorrichtungen Teile der Pumpeinrichtungen 12a und 12b darstellen und die Pumpvorrichtungen 14a bzw. 14b steuern. Die Zahl der Ventilvorrichtungen ist, wie man sieht, der Zahl der Pumpvorrichtungen gleich, und das Steuerventilorgan 16 ist an der Längsseite der Pumpvorrichtungen und mit Abstand von diesen angeordnet.The invention will now be explained with reference to the drawings using two embodiments, a duplex and a triple pump. Of the drawings, FIG. 1 shows a diagram of a hydraulically operated duplex pump according to the invention, FIG. 2 shows a representation of a hydraulically operated triple pump according to the invention, also shown diagrammatically. Duplex pump 10 Looking at FIG. 1 it is seen that in this a duplex pump of the invention is 10, the two independent but inter-related, coaxially located and hydraulic pump devices 12a and 12b includes the self again hydraulically operated, connected in tandem pump devices 14 a and 14 b, each of which can absorb the load with a pump power. As will become apparent in the further course of the description, each of these pump devices has its own hydraulically operated, driving device and its own pump devices, the two driving devices being connected in parallel to one another and the two pump devices in tandem. The two pumping devices 14 a and 14 b are actuated by a control valve element 16, which successively allocate the pump output to the pump devices and each of these pump devices can dispose of this pump output again after the pump output of the respective other of these pump devices has been allocated. The control valve member 16 includes independent but interrelated stationary valve devices 16 a and 16 b, where these valve devices represent and parts of the pumping devices 12a and 12b control the pumping devices 14a and 14b, respectively. As can be seen, the number of valve devices is the same as the number of pump devices, and the control valve member 16 is arranged on the longitudinal side of the pump devices and at a distance from them.

Die vorstehend aufgeführten Teile der Tiefbohrpumpe 10 werden durch eine Arbeitsflüssigkeit betätigt, die durch das Zulußrohr 18 unter Druck zugeführt wird. In der besonderen Ausführung, die diese Figur darstellt, wird die verbrauchte Arbeitsflüssigkeit durch ein Rückströmrohr 20 zur Erdoberfläche zurückbefördert. Ein Förderrohr 22 dient dazu, die von den Pumpvorrichtungen 14 a und 14 b hochgepumpte Gewinnungsflüssigkeit an die Erdoberfläche zu befördern.The above-listed parts of the deep drilling pump 10 are through a working fluid is actuated, which is supplied through the inlet pipe 18 under pressure will. In the particular execution that this figure represents, the consumed one is used Working fluid returned to the earth's surface through a return pipe 20. A delivery pipe 22 is used to pump up the pumped up by the pumping devices 14 a and 14 b To convey extraction liquid to the surface of the earth.

Die Pumpvorrichtungen 14a und 14b umfassen miteinander vereinigte treibend wirkende Vorrichtungen und Pumpenkolben oder -kolbenvorrichtungen 24 a bzw. 24 b. Die Kolben 24 a und 24 b wieder schließen Plunger 26 a und 26 b ein, die in den Zylindern 28 a und 28 b auf- und niedergleiten können, und umfassen ferner die Schäfte 30 a und 30 b, die die Plunger 26 a und 26 b mit den in den Zylindern 34a und 34b in Auf- und Abwärtsrichtung gleitend verschiebbaren Plungern 32a und 32b verbinden und durch die Wände der Bohrungen 36 a und 36 b. flüssigkeitsdicht an ihnen anliegend, hindurchgehen.The pumping devices 14a and 14b comprise each united impulsive acting devices and pump piston or -kolbenvorrichtungen 24 a and 24 b. The pistons 24 a and 24 b again include plungers 26 a and 26 b, which can slide up and down in the cylinders 28 a and 28 b, and also include the shafts 30 a and 30 b, which the plungers 26 a and 26 b with the slidable in the cylinders 34a and 34b in upward and downward directions plungers 32a and 32b connect and through the walls of the bores 36 a and 36 b. pass through them tightly against them.

Die Pumpenkolben 24a und 24b sind für eine Flüssigkeit, die von einem Einlaß 40 her in das Förderrohr 22 hineingepumpt wird, mit sie in Axialrichtung durchsetzenden Durchlässen 38a, 38b versehen, wobei diese Durchlässe hintereinandergeschaltet sind und ein Rückwärtsströmen der Flüssigkeit durch die Arbeitsventile 42 a und 42 b verhindert wird. Wie noch im weiteren Verlauf der Beschreibung erhellt wird, ist jedesmal, solange der Arbeits, hub eines der beiden Kolben 24a, 24b, der seinen Aufwärtshub darstellt, vor Beendigung des Arbeitshubes des anderen Pumpenkolbens eingeleitet wird (so daß sich immer einer der Pumpenkolben auf seinem Arbeitshub befindet), eines der Arbeitsventile 42a, 42b geschlossen, so daß ein Rückströmen der Flüssigkeit vom Förderrohr 22 zum Einlaß 40 verhindert wird. Hierdurch fällt die Notwendigkeit eines oder mehrerer Saugventile weg, was ein wichtiges Merkmal der Erfindung darstellt. Die gewünschte Phasenverschiebung der Arbeitshübe der Kolben 24a und 24b gegeneinander wird durch das Steuerventilorgan 16 aufrechterhalten.The pump pistons 24a and 24b are for a liquid that is pumped from an inlet 40 fro in the conveying tube 22, with passing through them in the axial direction of passages 38 a, provided b 38, wherein these passages are connected in series, and a reverse flow of fluid through the working valves 42 a and 42 b is prevented. As will become clear in the further course of the description, each time the working stroke of one of the two pistons 24a, 24b, which represents its upward stroke, is initiated before the end of the working stroke of the other pump piston (so that one of the pump pistons is always on its Working stroke is), one of the working valves 42 a, 42 b closed, so that a backflow of the liquid from the delivery pipe 22 to the inlet 40 is prevented. This eliminates the need for one or more suction valves, which is an important feature of the invention. The desired phase shift of the working strokes of the pistons 24a and 24b against each other is maintained by the control valve member sixteenth

Wie im vorstehenden bereits gesagt, ist während der Ausführung des Arbeitshubes eines jeden der Kolben 24 a und 24 b das entsprechende Ventil 42 a, 42b geschlossen, so daß die durch die Wirkung des betreffenden Kolbens angesaugte Flüssigkeit durch das Förderrohr 22 hindurch aufwärts gedrückt wird. Beim Rückhub eines jeden der Kolben 24a und 24b, der der Abwärtshub dieses Kolbens ist, ist das entsprechende Arbeitsventil 42a bzw. 42b offen, so daß die durch Pumpwirkung angesaugte Flüssigkeit von der Unterseite des betreffenden Kolbens durch den entsprechenden Durchlaß 38a oder 38b hindurch in den darüberliegenden Zylinder 28a oder 28b hinüberströmen kann.As already said above, during the execution of the working stroke of each of the pistons 24 a and 24 b, the corresponding valve 42 a, 42 b is closed so that the liquid sucked in by the action of the piston in question is pushed up through the delivery pipe 22. During the return stroke of each of the pistons 24a and 24b, the downward stroke of this piston, the corresponding operating valve 42a, 42b open, so that the sucked by pumping action of fluid from the bottom of the respective piston by the respective passage 38 a or 38 b therethrough may over flow in the overlying b cylinder 28a or 28th

Der Kolben 24a wird dadurch, daß man den Druck der im Zuflußrohr 18 befindlichen Arbeitsflüssigkeit auf die untere Fläche des Plungers 26a und den Druck der verbrauchten Arbeitsflüssigkeit oder Austrittsdruck im Rückströmrohr 20 auf die obere Fläche des Plungers 32a wirken läßt, gezwungen, seinen Arbeitshub auszuführen, woraufhin er aufwärts geht, angesaugte Flüssigkeit durch das Förderrohr 22 hindurch aufwärts drückt und weitere Flüssigkeit durch den axialen Durchlaß 38 b im Kolben 24b hindurch ansaugt. Auf dieselbe Art wird der Kolben 24 b zur Ausführung seines Arbeitshubes gezwungen, und wenn er aufwärts geht, schiebt er angesaugte Flüssigkeit durch den axialen Durchlaß 38a im Kolben 24a nach oben und saugt durch Einlaß 40 hindurch neue Flüssigkeit an. Der Rückhub des Kolbens 24a wird dadurch bewirkt, daß man den Druck der Arbeitsflüssigkeit sowohl auf die untere Fläche des Plungers 26a als auch auf die obere Fläche des Plungers 32a wirken läßt; die letztere Fläche ist etwas größer als die erstere, so daß sich, wenn beide Flächen dem gleichen Druck ausgesetzt werden, der Kolben 24a abwärts bewegt und seinen Rückhub vollführt. Da es, um den Rückhub des Kolbens 24 a zu bewirken, nur notwendig ist, die mechanische Reibung zwischen den Plungem 26a und 32a und den Zylindern 28a und 34a und die Flüssigkeitsreibung zu überwinden, die durch das Strömen angesaugter Flüssigkeit durch den Axialdurchlaß am Arbeitsventil 42a vorbei entsteht, braucht die obere Fläche des Plungers 32a nur wenig größer als die untere Fläche des Plungers 26a zu sein. Der Rückhub kann z. B. dadurch bewirkt werden, daß man den Durchmesser des Zylinders 34a ein paar Tausendstel Zoll größer als den Durchmesser des Zylinders 28 a macht. Der Rückhub des Kolbens 24 b wird genau auf die gleiche Art erzeugt, so daß ein Eingehen hierauf unnötig ist.The piston 24a is forced to perform its working stroke by applying the pressure of the working fluid in the supply pipe 18 to the lower surface of the plunger 26a and the pressure of the used working fluid or discharge pressure in the return pipe 20 to the upper surface of the plunger 32a, whereupon it goes upward liquid sucked through the conveyor tube 22 through pushing up and other fluid through the axial passage 38 b in the piston 24 b pass aspirates. In the same way, the piston 24b is forced to perform its working stroke, and when it goes up, it pushes sucked liquid up through the axial passage 38a in the piston 24a and sucks in new liquid through inlet 40. The return stroke of the piston 24a is effected by causing the pressure of the working fluid to act on both the lower surface of the plunger 26a and the upper surface of the plunger 32a; the latter area is slightly larger than the former, so that when both surfaces are subjected to the same pressure, the piston 24a moves downward and makes its return stroke. Since it is only necessary to effect the return stroke of the piston 24 a, the mechanical friction between the plungers 26 a and 32 a and the cylinders 28 a and 34 a and the fluid friction to be overcome by the flow of sucked fluid through the axial passage on the working valve 42a arises, the upper surface of the plunger 32a need only be slightly larger than the lower surface of the plunger 26a. The return stroke can, for. B. caused by making the diameter of the cylinder 34a a few thousandths of an inch larger than the diameter of the cylinder 28a. The return stroke of the piston 24 b is generated in exactly the same way, so that it is unnecessary to go into it.

Betrachtet man, auf welche Weise der Druck der Arbeitsflüssigkeit und der Auslaßdruck auf die Kolben 24 a und 24 b ausgeübt werden, damit die vorstehenden Arbeitshübe ausgeführt werden, so wird der Arbeitsflüssigkeitsdruck ununterbrochen durch einen Hauptdurchlaß 44 und die Zweigdurchlässe 46a und 46b hindurch auf die unteren Flächen der Plunger 26a und 26b ausgeübt, wobei der Hauptdurchlaß mit dem Förderrohr 18 verbunden ist und die Zweigdurchlässe mit den Zylindern 28 a und 28 b in Verbindung stehen. Die von den Ventilvorrichtungen 16a und 16b gesteuerten Durchlässe 48a und 48b, die entweder Arbeitsflüssigkeits- oder Auslaßdruck auf die oberen Flächen der Plunger 32 a und 32b geben können, stehen mit den Zylindern 34a und 34b in Verbindung. Wenn der Auslaßdruck auf die oberen Flächen der Plunger 32a und 32b ausgeübt wird und diese die Arbeitshübe der Kolben 24 a bzw. 24b hervorruft, verbinden die Ventilvorrichtungen 16 a und 16 b die Durchlässe 48 a und 48 b über die Kanäle 50a bzw. 50 b mit dem Rückströmrohr 20. Umgekehrt verbinden die Ventilvorrichtungen 16a und 16b, wenn Arbeitsflüssigkeitsdruck auf diese Flächen ausgeübt wird, um die Rückhübe der Kolben 24a und 24b zu bewirken, die Durchlässe 48a und 48b mit den Zweigdurchlässen 52a und 52 b, die mit dem vom Förderrohr 18 herkommenden Hauptdurchlaß 44 in Verbindung stehen.Looking at the manner in which the pressure of the working fluid and the outlet pressure are exerted on the pistons 24 a and 24 b so that the above working strokes are carried out, the working fluid pressure is continuously passed through a main passage 44 and the branch passages 46a and 46b to the lower ones Areas of the plungers 26a and 26b exerted, the main passage being connected to the delivery pipe 18 and the branch passages being in communication with the cylinders 28 a and 28 b. The controlled by the valve devices 16a and 16b, passages 48a and 48 b which are either Arbeitsflüssigkeits- or outlet on the upper surfaces of the plunger 32 a and 32b can be, associated with the cylinders 34a and 34b in connection. If the discharge pressure on the upper surfaces of the plunger exerted 32a and 32b and that the power strokes of the piston 24 a and causes 24b, connect the valve means 16 a, 16 48 b the passages a and 48 b via the channels 50a and 50 b with the Rückströmrohr 20. Conversely, connect the valve devices 16a and 16b, if working fluid pressure is applied to those surfaces, to effect the return strokes of the pistons 24a and 24b, the passages 48a and 48b with the branch passages 52a and 52 b, with the from the conveyor tube 18 coming from the main passage 44 are in communication.

Betrachtet man das Steuerventilorgan im einzelnen, so schließen die Ventilvorrichtungen 16a und 16b an sich bekannte, durch Flächen verschiedener Größe in Auf- und Abbewegung versetzbare Motorventile 56a und 56b mit Plungern 58a bzw. 58b ein, die durch die Schäfte 62a und 62b mit den Plungern 60 a und 60 b verbunden sind, wobei die Plunger, wie aus F i g. 1 hervorgeht, in geeigneten Bohrungen oder Zylindern verschiebbar sind, an deren Wände sie sich flüssigkeitsdicht anlegen. Die Bohrungen für die Plunger 58a und 58b sind mit den Bezugszahlen 64 a und 64 b, die Bohrungen für die Plunger 60a und 56b mit den Bezugszahlen 66a und 66 b und die Bohrungen für die Schäfte 62 a und 62 b mit den Bezugszahlen 68a und 68b bezeichnet.Looking at the control valve member in detail, the valve devices 16a and 16b include known motor valves 56a and 56b , which can be moved up and down by surfaces of different sizes, with plungers 58a and 58b , which are connected to the plungers by the shafts 62a and 62b 60 a and 60 b are connected, the plunger, as shown in FIG. 1 shows, are displaceable in suitable bores or cylinders, on the walls of which they are liquid-tight. The bores for the plungers 58a and 58b are with the reference numbers 64 a and 64 b, the bores for the plungers 60a and 56b with the reference numbers 66a and 66 b and the bores for the shafts 62 a and 62 b with the reference numbers 68a and 68b designated.

Der Arbeitsflüssigkeitsdruck wird über die Zweigdurchlässe 70a und 70b, die vom Hauptdurchlaß 44 zu den oberen Enden der Bohrungen 64 a und 64 b hinführen. ununterbrochen auf die oberen Enden der Ventile 56a und 56b ausgeübt. Die Durchlässe 52 a und 52b stehen mit den unteren Enden der Bohrungen 64a und 64b in Verbindung, so daß der Arbeitsflüssigkeitsdruck ununterbrochen auf die Ringflächen an den unteren Enden der Plunger 58a und 58b ausgeübt wird. Die Ringflächen an den oberen Enden der Plunger 60a und 60b werden durch die Zweigdurchlässe 72a und 72b, die mit den von dem Rückströmrohr 20 herkommenden Durchlässen 50a und 50b in Verbindung stehen, ununtterbochen dem Auslaßdruck ausgesetzt, wobei die letztgenannten Durchlässe auch mit den zwischen den Enden derselben liegenden Bohrungen 64a und 64b in Verbindung stehen. Werden die im vorstehenden angeführten Drücke ununterbrochen auf die oberen Enden der Plunger 58a und 58b, die Ringflächer_ an den unteren Enden dieser Plunger und die Ringflächen an den oberen Enden der Plunger 60 a und 60b ausgeübt, so bewegen sich die Ventile 56a und 56b aufwärts, wenn der Druck der Arbeitsflüssigkeit auf die unteren Enden der Plunger 60a und 60b ausgeübt wird, und bewegen sich abwärts, wenn der Auslaßdruck darauf ausgeübt wird. Wenn die unteren Enden der Ventile 56a und 56b dem in den Bohrungen 66a und 66b herrschenden Auslaßdruck ausgesetzt werden, ist die auf jedes Ventil ausgeübte, abwärts gerichtete nutzbare Kraft gleich dem Produkt aus Ouerschnittsfläche des entsprechenden Schaftes 62a oder 62b und dem Druckunterschied zwischen unbenutzter und verbrauchter Arbeitsflüssigkeit. Werden die unteren Enden der Plunger 60a und 60b dem Arbeitsflüssigkeitsdruck in den Bohrungen 66a und 66b ausgesetzt, so ist wieder die auf jedes der Ventile 56 a und 56 b ausgeübte, nutzbare aufwärts gerichtete Kraft gleich dem Produkt des Unterschiedes zwischen Arbeitsflüssigkeits- und Auslaßdruck mal dem Querschnittsunterschied zwi= scheu dem jeweiligen Schaft 62a oder 62b und dem entsprechenden Plunger, vorausgesetzt, daß beide Plunger des betreffenden Ventils die gleiche Querschnittsfläche haben.The working fluid pressure is through the branch passages 70a and 70b, which lead from the main passage 44 to the upper ends of the bores 64a and 64b. continuously exercised on the upper ends of the valves 56 a and 56 b. The passages 52 a and 52b are connected to the lower ends of the bores 64a and 64b in combination, so that the working fluid pressure is continuously exerted on the annular surfaces at the lower ends of the plungers 58a and 58b. The annular surfaces at the upper ends of the plungers 60 a and 60 b are continuously exposed to the outlet pressure through the branch passages 72a and 72b, which are in communication with the passages 50a and 50b coming from the return pipe 20, the latter also being exposed to the between the ends of the same lying bores 64a and 64b are in communication. The pressures mentioned in the preceding continuously a applied to the upper ends of the plungers 58a and 58b Ringflächer_ at the lower ends of the plunger and the annular surfaces at the upper ends of the plungers 60 and 60b, so the valves 56a and 56b move upward, when the pressure of the working fluid is applied to the lower ends of the plungers 60a and 60b, and move downward when the discharge pressure is applied thereto. When the lower ends of valves 56a and 56b are exposed to the outlet pressure in bores 66a and 66b, the downward usable force exerted on each valve is equal to the product of the cross-sectional area of the corresponding stem 62a or 62b and the pressure difference between unused and used Working fluid. The lower ends of the plunger exposed b 60a and 60b to the working fluid pressure in the bores 66 a and 66, it is again applied to each of the valves 56 a and 56 b applied, usable upward force equal to the product of the difference between Arbeitsflüssigkeits- and outlet times the cross-sectional difference between the respective stem 62a or 62b and the corresponding plunger, provided that both plungers of the valve in question have the same cross-sectional area.

Betrachtet man weiter, auf welche Art der Flüssigkeits- und der Auslaßdruck auf die unteren Enden der Ventile 56a und 56b ausgeübt werden, so stehen die Kanäle 74 a und 74 b mit den unteren Enden der Bohrungen 66 b und 66 a und damit mit den unteren Enden der Plunger 60b bzw. 60a in Verbindung. Die Kanäle 74a und 74b stehen mit Kanälen 76a und 76b in Verbindung, die zu den Bohrungen 36a und 36 b führen, in denen die Schäfte 30 a und 30 b der Pumpenvorrichtungskolben 24a und 24b angeordnet sind; die letztgenannten Kanäle sollen im weiteren Verlauf der Beschreibung stets als Steuerkanäle bezeichnet werden. Die Kanäle 76 a und 76 b können durch Steuerschlitze 80 a und 80 b in den Schäften 30a und 30b, wenn sich die Kolben 24a und 24b dem Ende ihres Arbeitshubes nähern, noch vor Erreichen dieses Endes mit Kanälen 78a und 78b verbunden werden. Die Kanäle 78a und 78b, die gleichfalls Steuerkanäle darstellen, stehen mit den Bohrungen 64a und 64b in Verbindung und liegen ununterbrochen an Ringkanälen 82a und 82b, die von den Plungern 58a und 58b gebildet werden. Die letzteren Kanäle stehen auch ununterbrochen mit den Kanälen 50a und 50b in Verbindung, die zum Rücks.trömrohr 20 führen, so daß in den erstgenannten Kanälen ununterbrochen der Druck der verbrauchten Arbeitsflüssigkeit herrscht. Befinden sich die Ventile 56a und 56b in ihrer unteren Stellung, so stehen die Kanäle 82a und 82b auch mit den zu den Pumpeneinrichtungszylindern 34 a und 34 b führenden Kanälen 48 a und 48 b in Verbindung. Befinden sich jedoch die Ventile 56a und 56b in ihren oberen Stellungen, so stehen die Kanäle 82a und 82b auch mit den Kanälen 84a und 84b in Verbindung, die von den Bohrungen 64a und 64b über die Drosselstellen 86a und 86b zu den Kanälen 74 a und 74 b führen.If one also considers the type of liquid and outlet pressure exerted on the lower ends of the valves 56a and 56b , the channels 74 a and 74 b are with the lower ends of the bores 66 b and 66 a and thus with the lower ones Ends of the plunger 60 b and 60 a in connection. The channels 74 a and 74 b are in communication with channels 76 a and 76 b , which lead to the bores 36 a and 36 b, in which the shafts 30 a and 30 b of the pump device pistons 24 a and 24 b are arranged; the latter channels will always be referred to as control channels in the further course of the description. The channels 76 a and 76 b can be connected through control slots 80 a and 80 b in the shafts 30 a and 30 b when the pistons 24 a and 24 b approach the end of their working stroke, even before reaching this end with channels 78 a and 78 b. The channels 78a and 78 b, which also represent control channels, communicating with the bores 64a and 64b in connection and are uninterrupted annular channels 82 a and which are formed of the plungers 58a and 58b 82b. The latter channels are also continuously connected to the channels 50a and 50b , which lead to the return pipe 20, so that the pressure of the used working fluid prevails in the first-mentioned channels without interruption. Are the valves 56a and 56b in their lower position, so the channels 82a and 82b are even with the pump means to the cylinders 34 a and 34 b carrying channels 48 a and 48 b in connection. However, the valves 56a and 56b in their upper positions are located, so are the channels 82a and 82b with channels 84a and 84b in compound b from the bores 64a and 64 via the orifices 86 a and 86 b to the channels 74 a and 74 b.

Die vorstehend angegebenen zwischen den Pump-und den Ventilvorrichtungen 14a und 14b und 16a und 16b bestehenden Verbindungen bringen das Arbeiten dieser Organe derart zueinander in Beziehung, daß der Strom der das Förderrohr 22 durchfließenden Gewinnungsflüssigkeit und die das Förderrohr 18 und das Rückströmrohr 20 durchfließenden Ströme druckausübender bzw. verbrauchter Arbeitsflüssigkeit in ihrer Stärke etwa gleichbleiben und daß dadurch Stöße vermieden werden. Diese wechselseitige Beziehung wird noch aus nachstehender Beschreibung die Wirkungsweise der Duplexpump-10 erhellen.The above-mentioned connections between the pump and valve devices 14a and 14b and 16a and 16b relate the work of these organs to one another in such a way that the flow of the extraction liquid flowing through the delivery pipe 22 and the streams flowing through the delivery pipe 18 and return pipe 20 exert pressure or consumed working fluid remain approximately the same in strength and that shocks are avoided as a result. This mutual relationship will become clear from the following description of the operation of the Duplexpump-10.

Wirkungsweise der Duplexpumpe 10 Die Wirkungsweise dieser Duplexpumpe ist leichter zu verstehen, wenn man sich vor Augen hält, daß, was die Wirkungsweise der Pumpvorrichtungen 14a und 14b anbetrifft, die Ventile 56a und 56b den Arbeits- und den Rückhub der Kolben 24a und 24b bewirken, wobei diese Kolben ihre in Aufwärtsrichtung erfolgenden Arbeitshübe ausführen, wenn sich die Ventile in ihrer unteren Stellung befinden, und ihre Rückhübe vollführen, wenn sich diese in ihrer oberen Stellung befinden. Was die Aufwärtsbewegung der Ventile 56a und 56b anbetrifft, so steuert das Ventil 56 b das Ventil 56 a und das Ventil 56a das Ventil 56b. Bei der Abwärtsbewegung der Ventile 56a und 56b steuert der Kolben 24a das Ventil 56 b und der Kolben 24 b das Ventil 56 a. Operation of the duplex pump 10 The operation of this duplex pump is easier to understand if one keeps in mind that, as far as the operation of the pumping devices 14 a and 14 b is concerned, the valves 56 a and 56 b, the working and return strokes of the pistons 24 a and 24 b cause these pistons to perform their upward strokes when the valves are in their lower position and perform their return strokes when they are in their upper position. What 56a and 56b regards the upward movement of the valves, controls the valve 56 b, the valve 56 a and the valve 56a, the valve 56b. During the downward movement of the valves 56a and 56b 24a controls the piston valve 56 b and piston 24 b the valve 56 a.

Es sei angenommen, daß die Kolben 24 a und 24 b und die Ventile 56 a und 56 b die in F i g. 1 wiedergegebene Stellung einnehmen. Unter diesen Umständen legt der Kolben 24a, wie durch den Pfeil 88a angedeutet wird, seinen in Aufwärtsrichtung erfolgenden Arbeitshub und der Kolben 24 b, wie durch Pfeil 88b angedeutet wird, seinen in Abwärtsrichtung erfolgenden Rückhub zurück oder hat gerade das Ende seines Rückhubes erreicht. Der Arbeitshub des Kolbens 24a wird durch Ausübung von Auslaßdruck über Kanal 48 a, den Ringkanal 82 a im Ventil 56a und den Kanal 50a auf die Oberseite des Plungers 32a bewirkt. Der Rückhub des Kolbens 24b wird durch Ausübung von Arbeitsflüssigkeitsdruck über die Kanäle 44 und 52b, das untere Ende der Bohrung 64b und den Kana148 b auf die Oberseite des Plungers 32b bewirkt. Während des Arbeitshubes des Kolbens 24a ist das arbeitende Ventil 42a geschlossen, so daß angesaugte Flüssigkeit im Förderrohr 22 hochgedrückt wird. Zur gleichen Zeit ist das Arbeitsventil 42b offen, da der Kolben 24b seinen Rückhub vollzieht, so daß angesaugte Flüssigkeit vom Einlaß 40 her durch den Kolben 24b hindurch in den Zwischenraum zwischen den beiden Kolben fließt.It is assumed that the pistons 24 a and 24 b and the valves 56 a and 56 b are the ones shown in FIG. 1 assume the position shown. Under these circumstances, the piston sets 24a, as indicated by the arrow 88a, its taking place in an upward direction stroke and the piston 24 b, as indicated b by arrow 88 just reaches its taking place in the downward direction return stroke back, or has the end of its return stroke. The working stroke of the piston 24a is brought about by exerting outlet pressure via channel 48a, the annular channel 82a in the valve 56a and the channel 50a on the upper side of the plunger 32a. The return stroke of the piston 24b is through the exercise of working fluid pressure across the conduits 44 and 52b, the lower end of the bore 64 b and the Kana148 b on top of the plunger 32b causes. During the working stroke of the piston 24a, the working valve 42a is closed, so that liquid sucked in is pushed up in the delivery pipe 22. At the same time, the working valve 42b is open, since the piston 24b completes its return stroke, so that liquid sucked in flows from the inlet 40 through the piston 24b into the space between the two pistons.

Sobald sich der Kolben 24a dem Ende seines Arbeitshubes nähert, überbrückt der Steuerschlitz 80a die Steuerkanäle 76 a und 78 a. Wenn dies eintritt, ist das untere Ende des Ventils 56 b über Kanal 74 a, Steuerkanal 76 a, Steuerschlitz 80 a, Steuerkanal 78 a, Ringkanal 82 a im Ventil 56 a und Kanal 50 a dem Auslaßdruck ausgesetzt. Infolgedessen geht das Ventil 56 b in seine untere Stellung über, was zweierlei zur Folge hat: Erstens sperrt es die obere Fläche des Plungers 32b des Kolbens 24b vom Förderrohr 18 ab und verbindet sie über Kanal 48 b, Ringkanal 82 b im Ventil 56 b und Kanal 50 b mit dem Rückströmrohr 20. Hierdurch wird der Arbeitshub des Kolbens 24 b eingeleitet, so daß angesaugte Flüssigkeit hochgedrückt wird, wobei der Arbeitshub dieses Kolbens eingeleitet wird, bevor noch der Kolben 24a seinen Arbeitshub beendet hat, so daß die Pumpenleistung allmählich vom Kolben 24a auf den Kolben 24b verschoben und ein hydraulischer Stoß vermieden wird, was ein wichtiges Merkmal der Erfindung darstellt.As soon as the piston 24a approaches the end of its working stroke, the control slot 80a bridges the control channels 76 a and 78 a. When this occurs, the lower end of the valve 56 b is exposed to the outlet pressure via channel 74 a, control channel 76 a, control slot 80 a, control channel 78 a, annular channel 82 a in valve 56 a and channel 50 a. As a result, the valve 56 b goes into its lower position, which has two consequences: First, it blocks the upper surface of the plunger 32 b of the piston 24 b from the delivery pipe 18 and connects them via channel 48 b, ring channel 82 b in valve 56 b and Channel 50 b with the return pipe 20. This initiates the working stroke of the piston 24 b, so that the liquid sucked in is pushed up, the working stroke of this piston being initiated before the piston 24a has finished its working stroke, so that the pump output gradually from the piston 24a is displaced onto the piston 24b and a hydraulic shock is avoided, which is an important feature of the invention.

Das zweite, was geschieht, wenn sich das Ventil 56b in seine untere Stellung hinabbewegt, ist, daß es den Arbeitsflüssigkeitsdruck über Kanal 44 und 70 b, Bohrung 64b über dem Ventil 56b, Bohrung 84b, Drosselstelle 86b und Kanal 74b auf das untere Ende des Ventils 56a wirken läßt. Diese Ausübung von Arbeitsflüssigkeitsdruck auf das untere Ende des Ventils 56 a über die Drosselspule 86 b läßt das Ventil 56a mit einer Geschwindigkeit in seine obere Stellung übergehen, die durch die Drosselstelle bestimmt wird und die so groß ist, daß sie die Beendigung des Arbeitshubes des Kolbens 24a so lange verzögert, bis der Kolben 24b auf seinem Arbeitshub die volle Geschwindigkeit erreicht. Wenn das Ventil 56a seine obere Stellung erreicht, so sperrt es die obere Fläche des Plungers 32a des Kolbens 24a vom Rückströmrohr 20 ab und verbindet sie über Kanal 44 und 52 a, die unter dem Plunger 58 a des Ventils 56 a liegende Bohrung 64 a und Kanal 48 a mit dem Zuflußrohr 18. Infolgedessen wird der Rückhub des Kolbens 24 a eingeleitet. Dieser Kolben bewegt sich mit einer im großen ganzen gleichmäßigen Geschwindigkeit nach unten, die infolge der Tatsache, daß auf dem Weg durch den axialen Durchlaß 38a hindurch und am Arbeitsventil 42a vorbei nur mechanische und Flüssigkeitsreibung zu überwinden sind, ziemlich hoch ist. Der Kolben 24a erreicht daher das Ende seines Rückhubes, noch ehe der Kolben 24b seinen Arbeitshub beendet hat, und bleibt in seiner unteren Stellung, bis der Kolben 24 b sich dem Ende seines Arbeitshubes nähert. Die gewünschte Geschwindigkeit des Kolbens 24a während seines Rückhubes kann leicht dadurch erreicht werden, daß man die obere Fläche des Plungers 32a hinreichend größer als die untere Fläche des Plungers 26a macht.The second thing that happens when the valve 56b moves down to its lower position, is that 44 and 70 b to the working fluid pressure via passage hole 64b via the valve 56b, bore 84 b, throttle point 86 b and channel 74b lower to the Let the end of the valve 56a act. This exercise of working fluid pressure on the lower end of the valve 56 a via the choke coil 86 b leaves the valve 56a with a velocity in its upper position pass, which is determined by the throttle point and which is so great that the end of the working stroke of the piston 24a is delayed until the piston 24 reaches the full speed b on its power stroke. When the valve 56a reaches its upper position, it blocks the upper surface of the plunger 32a of the plunger 24a from the Rückströmrohr 20 and connects them via channel 44 and 52 a, under the plunger 58 a of the valve 56 a opposite bore 64 a and Channel 48 a with the supply pipe 18. As a result, the return stroke of the piston 24 a is initiated. This piston moves downward at a generally uniform speed which is quite high due to the fact that only mechanical and fluid friction has to be overcome on the way through the axial passage 38a and past the working valve 42a. The piston 24a therefore reaches the end of its return stroke before the piston 24b has finished its working stroke, and remains in its lower position until the piston 24b approaches the end of its working stroke. The desired speed of the piston 24a during its return stroke can easily be achieved by making the upper surface of the plunger 32a sufficiently larger than the lower surface of the plunger 26a.

Das Ventil 56b wird während des Arbeitshubes des Kolbens 24b auf folgende Weise in seiner unteren Stellung gehalten: Wenn das Ventil 56a, wie im vorstehenden beschrieben, seine obere Stellung einnimmt, so steht der Kanal 84a durch Ringkanal 82a im Ventil 56 a und Kanal 50 a mit dem Rückströmrohr 20 in Verbindung. Infolgedessen wird der im Rückströmrohr 20 herrschende Auslaßdruck über Kanal 50 a, den Ringkanal 82 a im Ventil 56 a, Kanal 84 a, Drosselstelle 86 a und Kanal 74 a, da der Kanal 76a durch den Schaft 30a verschlossen wird, auf das untere Ende des Ventils 56 b ausgeübt und dadurch über den gesamten Arbeitshub des Kolbens 24 b hin ein hydraulischer Verschluß geschaffen, der das Ventil 56b in seiner unteren Stellung erhält.The valve 56b is maintained during the working stroke of the piston 24b in the following manner in its lower position: When the valve 56a, as it is described in the foregoing, is in its upper position, the channel 84a through the annular channel 82 in the valve 56 a and channel 50 a with the return pipe 20 in connection. As a result, the outlet pressure prevailing in the return pipe 20 via channel 50 a, the annular channel 82 a in the valve 56 a, channel 84 a, throttle point 86 a and channel 74 a, since the channel 76 a is closed by the shaft 30 a, to the lower end of the b exerted valve 56 and thereby closing a hydraulic b toward created over the entire working stroke of the piston 24 that receives the valve 56b is in its lower position.

Faßt man das Gesagte zusammen, so bewegt der Kolben 24 a, wenn er sich dem Ende seines Arbeitshubes nähert, das Ventil 56 b nach unten, wodurch ein Arbeitshub des Kolbens 24 b veranlaßt wird, bevor noch der Kolben 24a seinen Arbeitshub vollendet hat. Das Ventil 56b bewegt das Ventil 56a aufwärts und leitet damit den Rückhub des Kolbens 24 a ein. Auf ähnliche Weise steuert der Kolben 24 b das Ventil 56a, das seinerseits das Ventil 56b steuert. Mit anderen Worten gesagt: wenn sich der Kolben 24b dem Ende seines Arbeitshubes nähert, so bewegt er das Ventil 56 a abwärts und leitet damit den Arbeitshub des Kolbens 24a ein. Das Ventil 56a bewegt gleichfalls das Ventil 56b aufwärts und leitet damit den Rückhub des Kolbens 24b ein. Betrachtet man näher, wie sich das im vorstehenden Gesagte vollzieht, so überbrückt der Steuerschlitz 80 b, wenn sich der Kolben 24 b dem Ende seines Arbeitshubes nähert, jedoch noch vor Vollendung desselben, die Steuerkanäle 76 b und 78 b, so daß über Kanal 50 b, den Ringkanal 82 b in dem Ventil 56 b, Steuerkanal 78 b, Steuerschlitz 80 b, Steuerkanal 76b und Kanal 74b Auslaßdruck auf das untere Ende des Ventils 56a ausgeübt wird. Das Ventil 56a geht daher nach unten, da der durch die Drosselstelle 86 b bewirkte Strömungswiderstand groß genug ist, daß, obwohl das Ventil unter diesen Umständen über Hauptdurchlaß 44, Kanal 70 b, die über dem Ventil 56 b befindliche Bohrung 64 b und Kanal 84 b dem im Zuflußrohr 18 vorhandenen Arbeitsflüssigkeitsdruck offensteht, sogar dies den auf das Ende des Ventils 56a ausgeübten Druck nicht wesentlich über den Auslaßdruck hinaus erhebt. Geht das Ventil 56 a auf die eben beschriebene Weise in seine untere Stellung über, so findet zweierlei statt: Zunächst wird die obere Fläche des Plungers 32a des Kolbens 24 a vom Zuflußrohr 18 abgetrennt und über Kanal 50 a, den Ringkanal 82 a im Ventil 56 a und den Kanal 48 a mit dem Rückströmrohr 20 verbunden. Dadurch wird der Arbeitshub des Kolbens 24a eingeleitet, was noch vor Abschluß des Arbeitshubes des Kolbens 24 b stattfindet, so daß wieder die Pumpenleistung allmählich vom Kolben 24 b auf den Kolben 24a übertragen wird und hydraulische Stöße vermieden werden.Summarizing what has been said, the piston 24 a, when it approaches the end of its working stroke, moves the valve 56 b downward, causing a working stroke of the piston 24 b before the piston 24a has completed its working stroke. The valve 56b moves the valve 56a upwards and thus initiates the return stroke of the piston 24a. Similarly, piston 24b controls valve 56a, which in turn controls valve 56b. In other words, when the piston 24b approaches the end of its working stroke, it moved the valve 56 a downwardly and thus initiates the working stroke of the piston 24 a, a. The valve 56a also moves the valve 56b upward and thus initiates the return stroke of the piston 24 a b. If one takes a closer look at how what has been said above takes place, the control slot 80 b bridges when the piston 24 b approaches the end of its working stroke, but before it is completed, the control channels 76 b and 78 b, so that via channel 50 b, the annular channel 82 b in the valve 56 b, 78 b control channel, control slot 80 b, 76 b and channel control channel is applied 74 b outlet to the lower end of the valve 56a. Therefore, the valve 56a goes down because the induced drag b through the orifice 86 is large enough so that, although the valve under these circumstances the main passage 44, channel 70 b, the bore located b the valve 56 64 b and channel 84 b is open to the working fluid pressure present in the supply pipe 18, even this does not raise the pressure exerted on the end of valve 56a significantly above the outlet pressure. Is the valve 56 a in the manner just described in its lower position on, so two will take place: First, the upper surface of the plunger 32a of the piston 24 is a separated from the supply pipe 18 and through passage 50 a, the annular channel 82 a in the valve 56 a and the channel 48 a connected to the return pipe 20 . Characterized the stroke of the piston 24a is introduced, which takes place b of the piston 24 before completion of the working stroke, so that again the pump performance gradually from the piston 24b on the piston 24a is transmitted and hydraulic shocks are avoided.

Das zweite, was beim Abwärtsgang des Ventils 56a in seine untere Stellung geschieht, ist, daß dies das untere Ende des Ventils 56 b über Hauptdurchlaß 44, Kanal 70a, die über Plunger 58a befindliche Bohrung 64a, Kanal 84a, Drosselstelle 86a und Durchlaß 74 a mit dem Zuflußrohr 18 verbindet. Dadurch wird das Ventil 56b in seine obere Stellung übergeführt, trennt die obere Fläche des Plungers 32 b des Kolbens 24 b vom Rückströmrohr 20 ab und verbindet sie über Hauptdurchlaß 44, Kanal 52 b, die unter dem Planger 58 b befindliche Bohrung 64 b und Kanal 48b mit dem Zuflußrohr 18. Dies bewirkt den Abwärts- oder Rückhub des Kolbens 24 b, wobei sich letzterer mit ausreichend hoher Geschwindigkeit abwärts bewegt, daß er das Rückhubende noch erreicht, bevor der Kolben 24 a das Ende seines Arbeitshubes erreicht, wie im vorstehenden im Zusammenhang mit Kolben 24a gesagt worden ist. Die gewünschte, ziemlich hohe Rückhubgeschwindigkeit wird für den Kolben 24 b dadurch erreicht, daß man die obere Fläche des Plungers 32b hinlänglich der unteren Fläche des Plungers 26b gegenüber vergrößert.The second thing that happens during the downward path of the valve 56a in its lower position is that this is the lower end of the valve 56 b via the main passage 44, passage 70a, the bore located above plunger 58a 64 a, channel 84a, orifice 86 a and passage 74 a with the inlet pipe 18 connects. Thereby, the valve is converted into its upper position 56b, the upper surface of the plunger 32 separates b of the piston 24 b from Rückströmrohr 20 and connects it via the main passage 44, channel 52 b, under the Planger 58 b bore located 64 b and channel 48 b with the supply pipe 18. This causes the downward or return stroke of the piston 24 b, the latter moving downward at a sufficiently high speed that it still reaches the end of the return stroke before the piston 24 a reaches the end of its working stroke, as in the preceding has been said in connection with piston 24a. The desired return stroke is rather high for the piston 24 b achieved in that one well 32b of the lower surface of the plunger increases the upper surface of the plunger 26b against.

Wie bereits gesagt, wird das Ventil 56b in seiner unteren Stellung dadurch festgehalten, daß, wenn sich Ventil 56a in seiner oberen Stellung befindet, der Auslaßdruck über Kanal 50a, Ringkanal 82a, Kanal 84a, Drosselstelle 86a und Kanal 74a auf das untere Ende des Ventils 56b ausgeübt wird. Das Ventil 56 a wird, wenn sich das Ventil 56 b in seiner oberen Stellung befindet, dadurch in seiner unteren Stellung festgehalten, daß Auslaßdruck über Kanal 50 b, Ringkanal 82 b, Kanal 84 b, Drosselstelle 86 b und Kanal 74 b auf das untere Ende des Ventils 56 a ausgeübt wird. Das Ventil @56 b wird, wenn sich Ventil 56a in seiner unteren Stellung befindet, dadurch in seiner oberen Stellung festgehalten, daß Arbeitsflüssigkeitsdruck über Hauptdurchlaß 44, Kanal 70a, das obere Ende der Bohrung 64a, Kanal 84a, Drosselstelle 86a und Kanal 74a auf das untere Ende des Ventils 56b ausgeübt wird. Das Ventil 56a wird, wenn sich das Ventil 56b in seiner unteren Stellung befindet, dadurch in seiner oberen Stellung festgehalten, daß Arbeitsflüssigkeitsdruck über Hauptdurchlaß 44, Kanal 70 b, das obere Ende der Bohrung 64 b, Kanal 84 b, Drosselstelle 86 b und Kanal 74 b auf das untere Ende des Ventils 56 a ausgeübt wird.As already stated, the valve 56b is held in its lower position by the fact that, when valve 56a is in its upper position, the outlet pressure via channel 50a, annular channel 82a, channel 84a, throttle point 86a and channel 74a to the lower end of the valve 56b is exercised. The valve 56 a is, when the valve 56 b is in its upper position, held in its lower position that outlet pressure via channel 50 b, annular channel 82 b, channel 84 b, throttle point 86 b and channel 74 b to the lower End of the valve 56 a is exercised. The valve @ b is 56 when valve 56a is in its lower position, thereby held in its upper position, that working fluid pressure across the main passage 44, channel 70a, the upper end of the hole 64a, channel 84a, orifice 86a and duct 74a to the lower end of valve 56b is exerted. The valve 56a, when the valve is 56b in its lower position, thereby held in its upper position, that working fluid pressure across the main passage 44, channel 70 b, the upper end of the bore 64 b, channel 84 b, the throttle point 86 b and channel 74 b is exerted on the lower end of the valve 56 a.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß bei dem Förderspiel der Duplexpumpe 10, die eine erfindungsgemäß gebaute Ausführungsform einer Tiefbohrpumpe darstellt, jedesmal eine der Pumpvorrichtungen 14 a oder 14 b durch eine Flüssigkeit mit dem Steuerventilorgan 16 in Verbindung steht, die eine andere Ventilvorrichtung 16 a bzw. 16 b desselben, als von der sie gesteuert wird, betätigt; dabei bewegt sie das Ventil dieser anderen Ventilvorrichtung stets in einer bestimmten Richtung. Die Ventilvorrichtungen 16a und 16b wieder stehen miteinander durch eine Flüssigkeit in Verbindung, wobei immer die eine Ventilvorrichtung die andere betätigt und beide Vorrichtungen so geschaltet sind, daß jede das Ventil der anderen Vorrichtung in der zu der vorgenannten entgegengesetzten Richtung bewegt. Die Ventilvorrichtungen werden von den Pumpvorrichtungen derart gesteuert, daß sie dann, wenn sich eine der letzteren dem Ende ihres Arbeitshubes nähert, den Arbeitshub der anderen Pumpvorrichtung einleiten. Es wird dadurch ein stetiges Strömen der Gewinnungsflüssigkeit erreicht und hydraulische Stöße sowohl im Förderrohr 22 als auch im Zuflußrohr 18 und Rückströmrohr 20 vermieden.From the foregoing it follows that in the pumping cycle of the duplex pump 10, which represents an embodiment of a deep drilling pump built according to the invention, each time one of the pumping devices 14 a or 14 b is connected to the control valve member 16 by a liquid, which another valve device 16 a or 16 b of the same as from which it is controlled, actuated; it always moves the valve of this other valve device in a certain direction. The valve devices 16 a and 16 b are again connected to one another by a liquid, one valve device always actuating the other and both devices being switched so that each moves the valve of the other device in the direction opposite to the aforementioned. The valve devices are controlled by the pump devices in such a way that when one of the latter approaches the end of its working stroke, they initiate the working stroke of the other pump device. As a result, a steady flow of the extraction liquid is achieved and hydraulic shocks both in the delivery pipe 22 and in the supply pipe 18 and return pipe 20 are avoided.

Die Länge der Zeit, um die jede der Pumpvorrichtungen 14 a und 14 b der anderen beim Einleiten des Arbeitshubes ihres Kolbens 24 a bzw. 24 b voraufeilt, hängt von der Anbringungsstelle der Steuerschlitze 80a und 80b an den Schäften 30a und 30b ab. Diese Schlitze sind so angebracht, daß der zweite Kolben seine gewöhnliche Geschwindigkeit erreichen kann, bevor der erste Kolben seinen Arbeitshub vollendet hat. Die Zeit, um die sich die Arbeitshübe beider Kolben 42 a und 42 b überdecken, wird auch zum Teil durch die Drosselstellen 86 a und 86 b bestimmt, da diese Drosselstellen die Geschwindigkeiten der Aufwärtsbewegung der Ventile 56 a und 56 b mitbestimmen und daher auch die Zeitpunkte bestimmen, zu denen die Arbeitshübe der Kolben 24 a und 24 b vollendet sind und die Rückhübe der Kolben eingeleitet werden. Die Phasenverschiebung der Arbeitshübe der beiden Kolben 24 a und 24 b wird also sowohl durch die Anbringungsstelle der Steuerschlitze 80a und 80b als auch durch die Strömungswiderstände der Drosselstellen 86 a und 86 b bestimmt.The length of time by which each of the pumping devices 14 a and 14 b precedes the other when initiating the working stroke of their piston 24 a or 24 b, depends on the attachment point of the control slots 80 a and 80 b on the shafts 30 a and 30 b away. These slots are positioned so that the second piston can reach its normal speed before the first piston has completed its power stroke. The time by which the working strokes of the two pistons 42 a and 42 b overlap is also determined in part by the throttling points 86 a and 86 b , since these throttling points also determine the speeds of the upward movement of the valves 56 a and 56 b and therefore also the Determine the times at which the working strokes of the pistons 24 a and 24 b are completed and the return strokes of the pistons are initiated. The phase shift of the working strokes of the two pistons 24 a and 24 b is therefore determined both by the attachment point of the control slots 80 a and 80 b and by the flow resistances of the throttling points 86 a and 86 b.

Da die die Pumparbeit leistenden Teile oder Mittel der beiden Pumpvorrichtungen 14a und 14b in Tandemanordnung geschaltet sind, um einen im großen ganzen stetigen Strom geförderten Öls zur Folge zu haben, so ist es leicht einzusehen daß bei gleichem Gesamtdurchmesser der Pumpe die Leistung derselben gegenüber einer Pumpe bisheriger Ausführung stark erhöht wird, was einen wichtigen Vorteil der Erfindung darstellt. Umgekehrt kann bei gleichen Pumpenleistungen mit derjenigen, die von einer Pumpe bisheriger Ausführung von größerem Durchmesser volibrachi wird, der Gesamtdurchmesser der Pumpe stark verringert @,verden. Dies ist aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten des öfteren sehr erwünscht, da die Verwendung einer Pumpe von kleinerem Durchmesser die Verwendung engerer Rohrleitungen für die Pumpe urd damit die Anwendung eines engeren Bohrlochs und engeren Futterrohrs gestattet, wodurch Bohrkosten, Bohrlochauskleidungskosten und Rohrleitungskosten eine Verringerung erfahren. Hierdurch werden sehr große Ersparnisse an Anlagekosten erzielt. Drillingspumpe 110 Die in F i g. 2 der Zeichnungsunterlagen dargestellte, der Erfindung gemäß eingebaute Drillingspumpe, die in dieser Figur allgemein mit der Bezugszahl 10 bezeichnet ist, umfaßt drei Pumpeinrichtungen 112 a, 112 b und 112 c, die die gleichachsig liegenden Pumpvorrichtungen 114 a, 114 b und 114c mit hintereinandergeschalteten, Pumparbeit verrichtenden Teilen oder Mitteln und parallel zueinander geschalteten, treibend wirkenden Teilen oder Mitteln einschließen. Die Pumpvorrichtungen 114 a bis 114 c werden wieder durch ein Steuerventilorgan, das Organ 116, gesteuert, das bei dieser Ausführungsform der Erfindung gleichachsig liegende Ventilvorrichtungen 116a, 116b und 116c aufweist, deren jede die entsprechende Pumpvorrichtung 114 a, 114 b oder 114 c steuert. Die Zahl der Ventilvorrichtungen ist wieder derjenigen der Pumpvorrichtungen gleich, und das Steuerventilorgan 116 ist auch hier an der Längsseite der Pumpvorrichtungen 114a bis 114c angeordnet und steht mit ihnen auf Abstand.Since the pumping work performing parts or means of the two pumping devices 14 a and 14 b are connected in tandem to have a largely steady flow of oil as a result, it is easy to see that with the same overall diameter of the pump, the performance of the same a pump of previous design is greatly increased, which is an important advantage of the invention. Conversely, with the same pump performance as that which is volibrachi from a pump of a previous design with a larger diameter, the overall diameter of the pump can be greatly reduced. This is often very desirable from an economic point of view as the use of a smaller diameter pump allows the use of narrower tubing for the pump and hence the use of a narrower borehole and casing, thereby reducing drilling costs, well casing costs and tubing costs. This results in very large savings in investment costs. Triple pump 110 The in F i g. 2 of the drawing documents shown, built-in triple pump according to the invention, which is generally designated by the reference number 10 in this figure, comprises three pumping devices 112 a, 112 b and 112 c, which the coaxially lying pumping devices 114 a, 114 b and 114 c with one behind the other, Include parts or means performing pumping work and driving parts or means connected in parallel to one another. The pumping devices 114 a to 114 c are again controlled by a control valve member, the member 116, which in this embodiment of the invention has coaxial valve devices 116 a, 116 b and 116 c, each of which controls the corresponding pumping device 114 a, 114 b or 114 c. The number of valve devices is again the same as that of the pumping devices, and the control valve element 116 is also arranged here on the longitudinal side of the pumping devices 114 a to 114 c and is at a distance from them.

Die Drillingspumpe 110 wird wieder, und zwar durch das Zuflußrohr 118, mit druckausübender Arbeitsflüssigkeit beliefert. Bei der besonderen wiedergegebenen Konstruktion, die ein geschlossenes System darstellt, wird die verbrauchte Arbeitsflüssigkeit durch das Rückströmrohr 120 an die Erdoberfläche gebracht. Die aus den Pumpvorrichtungen 114 a bis 114 c austretende Flüssigkeit wird durch das Förderrohr 120 hindurch an die Erdoberfläche gepumpt.The triple pump 110 is again supplied with pressure-exerting working fluid through the supply pipe 118. In the particular construction shown, which is a closed system, the used working fluid is brought through the return pipe 120 to the surface of the earth. The liquid emerging from the pumping devices 114 a to 114 c is pumped through the delivery pipe 120 to the surface of the earth.

Die Pumpvorrichtungen 114a bis 114c sind alle miteinander identisch und im wesentlichen den Pumpvorrichtungen 14 a und 14 b der im vorstehenden beschriebenen Duplexpumpe 10 gleich, nur daß statt der einfachen Steuerschlitze 80 a und 80 b der Pumpvorrichtungen 14a und 14b deren zwei vorgesehen sind. Diejenigen Teile der Pumpvorrichtungen 114a und 114 b, die mit entsprechenden Teilen der Pumpvorrichtungen 14a und 14b identisch sind, sollen im nachstehenden mit Bezugszahlen bezeichnet werden, bei denen zu der jeweiligen im Zusammenhang mit den Pumpvorrichtungen 14 a und 14 b verwendeten Zahl immer die Zahl 100 hinzugefügt worden ist. Auch werden sich, da die Pumpvorrichtung 114 c mit den Pumpvorrichtungen 14 a und 14 b identisch ist, die Bezeichnungszahlen für die Teile derselben nur dadurch von den Bezeichnungszahlen für entsprechende Teile der letztgenannten Vorrichttungen unterscheiden, daß statt des Index »a« oder »b« der Index »c« gesetzt werden wird. Der dem Einlaß 40 der Duplexpumpe entsprechende Einlaß soll durch die Bezugszahl 140 bezeichnet werden.The pumping devices 114a to 114c are all identical to one another and essentially the same as the pumping devices 14 a and 14 b of the duplex pump 10 described above, only that two of them are provided instead of the simple control slots 80 a and 80 b of the pumping devices 14 a and 14 b. Those parts of the pumping devices 114a and 114 b, which are identical to corresponding parts of the pump devices 14 a and 14 b will be referred to below by reference numbers, in which to the respective in connection with the pumping devices 14 a and 14 number used always b Number 100 has been added. Also, since the pumping device 114 c is identical to the pumping devices 14 a and 14 b , the designation numbers for the parts thereof will only differ from the designation numbers for corresponding parts of the last-mentioned devices that instead of the index "a" or "b" the index "c" will be set. The inlet corresponding to inlet 40 of the duplex pump shall be designated by reference numeral 140 .

Wie bei den Kolben 24a und 24b der Pumpvorrichtungen 14 a und 14 b sind auch hier die unteren Flächen der Plunger 126 a, 126 b und 126 c der Kolben 124 a, 124 b und 124c über einen Hauptdurchlaß 144 und Zweigdurchlässe 146 a, 146 b und 146 c ununterbrochen dem Druck der im Zuflußrohr 118 befindlichen Arbeitsflüssigkeit ausgesetzt. Die oberen Flächen der Plunger 132 a, 132 b und 132 c werden abwechselnd über die von den Ventilvorrichtungen 116 a,116 b und 116 c gesteuerten Kanäle 150 a,150 b und 150e dem Druck der Arbeitsflüssigkeit im Zuflußrohr 118 und dem Druck der verbrauchten Arbeitsflüssigkeit oder dem Auslaßdruck in dem Rückströmrohr 120 ausgesetzt. Die Ventilvorrichtungen 116a, 116 b und 116 c schließen Motorventile 152 a, 152 b und 152 c ein, die zwischen einer oberen und einer unteren Stellung bewegbar sind, wobei diese Ventile, wenn sie sich in ihren oberen Stellungen befinden, die Kanäle 150a, 150 b und 150c mit den zum Rückströmrohr 120 führenden Kanälen 154 a, 154 b und 154c verbinden und, wenn sie sich in ihrer unteren Stellung befinden, die Kanäle 150 a, 150 b und 150 c mit Abzweigungen 156 a, 156b und 156c eines zum Zuflußrohr 118 führenden Hauptkanals 158 verbinden. Mithin leiten die Ventile 152a bis 152c in ihren oberen Stellungen den Aufwärts- oder Arbeitshub der Kolben 124 a, 124 b und 124 c und in ihren unteren Stellungen den Abwärts- oder Rückhub dieser Kolben ein. Mithin ist bei der Drillingspumpe 110 die Beziehung der Ventilstellung zum Kolbenhub die umgekehrte wie bei der Duplexpumpe 10. As the lower surfaces of the plungers are at the pistons 24a and 24b of the pump devices 14 a and 14 b also 126 a, 126 b and 126 124 c of the piston a, 124 b and 124 c through a main passage 144, and branch passages 146 a, 146 b and 146 c continuously exposed to the pressure of the working fluid in the supply pipe 118. The upper surfaces of the plungers 132 a, 132 b and 132 c are alternately controlled by the valve devices 116 a, 116 b and 116 c channels 150 a, 150 b and 150 e to the pressure of the working fluid in the supply pipe 118 and the pressure of the used working fluid or exposed to outlet pressure in return tube 120. The valve devices 116a, 116 b and 116 c close engine valves 152 a, 152 b and 152 c, which are movable between an upper and a lower position, these valves when they are in their upper positions, the channels 150a, 150 b and 150 c with the ducts 154 a, 154 b and 154 c leading to the return pipe 120 and, when they are in their lower position, the ducts 150 a, 150 b and 150 c with branches 156 a, 156 b and 156 c of a main channel 158 leading to the inflow pipe 118 . The valves 152a to 152c therefore initiate the upward or working stroke of the pistons 124 a, 124 b and 124 c in their upper positions and the downward or return stroke of these pistons in their lower positions. In the case of the triple pump 110, the relationship between the valve position and the piston stroke is therefore the opposite of that in the case of the duplex pump 10.

Die Ventile 152 a, 152b und 152 c sind Ventile mit verschieden großen Beaufschlagungsflächen, deren jedes bei seiner Aufwärtsbewegung, bei der es die Beschleunigung des entsprechenden Kolbens 124a, 124b und 124c zu Beginn seines Aufwärts- oder Arbeitshubes bestimmt, eine Dreigangswirkung und bei seiner Abwärtsbewegung, bei der es die Einleitung des Abwärts- oder Rückhubes des entsprechenden Kolbens überwacht, eine Zweigangswirkung hat. Die Ventile 152a, 152b und 152c schließen etwas kleinere Plunger 160 a, 160 b und 160c und etwas größere Plunger 162 a, 162 b und 162 c ein, wobei die kleineren Plunger in den Bohrungen 164 a, 164 b und 164c und die größeren Plunger in den Bohrungen 166a, 166b und 166c auf- und abbewegbar und mit den kleineren Plungern durch Schäfte oder Spindeln 168 a, 168 b und 168 c von herabgesetztem Durchmesser verbunden sind. Wenn sich die Ventile 152 a,152 b und 152 c in ihren oberen Stellungen befinden, werden die Kanäle 150 a, 150 b und 150 c durch die um die Schäfte oder Spindeln 168 a, 168 b und 168 c herum bestehenden Ringräume mit den Kanälen 154a, 154 b und 154 c verbunden, wodurch die Arbeitshübe der Kolben 124 a, 124 b und 124 c bewirkt werden. Befinden sich dagegen die Ventile in ihrer unteren Stellung, so werden die Kanäle 150 a, 150b und 150c durch die über den Plungern 160 a, 160 b und 160 c befindlichen Bohrungen 164a 164b und 164c mit den Zweigkanälen 156 a, 156b und 156c verbunden, wodurch die Rückhübe der Kolben 124 a, 124 b und 124 c herbeigeführt werden.The valves 152 a, 152 b and 152 c are valves with differently large impact surfaces, each of which has a three-turn effect during its upward movement, during which it determines the acceleration of the corresponding piston 124a, 124 b and 124 c at the beginning of its upward or working stroke has a two-speed effect during its downward movement, during which it monitors the initiation of the downward or return stroke of the corresponding piston. The valves 152a, 152b and 152c include slightly smaller plungers 160 a, 160 b and 160c and slightly larger plungers 162 a, 162 b and 162 c, the smaller plungers in the bores 164 a, 164 b and 164 c and the larger ones Plungers in bores 166 a, 166 b and 166 c can be moved up and down and are connected to the smaller plungers by shafts or spindles 168 a, 168 b and 168 c of reduced diameter. When the valves 152 a, 152 b and 152 c are in their upper positions, the channels 150 a, 150 b and 150 c through the existing around the shafts or spindles 168 a, 168 b and 168 c around annular spaces with the channels 154a, 154 b, and c connected 154, whereby the strokes of the pistons 124 a, 124 b, and c are effected 124th If, on the other hand, the valves are in their lower position, the channels 150 a, 150 b and 150 c are connected to the branch channels 156 a, 156 b and 156 through the bores 164 a, 164 b and 164 c located above the plungers 160 a, 160 b and 160 c c connected, whereby the return strokes of the pistons 124 a, 124 b and 124 c are brought about.

Die Plunger 162 a 162 b und 162 c der Ventile 152 a bis 152c sind in der Nähe ihrer oberen Enden mit außenliegenden Ringkanälen 170 a, 170 b und 170 c versehen. Diese Kanäle stehen, wenn sich die Ventile 152a bis 152c in ihren oberen Stellungen befinden und wenn sie aus ihren unteren in ihre oberen Stellungen übergehen, mit den Zweigkanälen 172a, 172b und 172c des Hauptkanals 158 in Verbindung, der zu dem Zuflußrohr 118 führt und somit unter den genannten Bedingungen den Kanälen 170a bis 170c unter Druck befindliche Arbeitsflüssigkeit zuführt. Die unteren Enden der Kanäle 170 a bis 170 c stehen mit außenliegenden, schraubenförmig gewundenen Geschwindigkeitsregelungsnuten oder -gewindegängen 174 a, 174 b und 174 c in den Plungern 162 a, 162 b und 162c in Verbindung, wobei diese Nuten an ihren unteren Enden mit außenliegenden Ringnuten 176a, 176b und 176c in Verbindung stehen, die wieder durch radiale Durchlässe 180a, 180b und 180c in den Plungern 162a, 162b und 162c mit den axialen Kanälen 178 a,178 b und 178 c verbunden sind. Diese axialen Kanäle reichen bis zu den unteren Enden der Ventile 152a, 152b und 152c. Wenn sich diese Ventile in ihren unteren Stellungen befinden, stehen die Ringnuten 176a, 176b und 176c mit den Zweigkanälen 182 a, 182 b und 182 c der Steuerkanäle 184 a, 184b und 184c in Verbindung, die von den Pumpvorrichtungsbohrungen 136a, 136b und 136c bis zu den unteren Enden der Ventilvorrichtungsbohrungen 164a, 164b und 164c reichen. Wie leicht einzusehen ist, stehen die eben erwähnten Zweig- und Steuerkanäle durch die um die Ventilspindeln 168 a bis 168c herum bestehenden Ringräume und die Kanäle 154 a bis 154 c stets mit dem Rückströmrohr 120 in Verbindung, so daß in diesen Kanälen ununterbrochen der Auslaßdruck herrscht.The plungers 162 a, 162 b and 162 c of the valves 152 a to 152 c are provided in the vicinity of their upper ends with external annular channels 170 a, 170 b and 170 c. When the valves 152a to 152c are in their upper positions and when they pass from their lower to their upper positions, these channels communicate with the branch channels 172a, 172b and 172c of the main channel 158 which leads to the inlet pipe 118 and thus supplies working fluid under pressure to the channels 170a to 170c under the stated conditions. The lower ends of the channels 170 a to 170 c are connected to external, helically wound speed control grooves or threads 174 a, 174 b and 174 c in the plungers 162 a, 162 b and 162 c, these grooves at their lower ends with external ones annular grooves 176a, 176b and 176c are in communication, again through the radial passages 180a, 180b and 180c in the plungers 162 a, 162 b and 162 c with the axial channels 178 a, 178 b, and c are connected 178th These axial channels extend to the lower ends of the valves 152 a, 152 b and 152 c. When these valves are in their lower positions, the annular grooves 176a, 176b and 176c are connected to the branch channels 182 a, 182 b and 182 184 c of the control channels a, 184b and 184c in communication of the pump device holes 136a, 136b and 136c to to the lower ends of the valve device holes 164 a, 164 b and 164c extend. As will be appreciated, the branch and control channels just mentioned are by the valve spindles 168a to 168c around existing annular spaces and channels 154 a to 154 c with the constant Rückströmrohr 120 in conjunction, so that continuously in these channels, the outlet pressure prevails .

Die Plunger 162 a, 162 b und 162 c der Ventile 152 a bis 152 c sind unterhalb der Nuten 176 a, 176 b und 176c mit außenliegenden Ringnuten 186a, 186b und 186 c versehen, die über radiale Durchlässe 188 a, 188 b und 188 c mit den axialen Durchlässen 178 a, 178 b und 178 c in Verbindung stehen und die sich in Zwischenstellungen der Ventile 152 a,152 b und 152 c mit den Abzweigungen 190a, 190b und 190c des Hauptkanals 158 decken, wobei der letztere, wie bereits gesagt, mit dem Zuflußrohr 118 in Verbindung steht und somit stets unter Druck befindliche Arbeitsflüssigkeit enthält.The plungers 162 a, 162 b and 162 c of the valves 152 a to 152 c are provided below the grooves 176 a, 176 b and 176c with external annular grooves 186a, 186b and 186 c, which are provided via radial passages 188 a, 188 b and 188 c are in communication with the axial passages 178 a, 178 b and 178 c and which, in intermediate positions of the valves 152 a, 152 b and 152 c , cover the branches 190a, 190 b and 190c of the main channel 158, the latter, like already said, is in communication with the supply pipe 118 and thus always contains working fluid which is under pressure.

Unterhalb der Ringnuten 186a, 186b und 186c sind die Plunger 162a bis 162c mit ziemlich weiten, außenliegenden Ringkanälen 192a, 192b und 192c versehen, die über radiale Durchlässe 194a, 194b und 194c mit den axialen Durchlässen 178a bis 178c in Verbindung stehen und die, wenn sich die Ventile 152a bis 152c in ihren unteren Stellungen befinden sowie wenn sie Zwischenstellungen einnehmen, sich mit Steuerkanälen 196a, 196b und 196c decken. Der Steuerkanal 196a führt zu der Bohrung 136b der Pumpvorrichtung 114b, so daß für Steuerung des Ventils 152a durch den Kolben 124b gesorgt ist. Ebenso führt der Steuerkanal 196b zu der Bohrung 136 c der Pumpv orrichtung 114 c, so daß der Kolben 124c eine Kontrolle über das Ventil 152b ausübt. Der Steuerkanal 196c führt zu der Bohrung 136a der Pumpvorrichtung 114a, was bedeutet, daß der Kolben 124a eine Kontrolle über das Ventil 152c ausübt. Mithin übt die höchstgelegene Pumpvorrichtung 114a eine Kontrolle über die tiefstgelegene Ventilvorrichtung 116 c aus, während die mittlere und die unterste Pumpvorrichtung 114 b bzw. 114 c eine Kontrolle über die am höchsten liegende und die mittlere Ventilvorrichtung 116 a bzw. 116 b ausüben, so daß, wie im nachstehenden noch eingehender dargelegt werden wird, die gewünschte zeitliche Beziehung oder Phasenverschiebung zwischen den Pumpvorrichtungen hergestellt wird. Weitere Steuerkanäle 198 a, 198 b und 198 c gehen von den Bohrungen 136a, 136b und 136c der Pumpvorrichtungen 114 a, 114 b und 114 c zu den unteren Enden der größeren Bohrungen 166a, 166b und 166c der entsprechenden Ventilvorrichtungen 116a, 116b und 116c. Wie im nachstehenden noch eingehender beschrieben werden soll, ermöglichen die Steuerkanäle 198 a bis 198 c es den Pumpvorrichtungen 114a bis 114c, über die jeweiligen Ventilvorrichtungen 116a bis 116c eine Kontrolle auszuüben. Mithin wird eine Kontrolle über die Ventilvorrichtungen 116a bis 116c nicht nur von anderen Pumpvorrichtungen als den Vorrichtungen 114 a, 114 b und 114c, die von den jeweiligen Ventilvorrichtungen 116a, 116b oder 116c gesteuert werden, sondern auch von den Pumpvorrichtungen 114a bis 114c selbst ausgeübt, die von den jeweiligen Ventilvorrichtungen 116a bis 116c gesteuert werden.Below the annular grooves 186a, 186b and 186c, the plungers are wide 162a to 162c with fairly, outer annular channels 192 a, 192 b and is provided 192c via radial passages 194a are 194b and 194c with the axial passages 178a to 178c in connection and when the valves 152a to 152c are in their lower positions and when they are in intermediate positions, they coincide with control channels 196a, 196b and 196c. The control channel 196a leading to the bore 136 b b of the pumping device 114, is that provided for control of the valve 152a by the piston 124b. Likewise, the control channel 196b leads to the bore 136c of the pumping device 114c, so that the piston 124c exercises control over the valve 152b . The control channel 196c leads to the bore 136a of the pumping device 114a, which means that the piston 124a exercises control over the valve 152c. Thus, the highest pumping device 114a exercises control over the lowest valve device 116 c, while the middle and the lowest pumping device 114 b and 114 c exercise control over the highest and the middle valve device 116 a and 116 b , so that As will be explained in more detail below, the desired time relationship or phase shift is established between the pumping devices. Further control channels 198 a, 198 b and 198 c go from the bores 136a, 136b and 136c of the pump devices 114 a, 114 b and 114 c to the lower ends of the larger bores 166 a, 166b and 166c of the corresponding valve devices 116a, 116b and 116c . As will be described in more detail below, the control channels 198a to 198c enable the pump devices 114a to 114c to exercise control over the respective valve devices 116a to 116c. Thus, a control of the valve devices 116a to 116c not only by other pumping devices other than the devices 114 a, 114 b and 114c of the respective valve devices 116 a, 116 b or controlled 116c, but also by the pumping devices 114a to 114c even which are controlled by the respective valve devices 116a to 116c.

Die Schäfte 130 a, 130 b und 130 c der Kolben 124a bis 124c sind mit Steueröffnungen 200a bzw. 200b und 200c und Steueröffnungen 202a bzw. 202 b und 202 c versehen. Wenn sich die Kolben 124 a bis 124c dem Ende ihres Arbeitshubes nähern, dieses aber noch nicht ganz erreicht haben, so verbinden die Steueröffnungen 200a bis 200c die Steuerkanäle 196 c, 196 a und 196 b mit den Zylindern 128 a bzw. 128b und 128e. Diese Zylinder enthalten infolge ihrer Verbindung mit dem Zuflußrohr 118 über die Zweigkanäle 146a, 146b und 146c und den Hauptkanal 144 immer unter Druck befindliche Arbeitsflüssigkeit. Zur gleichen Zeit, wo die Steueröffnungen 200 a, 200 b und 200 c die vorstehend angegebenen Verbindungen herstellen oder kurz nachdem sie dies getan haben, aber noch bevor die Kolben 124a, 124b und 124c das Ende ihres Arbeitshubes erreichen, überbrückt die Steueröffnung 202a die Steuerkanäle 184a und 198a, die Steueröffnung 202b überbrückt die Steuerkanäle 184b und 198b, und die Steueröffnung 202c überbrückt die Steuerkanäle 184c und 198c. Wie leicht einzusehen ist, werden damit die Steueröffnungen 200 a bis 200 c zur Ursache, daß die Pumpvorrichtungen 114a bis 114c eine Kontrolle über gewisse andere der Ventilvorrichtungen 116a bis 116c als die ausüben, von denen die jeweilige Pumpvorrichtung gesteuert wird, während die Steueröffnungen 202 a, 202 b und 202 c zur Ursache dafür werden, daß die Pumpvorrichtungen 114a bis 114c eine Kontrolle über die jeweiligen Ventilvorrichtungen 116 a, 116 b oder 116 c ausüben, von denen sie gesteuert werden. Wirkungsweise der Drillingspumpe 110 Um die Betrachtung der Wirkungsweise der Drillingspumpe 110 zu erleichtern, soll zunächst die Wirkungsweise der Ventile 152 a,152 b und 152 c in ihren Einzelheiten betrachtet werden. Danach soll die Gesamtwirkungsweise der Pumpe 110 einschließlich der Beziehungen zwischen den Pumpvorrichtungen 114a, 114 b und 114 c und den Ventilvorrichtungen 116a, 116b und 116c betrachtet werden. Da die Ventilorgane 152a, 152b und 152c identisch miteinander sind, arbeiten sie alle genau auf die gleiche Art und Weise, und es soll daher nur die Arbeitsweise des Ventilorgans 152a näher beschrieben werden.The shafts 130 a, 130 b and 130 124 c the piston a to 124c are connected to control openings 200 a and 200 b and 200c and control ports 202a and 202 b and c provided 202nd When the pistons 124 a near its working stroke to 124c to the end, this but have not yet fully reached, 200a connect the control openings 200c, the control channels 196 c, 196 a and 196 b with the cylinders 128a and 128b and 128e. As a result of their connection with the supply pipe 118 via the branch channels 146 a, 146 b and 146 c and the main channel 144, these cylinders contain working fluid which is always under pressure. At the same time when the control openings 200 a, 200 b and 200 c that connect above or shortly after they have done this, but before the pistons 124a, 124b and 124c reach the end of its working stroke, bridges the control orifice 202a the control channels 184 a and 198 a, the control opening 202b bridges the control channels 184 b and 198 b, and the control opening 202c bridges the control channels 184c and 198c. As will be appreciated, therefore, the control apertures 200 a to 200 c to the cause that the pumping devices 114a to 114c control over certain other of the valve devices 116a to 116c as the exercise, of which the respective pump means is controlled, while the control ports 202 a , 202 b and 202 c to the reason for this will be that the pumping devices 114a to 114c, a control of the respective valve devices 116 a, 116 b or 116 c exert, by which they are controlled. Operation of the triple pump 110 In order to facilitate the consideration of the operation of the triple pump 110, the operation of the valves 152 a, 152 b and 152 c should first be examined in detail. Next, consider the overall operation of the pump 110 including the relationships between the pumping devices 114a, 114b, and 114c and the valve devices 116a, 116b, and 116c. Since the valve members 152a, 152 b and 152c are identical to each other, they all work in exactly the same manner, and it should therefore be described in more detail 152a, only the operation of the valve member.

Wie leicht ersichtlich, ist das obere Ende des Ventils 152 a über Hauptkanal 158 und Abzweigung 156a desselben stets dem Druck der Arbeitsflüssigkeit im Zuflußrohr 118 ausgesetzt. Ebenso sind auch die Ringflächen am unteren Ende des Plungers 160 a und am oberen Ende des Plungers 162a über den Kanal 154a stets dem im Rückströmrohr 120 herrschenden Auslaßdruck ausgesetzt. Mithin wirken der Druck der Arbeitsflüssigkeit auf die Fläche des Plungers 160a und der Auslaßdruck auf die Differenz der Flächen der Plunger 160 a und 162 a ununterbrochen nach unten. Wird daher Auslaßdn:ck auf das untere Ende des Ventils 152a ausgeübt, so geht dieses Ventil nach unten, wobei die diese Bewegung bewirkende abwärts gerichtete Kraft das Produkt aus Fläche des Plungers 160 a mal Differenz zwischen dem Druck der Arbeitsflüssigkeit und dem Auslaßdruck ist. Umgekehrt tritt eine Aufwärtsbewegung des Ventils 152a auf, wenn das untere Ende desselben dem Arbeitsflüssigkeitsdruck ausgesetzt wird, wobei die nutzbare aufwärts gerichtete Kraft das Ergebnis der Ausübung der Differenz zwischen Arbeitsflüssigkeits- und Auslaßdruck auf den Unterschied der Flächen der Plunger 162 a und 160 a ist.As can be readily seen, the upper end of the valve 152 via a main channel 158 and branch 156a always of the same exposed to the pressure of the working fluid in the supply pipe 118th Likewise, the annular surfaces at the lower end of the plunger 160 a and at the upper end of the plunger 162 a are always exposed to the outlet pressure prevailing in the return pipe 120 via the channel 154 a. Thus, the pressure of the working fluid on the surface of the plunger 160a and the discharge pressure on the difference of the surfaces have the plunger 160 a and 162 a continuously downward. Therefore, when outlet pressure is exerted on the lower end of valve 152a, this valve descends, the downward force causing this movement being the product of the area of plunger 160 times the difference between the pressure of the working fluid and the outlet pressure. Conversely, an upward movement of valve 152a occurs when the lower end thereof is exposed to working fluid pressure, the useful upward force being the result of exerting the difference between working fluid and outlet pressure on the difference in areas of plungers 162a and 160a.

Betrachtet man nun zuerst die Aufwärtsbewegung des Ventilorgans 152a von seiner unteren Stellung aus, so wird diese Bewegung durch die Ausübung von Arbeitsflüssigkeitsdruck über Steuerkanal 196 a, Ringkanal 192 a, radiale Öffnung 194 a und axialen Durchlaß 178a und das untere Ende des Ventilorgans eingeleitet. Alle diese Flüssigkeitswege bieten dem Strom der Arbeitsflüssigkeit ziemlich wenig Widerstand, so daß sich das Ventilorgan 152a mit einer ziemlich hohen Erstgeschwindigkeit aufwärts bewegt. Am Ende kommt der Ringkanal 192a bei seiner Aufwärtsbewegung mit dem Steuerkanal 196a nicht mehr zur Deckung, was das Ende der Aufwärtsbewegung des Ventilorgans 152a bei seiner Erstgeschwindigkeit kennzeichnet. In diesem Augenblick kommt der Kanal 170 a mit der Abzweigung 172 a des zum Zuflußrohr 118 führenden Hauptkanals 158 zur Deckung, worauf der in der Zuflußleitung herrschende Arbeitsflüssigkeitsdruck über Hauptkanal 158, Abzweigung 172 a, Kanal 170 a, die schraubenförmige Nut oder das Gewinde 174 a, Ringnut 176 a, Radialöffnung 180a und Axialdurchlaß 178 auf das untere Ende des Ventils 152a ausgeübt wird. Unter diesen Umständen setzt das Ventilorgan 152a seine Aufwärtsbewegung mit einer ziemlich geringen Zeitgeschwindigkeit fort, die durch das Aufnahmevermögen für Ströme des schraubenförmigen Gewindes 174a bestimmt wird. Wenn sich das Ventilorgan 152a mit seiner verhältnismäßig geringen Zeitgeschwindigkeit aufwärts bewegt, so beginnt der Plunger 160 a den Kanal 150 a bloßzulegen und damit den Zylinder 134a oberhalb des Plungers 132a durch den um den Schaft 168a herum bestehenden Ringraum und den Kanal 154a mit dem Rückströmrohr 120 zu verbinden. Diese Verbindung des oberhalb des Plungers 132a liegenden Zylinders 134a mit dem Rückströmrohr 120 wird somit langsam eingeleitet, so daß der Arbeitshub des Kolbens 124 a langsam eingeleitet und damit ein hydraulischer Stoß vermieden und ein Durchgehen des Kolbens 124a für den Fall, daß er nicht auf eine kompakte Flüssigkeit wirkt, verhütet wird.This movement radial opening Referring now first upward movement of the valve member 152 from its lower position, so is by the application of working fluid pressure via control channel 196 a, annular channel 192 a, 194 initiated a and axial passage 178a and the lower end of the valve member. All of these fluid paths offer quite little resistance to the flow of the working fluid so that the valve member 152a moves upward at a fairly high initial velocity. At the end, the annular channel 192a no longer coincides with the control channel 196a during its upward movement, which marks the end of the upward movement of the valve member 152a at its initial speed. At this moment, the channel 170 a coincides with the branch 172 a of the main channel 158 leading to the inflow pipe 118 , whereupon the working fluid pressure prevailing in the inflow line via the main channel 158, branch 172 a, channel 170 a, the helical groove or the thread 174 a , Annular groove 176 a, radial opening 180a and axial passage 178 is exerted on the lower end of the valve 152a . Under these circumstances, the valve member 152a continues its upward movement at a rather slow rate of time, which is determined by the flow capacity of the helical thread 174a . When the valve member 152 with its relatively small time speed moved upward, the plunger 160 begins a channel 150 A expose and thus the cylinder 134 above the plunger 132 a through around the shaft 168a around existing annular space and the channel 154a with the Rückströmrohr 120 to connect. This compound of the above of the plunger 132a horizontal cylinder 134 a with the Rückströmrohr 120 is thus introduced slowly so that the working stroke of the piston 124 a slowly introduced, thus avoiding a hydraulic thrust and a runaway of the piston 124a in the event that he is not on a compact liquid works, is prevented.

Nachdem der Plunger 160 a den Kanal 150 a bloßzulegen und damit den Arbeitshub des Kolbens 124a auf die im vorstehenden beschriebene Weise einzuleiten begonnen hat, kommt die Ringnut 186a mit der über den Hauptkanal 158 zum Zuflußrohr 118 führenden Abzweigung 190a zur Deckung, woraufhin unter Druck stehende Arbeitsflüssigkeit vom Zuflußrohr her durch den Hauptkanal 158, die Abzweigung 190a, die Ringnut 186a, die radiale Öffnung 188 a und den axialen Durchlaß 178 a zum unteren Ende des Ventils 152a fließen kann. Die Öffnung 188a bietet dem Strom einen wesentlich geringeren Widerstand als die schraubenförmigen Windungen 174a, so daß sich das Ventilorgan 152a mit einer ziemlich hohen Drittgeschwindigkeit aufwärts bewegt. Gewöhnlich ist die radiale Öffnung 188 a so groß, daß sie in ausreichendem Maß Arbeitsflüssigkeit liefert, eine aufwärts gerichtete Geschwindigkeit des Ventilorgans 152 a von etwa dem Dreifachen der Geschwindigkeit entstehen zu lassen, die mit den schraubenförmigen Windungen 174a allein erreichbar wäre. Daher ist die ziemlich hohe Drittgeschwindigkeit des Ventilorgans 152a etwas das Vierfache der ziemlich geringen Zweitgeschwindigkeit desselben. Die ziemlich hohe Drittgeschwindigkeit dieses Ventilorgans macht es möglich, daß die vollständige Verbindung zwischen Rückströmrohr 120 und dem über dem Plunger 132a liegenden Zylinder 134a mit ziemlich hoher Geschwindigkeit zustande kommt, nachdem zu Beginn eine Verbindung auf die im vorstehenden beschriebene Art langsam hergestellt worden ist, so daß der Kolben 124 a so schnell als möglich auf die normale Geschwindigkeit seines Arbeitshubes kommen kann, wobei durch diese langsame Herstellung einer anfänglichen Verbindung hydraulische Stöße zu Beginn des Arbeitshubes des Kolbens 124a verhütet werden.After the plunger 160 a has exposed the channel 150 a and thus started to initiate the working stroke of the piston 124 a in the manner described above, the annular groove 186 a with the branch 190 a leading via the main channel 158 to the inflow pipe 118 to cover, whereupon under pressure a can standing working fluid from the supply pipe forth through the main passage 158, the branch 190a, the annular groove 186a, the radial opening 188 a and the axial passage 178 to the lower end of the valve 152 a flow. The opening 188a offers a much lower resistance to the flow than the helical turns 174a, so that the valve member 152a moves upwards at a fairly high third speed. Usually, the radial opening 188 a so large that it provides sufficiently working fluid, an upward speed of the valve member 152 a to give rise of about three times the speed that would be solely accessible by the helical coils 174a. Hence the fairly high third speed of valve member 152a is somewhat four times its fairly low second speed. The rather high third speed of this valve member makes it possible that the complete connection between the return pipe 120 and the cylinder 134a lying above the plunger 132a comes about at a fairly high speed, after a connection has been made slowly at the beginning in the manner described above, so that the piston 124 a can come to the normal speed of its working stroke as quickly as possible, this slow production of an initial connection preventing hydraulic shocks at the beginning of the working stroke of the piston 124a .

Nähert sich das Ventilorgan 152a seiner oberen Stellung, so kommt die Ringnut 186a bei ihrer Aufwärtsbewegung außer Deckung mit der Abzweigung 190a, so daß die aufwärts gerichtete Endbewegung des Ventilorgans wieder durch die schraubenförmigen Windungen 174a gesteuert wird. Daher halten diese schraubenförmigen Windungen auch das Ventilorgan 152a in seiner oberen Stellung fest, da unter den in diesem Stadium des Vorganges bestehenden Umständen das untere Ende des Ventilorgans über Kanal 158, Abzweigung 172a, Ringkanal 170a, schraubenförmige Windungen 174a, Ringnut 176a, radiale Öffnung 180 a und axialen Durchlaß 178a dem im Zuflußrohr 118 herrschenden Arbeitsflüssigkeitsdruck ausgesetzt ist.The valve member 152 approaches its upper position, the annular groove 186 comes in a its upward movement out of register with the branch 190a, so that the upward final movement of the valve member is controlled again by the helical coils 174a. Therefore, these helical windings also hold the valve member 152a in its upper position, since under the circumstances existing at this stage of the process, the lower end of the valve member via channel 158, branch 172a, annular channel 170a, helical windings 174a, annular groove 176a, radial opening 180 a and axial passage 178a is exposed to the working fluid pressure prevailing in the supply pipe 118.

Betrachtet man jetzt die Abwärtsbewegung des Ventilorgans 152a, so beginnt dasselbe, sobald der Auslaßdruck über Kanal 198 a auf das untere Ende dieses Ventilorgans ausgeübt wird, mit ziemlich hoher Erstgeschwindigkeit niederzugehen. Der Kanal 198a steht mit der Bohrung 166a etwa über dem unteren Ende derselben in Verbindung, so daß der Plunger 162a des Ventilorgans 152a schließlich den Kanal 198a abdeckt, wobei der Plunger 162a diesen Kanal abzudecken beginnt, wenn der Plunger 160 a den Kanal 150 a bloßzulegen beginnt. Danach bewegt sich das Ventilorgan 152a mit ziemlich geringer Zweitgeschwindigkeit abwärts und stellt langsam die Verbindung zwischen dem Zuflußrohr 118 und dem Zylinder 134 a über dem Plunger 132 a her, wodurch der Rückhub des Kolbens 124 a langsam eingeleitet und somit ein hydraulischer Stoß vermieden wird. Die ziemlich geringe abwärts gerichtete Zweitgeschwindigkeit des Ventilorgans 152a wird durch die radiale Öffnung 180a erzeugt, indem das untere Ende des Ventilorgans vermittels des Kanals 154a, des um den Schaft 168 a herum bestehenden Ringraumes, eines Teils des Steuerkanals 184 a, des Zweigkanals 182 a, der Ringnut 176 a, der Öffnung 180 a und des axialen Durchlasses 178a mit dem Rückströmrohr 120 verbunden wird. Am besten hat die radiale Öffnung 180 a, die die ziemlich geringe abwärts gerichtete Zweitgeschwindigkeit des Ventilorgans 152a bestimmt, ungefähr die gleiche Größe wie die radiale Öffnung 188a, die die aufwärts gerichtete Drittgeschwindigkeit des Ventilorgans bestimmt. Sobald das Ventilorgan 152a seine untere Stellung erreicht, wird das untere Ende desselben über Kanal 154a, den um den Schaft 168a herum bestehenden Ringraum, einen Teil des Steuerkanals 184a, den Zweigkanal 182a, die Ringnut 176a, die radiale Öffnung 180a und den axialen Durchlaß 178 a weiter dem Auslaßdruck in dem Rückströmrohr 120 ausgesetzt. Mithin wirkt die Öffnung 180a als hydraulischer Verschluß für das Ventilorgan 152a, wenn es seine untere Stellung einnimmt.Considering now the downward movement of the valve member 152a, so that the same starts as soon as the outlet pressure on channel 198 is a applied to the lower end of the valve member, to go down with a fairly high Erstgeschwindigkeit. The channel 198a communicates with the bore 166a approximately above the lower end thereof, so that the plunger 162a of the valve member 152a finally covers in connection the channel 198a, the plunger begins 162a to cover this channel when the plunger 160 a passage 150 a expose begins. Thereafter, the valve member 152a moves downwards at a fairly low second speed and slowly establishes the connection between the inlet pipe 118 and the cylinder 134 a via the plunger 132 a , whereby the return stroke of the piston 124 a is slowly initiated and thus a hydraulic shock is avoided. The fairly small downward second speed of the valve body 152a is generated through the radial opening 180a by means of the lower end of the valve member of the channel 154 a, of about the shaft 168a around existing annular space, a portion of the control channel 184 a, the branch passage 182 a , the annular groove 176 a, the opening 180 a and the axial passage 178 a with the return pipe 120 is connected. Preferably, the radial opening 180a, which determines the rather low downwardly directed second speed of the valve member 152a, is approximately the same size as the radial opening 188a, which determines the upwardly directed third speed of the valve member. As soon as the valve member 152a reaches its lower position, the lower end of the same via channel 154a, the annular space around the shaft 168a, part of the control channel 184a , the branch channel 182a , the annular groove 176a, the radial opening 180a and the axial Passage 178 a further exposed to the outlet pressure in the return pipe 120. The opening 180a therefore acts as a hydraulic closure for the valve element 152a when it assumes its lower position.

Wie bereits im vorstehenden gesagt, arbeiten die Ventilorgane 152b und 152c genau in der gleichen Weise wie das Ventilorgan 152a, indem sie sich von ihrer unteren in ihre obere Stellung und umgekehrt bewegen. Eine Beschreibung der Wirkungsweise dieser beiden Ventilorgane ist daher unnötig.As already stated above, the valve members 152b and 152c work exactly in the same way as the valve member 152a in that they move from their lower to their upper position and vice versa. A description of the mode of operation of these two valve members is therefore unnecessary.

Betrachtet man nun die Gesamtarbeitsweise der Drillingspumpe 110, so sind die Ventilorgane 152a und 152c in ihren oberen Stellungen wiedergegeben und ist das Ventilorgan 152b in seiner unteren Stellung wiedergegeben, so daß die Kolben 124a und 124 c ihre Arbeitshübe ausführen, wie durch die Pfeile 204 a und 204 c angedeutet wird, und befindet sich der Kolben 124 b auf seinem Rückhub, wie durch den Pfeil 204 b angedeutet wird, oder hat das Ende seines Rückhubes erreicht. Der Kolben 124c eilt dem Kolben 124a um etwa 120°, der Kolben 124a dem Kolben 124 b gleichfalls um etwa 120° und der Kolben 124b dem Kolben 124c um etwa 120° vor, wenn man annimmt, daß der Arbeitshub und der Rückhub eines der Kolben ein Förderspiel von 360°, im Bogenmaß gemessen, darstellen. Die nachstehende Beschreibung läßt erkennen, wie diese zeitliche Einstellung bzw. diese Phasenverschiebung der Bewegungen der Kolben 124 a bis 124 c zustande kommt.If one now considers the overall operation of the triple pump 110, the valve members 152a and 152c are shown in their upper positions and the valve member 152b is shown in its lower position, so that the pistons 124a and 124c perform their working strokes, as indicated by the arrows 204a and 204c is indicated, and the piston 124b is on its return stroke, as indicated by arrow 204b, or has reached the end of its return stroke. The piston 124c informs the piston 124a by about 120 °, the piston 124a of the piston 124 b also by about 120 ° and the piston 124b to the piston 124c by about 120 ° before, if it is assumed that the working stroke and the return stroke of the piston represent a conveying cycle of 360 °, measured in radians. The following description shows how this time setting or this phase shift of the movements of the pistons 124 a to 124 c comes about.

Betrachtet man den Kolben 124c, so sieht man, daß er sich dem Ende seines Arbeitshubes nähert und daß die Steueröffnung 200c unmittelbar darauf den Zylinder 128 c mit dem Steuerkanal 196 b verbinden wird. Wenn dies Beschießt, fließt unter Druck stehende Arbeitsflüssigkeit von Zuflußrohr 118 durch Hauptkanal 144, Zweigkanal 146c, Zylinder 128c, Steueröffnung 200e, Steuerkanal 196b, Ringkanal 192b im Ventilorgan 152b, Radialöffnung 194b in diesem Ventilorgan und den gleichfalls in diesem vorhandenen axialen Durchlaß 178 b in die Bohrung 166b unter dem Ventilorgan 152b. Der Arbeitsflüssigkeitsdruck wird somit auf das untere Ende dieses Ventilorgans ausgeübt und bewegt dasselbe in der im vorstehenden geschilderten Weise aufwärts, woraufhin das Ventilorgan 152 b die obere Fläche des Plungers 132b vom Zuführrohr 118 trennt und sie über Kanal 150b, den um den Schaft 168b herum bestehenden Ringraum und den Kanal 154b mit dem Rückströmrohr 120 verbindet, wodurch der Arbeitshub des Kolbens 124 b eingeleitet wird. Somit überführt der Kolben 124 c, wenn er sich dem Ende seines Arbeitshubes nähert, das Ventilorgan 152 b aus seiner unteren und in seine obere Stellung und leitet damit den Arbeitshub des Kolbens 124b ein, wodurch er eine allmähliche Verschiebung der Pumpenleistung vom Kolben 124 c auf den Kolben 124 b bewirkt. Der Kolben 124c der Pumpvorrichtung 114c betätigt somit ein anderes Ventilorgan - nämlich das Ventilorgan 152 b - als das, von dem er selbst betätigt wird, nämlich das Ventilorgan 152 c.If one looks at the piston 124c, one sees that it is approaching the end of its working stroke and that the control opening 200c will immediately thereafter connect the cylinder 128c to the control channel 196b. If this is bombarded flows pressurized working fluid from supply pipe 118 through the main channel 144, branch passage 146c, cylinders 128c, control port 200e, the control channel 196b, annular channel 192 b in the valve member 152 b, the radial opening 194 b in this valve member and the axial likewise in this existing passage 178b into the bore 166b under the valve member 152b. The working liquid pressure is thus exerted on the lower end of the valve member and moves the same in the described in the preceding example, upwardly, whereupon the valve member 152 b, the upper surface of the plunger 132b from the supply pipe 118 separates and via channel 150b, the existing around the shaft 168b around annular space and the channel 154b connects to the Rückströmrohr 120, b is initiated whereby the stroke of the piston 124th Thus, the piston 124 c, when it approaches the end of its working stroke, transfers the valve member 152 b from its lower and into its upper position and thus initiates the working stroke of the piston 124 b, thereby gradually shifting the pump output from the piston 124 c causes the piston 124 b. The piston 124c of the pump device 114c thus actuates another valve member - namely, the valve member 152 b - as that from which it is itself operated, namely, the valve member c 152nd

Der Kolben 124c der Pumpvorrichtung 114c betätigt das gleiche Ventilorgan wie das, von dem er gesteuert wird, nämlich das Ventilorgan 152c. Ge- nauer gesagt: etwa dann, wenn die Steueröffnung 200c den Steuerkanal 196b mit dem Zylinder 128 c verbindet, oder unmittelbar danach, verbindet die Steueröffnung 202c die Steuerkanäle 184c und 198c miteinander. Wenn dies geschieht, wird der Auslaßdruck über den Kanal 154 c, den um den Schaft 168 c herum bestehenden Ringraum, den Kanal 184c, die Steueröffnung 202c und den Kanal 198c auf das untere Ende des Ventilorgans 152 c ausgeübt. Die Ausübung von Auslaßdruck auf das untere Ende des Ventilorgans 152c hat, wie im vorstehenden beschrieben, eine Abwärtsbewegung dieses Ventilorgans in seine untere Stellung zur Folge. Diese Abwärtsbewegung beendet die Verbindung der oberen Fläche des Plungers 132 c mit dem Rückströmrohr 120 und stellt über Kanal 158, Abzweigung 156c, die über dem Ventilorganplunger 160 c befindliche Bohrung 164 c und Kanal 150c eine Verbindung dieser oberen Fläche mit dem Zuflußrohr 118 her. Dadurch wird der Rückhub des Kolbens 124c eingeleitet, was erst nach Einleitung des Arbeitshubes des Kolbens 124b erfolgt, so daß die im vorstehenden beschriebene Pumpenleistungsübertragung vom Kolben 124c auf den Kolben 124b zustande kommt.The piston 124c of the pumping device 114c actuates the same valve element as that by which it is controlled, namely the valve element 152c. More precisely: as when the control port 200c connects the control channel 196b to the cylinder 128 c, or immediately thereafter, 202c connects the control port, the control channels 184c and 198c with each other. When this happens, the outlet pressure is exerted on the lower end of the valve member 152c via the channel 154c, the annular space existing around the shaft 168c, the channel 184c, the control opening 202c and the channel 198c. The exertion of outlet pressure on the lower end of the valve member 152c results, as described above, in a downward movement of this valve member into its lower position. This downward movement terminates the connection of the upper surface of the plunger 132c with the return pipe 120 and connects this upper surface to the inflow pipe 118 via channel 158, branch 156c, the bore 164c and channel 150c located above the valve organ plunger 160c. As a result, the return stroke of the piston 124c is initiated, which only takes place after the working stroke of the piston 124b has been initiated, so that the above-described transfer of pump power from the piston 124c to the piston 124b takes place.

Auf ähnliche Weise bewirkt die Steueröffnung 200a, wenn der Kolben 124a ungefähr das Ende seines Arbeitshubes erreicht hat, über den Steuerkanal 196c eine Aufwärtsbewegung des Ventilorgans 152 c, wodurch der Arbeitshub des Kolbens 124 c eingeleitet wird, und die Steueröffnung 202a bewirkt über Steuerkanal 198a eine Abwärtsbewegung des Ventilorgans 152a in seine untere Stellung, wodurch der Rückhub des Kolbens 124 a eingeleitet wird. Mithin findet ein allmählicher übergang der Pumpenleistung vom Kolben 124a auf den Kolben 124c statt. Wieder auf die gleiche Art läßt die Steueröffnung 200 b, wenn sich der Kolben 124 b dem Ende seines Arbeitshubes nähert, über Steuerkanal 196a das Ventilorgan 152a aufwärts gehen und damit den Arbeitshub des Kolbens 124a einleiten, und die Steueröffnung 202b läßt über Steuerkanal 198b das Ventilorgan 152 b niedergehen, so daß der Rückhub des Kolbens 124b eingeleitet wird, wodurch wieder ein allmählicher übergang der Pumpenleistung vom Kolben 124b zum Kolben 124a bewirkt wird. Das Förderspiel ist beendet, wenn, wie im vorstehenden eingehend beschrieben worden ist, der Kolben 124c das Ventilorgan 152b aufwärts bewegt, was den Arbeitshub des Kolbens 124 b einleitet, und das Ventilorgan 152c abwärts bewegt, wodurch sein eigener Rückhub eingeleitet wird. Der Kolben 124 a steuert die Ventilorgane 152c und 152a und der Kolben 124b die Ventilorgane 152a und 152b auf genau die gleiche Weise wie der Kolben 124c die Ventilorgane 152b und 152c, so daß sich eine eingehende Beschreibung erübrigt.In a similar manner , when the piston 124a has approximately reached the end of its working stroke, the control opening 200a causes the valve member 152c to move upwards via the control channel 196c, whereby the working stroke of the piston 124c is initiated, and the control opening 202a effects via the control channel 198a a downward movement of the valve member 152a into its lower position, whereby the return stroke of the piston 124a is initiated. As a result, there is a gradual transfer of the pump output from piston 124a to piston 124c. Again in the same way can b the control port 200 when the piston 124 b nears the end of its working stroke, the valve member 152a go beyond control channel 196a upward and 124a initiate the working stroke of the piston and the control port 202b can via control channel 198b, the valve member 152 b go down, so that the return stroke of the piston 124 b is initiated, which again causes a gradual transition of the pump output from the piston 124 b to the piston 124 a . The conveyor game is terminated when, as has been described in detail in the foregoing, the piston 124c, the valve body 152b moves upward, which initiates the power stroke of the piston 124 b and the valve body 152c is moved downward, whereby its own return stroke is initiated. The piston 124 a controls the valve members 152c and 152a and the piston 124b, the valve members 152a and 152b in exactly the same manner as the piston 124c and the valve members 152 b 152c, so that a detailed description is omitted.

Wie aus dem Vorstehenden hervorgeht, ist die Phasenverschiebung bzw. Zeiteinstellung des Arbeits-und des Rückhubes der Kolben 124 a,124 b und 124 c so gewählt, daß zu jeder Zeit zwei von diesen Kolben ihre Arbeitshübe ausführen, da die von jedem Kolben übernommene Pumpenleistung dann, wenn er sich dem Ende seines Arbeitshubes nähert, auf einen Kolben übertragen wird, der seinen Rückhub bereits beendet hat.As can be seen from the above, the phase shift or time setting of the working and return strokes of the pistons 124 a, 124 b and 124 c is selected so that at any time two of these pistons perform their working strokes, since the pump output taken over by each piston when it approaches the end of its working stroke, it is transferred to a piston that has already completed its return stroke.

Während zwei der Kolben 124 a bis 124 c, gegeneinander phasenverschoben, ihre Arbeitshübe in Aufwärtsrichtung zurücklegen, wobei einer dem anderen um etwa 120° voreilt, muß der dritte Kolben seinen Rückhub in Abwärtsrichtung zurücklegen, oder er hat diesen beendet und steht am unteren Ende seines Arbeitsweges, darauf wartend, daß sich der nächste Kolben in der Reihe dem seines Arbeitshubes nähert. Damit dies vor sich gehen kann, muß offenbar die Geschwindigkeit jedes Kolbens in seinem Rückhub mindeste das Doppelte der Geschwindigkeit in seinem Arbeitshub betragen. Dies ist leicht dadurch zu erzielen, daß man die obere Fläche jedes Plungers 132 a bis 132c hinlänglich größer als die untere Fläche des entsprechenden Plungers 126a, 126b oder 126c macht. Da die Kolben 124 a, 124b und 124c auf ihrem Rückhub nur mechanische Reibung und Reibung der die axialen Durchlässe 138 a, 138 b und 138c durchströmenden Flüssigkeit zu überwinden haben, kann man die erwähnte hohe Rückhubgeschwindigkeit dadurch erzielen, daß man die Durchmesser der Zylinder 134 a, 134 b und 134 c ein paar tausendstel Zoll größer als den Durchmesser der Zylinder 128 a, 128 b und 128 c macht.While two of the pistons 124 a to 124 c, out of phase with each other, cover their working strokes in the upward direction, with one leading the other by about 120 °, the third piston must cover its return stroke in the downward direction, or it has finished it and is at the lower end of its Travel, waiting for the next piston in the series to approach that of its working stroke. In order for this to happen, the speed of each piston in its return stroke must obviously be at least twice the speed in its working stroke. This is easily achieved by reacting 132 a sufficiently larger, 126b or 126c makes the upper surface of each plunger 132c to as the lower surface of the corresponding plunger 126a. Since the pistons 124 a, 124 b and 124 c only have to overcome mechanical friction and friction of the fluid flowing through the axial passages 138 a, 138 b and 138 c on their return stroke, the aforementioned high return stroke speed can be achieved by changing the diameter makes cylinder 134 a, 134 b and 134 c a few thousandths of an inch larger than the diameter of cylinder 128 a, 128 b and 128 c.

Betrachtet man einige der Vorteile der Drillingspumpe I10, so besteht bei dieser, da die Pupenleistung immer von dem Kolben 124a, 124b und 124c, der sich dem Ende seines Arbeitshubes nähert, auf den Kolben übertragen wird, der am unteren Ende seines Arbeitsweges steht, bevor noch der ersterwähnte Kolben das Ende seines Arbeitshubes erreicht hat, im großen ganzen keine Neigung dazu, hydraulische Stöße in die durch Pumpwirkung angesaugte Flüssigkeit hineinzubringen. Auch sind, da die treibend wirkenden Teile oder Mittel der Pumpvorrichtungen 114 a, 114 b und 114c zueinander parallel geschaltet sind, die vom Zuflußrohr 118 herkommenden, unter Druck stehenden Arbeitsflüssigkeitsströme und zum Rückströmrohr 120 fließenden Ströme verbrauchter Flüssigkeit im wesentlichen stetig, so daß sowohl in der Arbeitsflüssigkeitssäule als auch in der durch die verbrauchte Flüssigkeit gebildeten Säule keine hydraulischen Stöße auftreten.If one looks at some of the advantages of the triple pump I10, it is because the pupil output is always transferred from the piston 124a, 124b and 124c, which is approaching the end of its working stroke, to the piston, which is at the lower end of its working path, before nor has the first-mentioned piston reached the end of its working stroke, on the whole there is no tendency to introduce hydraulic shocks into the liquid sucked in by the pumping action. Also, since the driving parts or means of the pumping devices 114 a, 114 b and 114 c are connected in parallel to one another, the pressurized working fluid flows coming from the supply pipe 118 and the flows of used fluid flowing to the return pipe 120 are essentially constant, so that both no hydraulic shocks occur in the working fluid column as well as in the column formed by the used fluid.

Da die Belastung mit der Pumpenleistung stets von zweien der Kolben 124 a bis 124 c getragen wird und diese Kolben vorzugsweise miteinander identisch sind, ist offenbar die Pumpenleistung immer gleichmäßig auf zwei Kolben verteilt. Daher ist der für eine gegebene Pumpenleistung erforderliche Druck der Arbeitsflüssigkeit nur halb so groß wie der Druck, der aufzubringen wäre, wenn in jedem Augenblick nur einer der Kolben seinen Arbeitshub ausführte. Umgekehrt kann die Größe der treibend wirkenden Flächen, d. h. der oberen Flächen der Plunger 132 a bis 132c und der unteren Flächen der Plunger 126a bis 126c, bei der gleichen Pumpenleistung auf die Hälfte herabgesetzt werden Eine Herabsetzung des Arbeitsflüssigkeitsdruckes auf die Hälfte hat den Vorteil, daß die Anforderungen an Festigkeit, die an die Gesamtkonstruktion der Pumpenanlage zu stellen sind, herabgesetzt werden können, während eine Herabsetzung der treibend wirkenden Flächen auf die Hälfte bei gleichem Arbeitsflüssigkeitsdruck den Vorteil einer Verringerung der Pumpengröße ohne irgendwelche Herabsetzung der Pumpenleistung hat. Auf die wirtschaftlichen Vorteile, die eine solche Verringerung der Pumpengröße hat, ist bereits bei Besprechung der Duplexpumpe 10 hingewiesen worden.Since the load with the pump output is always borne by two of the pistons 124 a to 124 c and these pistons are preferably identical to one another, the pump output is apparently always evenly distributed over two pistons. Therefore, the pressure of the working fluid required for a given pump output is only half as great as the pressure that would have to be applied if only one of the pistons performed its working stroke at any given moment. Conversely, the size of the impulsive-operating surfaces, the upper surfaces ie the plunger 132 a to 132c and the lower surfaces of the plunger 126a, lowered to 126C at the same pump power to half a reduction of the working fluid pressure to half has the advantage that The strength requirements that are to be placed on the overall construction of the pump system can be reduced, while reducing the driving surfaces by half with the same working fluid pressure has the advantage of reducing the pump size without any reduction in pump performance. The economic advantages of reducing the size of the pump in this way have already been pointed out when discussing the duplex pump 10.

Wird andererseits bei Verwendung der erfindungsgemäß gebauten Drillingspumpe 110 der größtmögliche Arbeitsflüssigkeitsdruck angewandt und die Pumpe so groß wie möglich ausgeführt, so kann man im Vergleich zu Pumpen bisheriger Konstruktionen sehr große Pumpenleistungszunahmen erzielen. Eine erfindungsgemäß gebaute Drillingspumpe 110 z. B., die bei dem gleichen Druck wie eine vergleichbare, dem Stand der Technik angehörende Pumpe arbeitet und die den gleichen Gesamtdurchmesser hat wie diese, wird ihr gegenüber eine nahezu fünfmal größere Pumpenleistung besitzen.If, on the other hand, when using the triple pump 110 constructed according to the invention, the greatest possible working fluid pressure is applied and the pump is made as large as possible, then very large increases in pump performance can be achieved compared to pumps of previous designs. A triple pump 110 built according to the invention z. B., which operates at the same pressure as a comparable prior art pump and which has the same overall diameter as this, will have an almost five times greater pump capacity compared to it.

Die Drillingspumpe 110 besitzt also auch die Vorteile, die im vorstehenden der Duplexpumpe 10 zugeschrieben worden sind. Zum Beispiel setzten die gleichachsig angeordneten Durchlässe 138 a bis 138 c für die geförderte Flüssigkeit die Flüssigkeitsreibung stark herab. Auch ist bzw. sind, da von den Kolben 124 a bis 124 c immer zwei ihren Arbeitshub ausführen, während sich der dritte in seinem Rückhub oder am unteren Ende seines Arbeitsweges befindet, kein Saugventil bzw. keine Saugventile erforderlich, da die von den jeweiligen Kolben getragenen Arbeitsventile 142a bis 142c derartige Ventile unnötig machen. Der durch die Kolben 124 a bis 124 c fließende geradlinige axiale Strom sowie das Fehlen von Saugventilen tragen durch die starke Verringerung des Strömungswiderstandes der geförderten Flüssigkeit wesentlich zur Leistungssteigerung bei Anwendung der Tiefbohrpumpe 110 bei.The triple pump 110 thus also has the advantages that have been ascribed to the duplex pump 10 above. For example, the coaxially arranged passages 138 a to 138 c for the conveyed liquid greatly reduce the liquid friction. Also, since two of the pistons 124 a to 124 c always carry out their working stroke, while the third is in its return stroke or at the lower end of its working path, no suction valve or no suction valves are required because the respective pistons worn working valves 142 a to 142 c make such valves unnecessary. The straight axial flow flowing through the pistons 124 a to 124 c and the lack of suction valves contribute significantly to the increase in performance when the deep drilling pump 110 is used due to the great reduction in the flow resistance of the pumped liquid.

Man kann die Erfindung auch sehr leicht auf den Vierfach-, Fünffach-Pumpenbetrieb usw. anwenden, und zwar dadurch, daß man zwischen zwei beliebige der Pumpeinrichtungen 112 a, 112 b oder 112c weitere Pumpeinrichtungen, die ihnen ähnlich oder gleich sind, einsetzt. Die Drillingspumpe 110 kann z. B. durch Einsetzen einer den Pumpeinrichtungen 112 a bis 112c gleichen oder ähnlichen Pumpeinrichtung zwischen die Pumpeinrichtungen 112a und 112b in eine Vierfachpumpe umgewandelt werden, wobei diese zusätzliche Pumpeinrichtung in derselben Beziehung zur Pumpeinrichtung 112 b wie die Einrichtung 112a zur Einrichtung 112b und zur Pumpeinrichtung 112a in derselben Beziehung wie die Einrichtung 112b zur Einrichtung 112a steht- Durch Einsetzen zweier solcher Pumpeinrichtungen in der angegebenen Art und Weise kann man auch eine Fünffachpumpe entstehen lassen. In jeder derartigen Mehrfachpumpe würden in jedem Augenblick alle Kolben außer einem ihre Arbeitshübe ausführen. Nimmt man also eine Mehrfachpumpe mit n Pumpeinrichtungen an, so wird die Pumpenbelastung immer von n-1 Kolben getragen werden. Daher kann entweder der Druck der Arbeitsflüssigkeit oder können die treibend wirkenden Flächen auf das nI --fache herabgesetzt oder kann dadurch, daß der Arbeitsflüssigkeitsdruck und die treibend wirkenden Flächen auf den maximal möglichen Werte für beide gehalten wird bzw. werden, die Pumpenleistung entsprechend vergrößert werden. Wie leicht einzusehen ist, kann man auch durch Vergrößern des Wertes n den Arbeitslüssigkeitsdruck oder die treibend wirkenden Flächen auf jeden gewünschten Betrag herabsetzen oder die Pumpenleistung in der gewünschten Weise erhöhen.The invention can also be applied very easily to four-fold, five-fold pump operation, etc., in that further pump devices which are similar or identical to them are used between any two of the pump devices 112 a, 112 b or 112 c. The triple pump 110 can e.g. For example, by inserting a pumping means 112 a to 112 c the same or similar pump means between said pump means 112a and converted into a quadruple pump 112b, said additional pump means b in the same relationship to the pumping device 112 such as the device 112a to device 112b and the pump means 112a stands in the same relationship as the device 112b to the device 112a. By using two such pump devices in the manner indicated, a five-fold pump can also be created. In any such multiple pump, all but one of the pistons would perform their working strokes at any moment. Assuming a multiple pump with n pumping devices, the pump load will always be borne by n-1 pistons. Therefore, either the pressure of the working fluid or the driving surfaces can be reduced nI-fold or the pump output can be increased accordingly by keeping the working fluid pressure and the driving surfaces at the maximum possible values for both . As is easy to see, one can also reduce the working fluid pressure or the driving areas to any desired amount or increase the pump output in the desired manner by increasing the value n.

Claims (6)

Patentansprüche: 1. Hydraulisch betriebene Mehrfach-Kolbenpumpe zum Fördern von Erdöl aus Tiefbohrungen mit mindestens zwei gleichachsig liegenden, hydraulisch betriebenen Pumpvorrichtungen, die in Tandemanordnung geschaltet sind und von denen jede die Belastung mit einer Pumpenleistung aufnehmen kann, und einem von diesen Pumpvorrichtungen betätigbaren Steuerventilorgan, das die aufzubringende Pumpenleistung nacheinander den Pumpvorrichtungen zuteilen und jede dieser Pumpvorrichtungen dieser Pumpenleistung wieder entledigen kann, nachdem die Pumpenleistung der anderen dieser Pumpvorrichtungen zugeteilt worden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventilorgan (16) hydraulisch betätigt wird und Ventilvorrichtungen (16a, 16b) einschließt, die der Zahl nach der Zahl der Pumpvorrichtungen entsprechen und die jeweilige Pumpvorrichtung steuern. Claims: 1. Hydraulically operated multiple piston pump for Extraction of crude oil from deep wells with at least two coaxial, hydraulically operated pumping devices that are connected in tandem and each of which can take the load with a pump capacity, and one of these pumping devices actuatable control valve member, which is to be applied Allocate pump power to the pump devices one after the other and each of these pump devices can get rid of this pump output again after the pump output of the other this pumping device has been assigned, characterized in that the control valve member (16) is hydraulically operated and includes valve devices (16a, 16b) which correspond to the number after the number of pumping devices and the respective pumping device steer. 2. Hydraulisch betriebene Mehrfach-Tiefbohrpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede dieser Pumpvorrichtungen (14a, 14b) zur Betätigung einer anderen Ventilvorrichtung (16 a, 16 b) als derjenigen, von der sie gesteuert wird, durch eine Flüssigkeit mit dem Steuerventilorgan (16) in Verbindung steht, wobei diese Ventilvorrichtungen miteinander zur Betätigung einer dieser Ventilvorrichtungen durch eine andere dieser Ventilvorrichtungen durch eine Flüssigkeit in Verbindung stehen. 2. Hydraulically operated multiple deep well pump according to claim 1, characterized in that each of these pumping devices (14a, 14b) for actuating a different valve device (16 a, 16 b) than that by which it is controlled, through a liquid with the control valve member (16) , these valve devices being in communication with one another for actuation of one of these valve devices by another of these valve devices by a liquid. 3. Hydraulisch betriebene Mehrfach-Tiefbohrpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede dieser Ventilvorrichtungen (16a, 16b) ein an sich bekanntes, in Hin- und Herbewegung versetzbares Ventil (56a bzw. 566) einschließt, wobei jede der Pumpvorrichtungen (14 a,14 b) so mit dem Steuerventilorgan (16) verbunden ist, daß sie das Ventil einer anderen Ventilvorrichtung (16a, 16b) als der sie steuernden Ventilvorrichtung in einer bestimmten Richtung bewegt und jede der Ventilvorrichtungen (16a, 16b) so geschaltet ist, daß sie das Ventil einer anderen dieser Ventilvorrichtungen in der entgegengesetzten Richtung bewegt. 3. Hydraulically operated multiple deep well pump according to claim 1 or 2, characterized in that each of these valve devices (16 a, 16 b) includes a known, reciprocating valve (56a and 566), each of the Pump devices (14 a, 14 b) is so connected to the control valve member (16) that it moves the valve of another valve device (16a, 16b) than the valve device controlling them in a certain direction and each of the valve devices (16a, 16b) so is connected to move the valve of another of these valve devices in the opposite direction. 4. Hydraulisch betriebene Mehrfach-Tiefbohrpumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilvorrichtungen (16a, 16b) von den Pumpvorrichtungen so gesteuert werden, daß sie dann, wenn sich eine dieser Pumpvorrichtungen dem Ende ihres Arbeitshubes nähert, den Arbeitshub der anderen dieser Pumpvorrichtungen einleiten. 4. Hydraulically operated multiple deep well pump according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the valve devices (16a, 16b) are controlled by the pumping devices so that when one of these pumping devices approaches the end of its working stroke, the working stroke the other of these pumping devices. 5. Hydraulisch betriebene Mehrfach-Tiefbohrpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerventilorgan (16) an der Längsseite der und mit Abstand von den Pumpvorrichtungen (14a, 14b) angeordnet ist. 5. Hydraulically operated multiple deep drilling pump according to one of claims 1 to 4, characterized in that the control valve member (16) is arranged on the longitudinal side of and at a distance from the pumping devices (14 a, 14 b). 6. Hydraulisch betriebene Mehrfach-Tiefbohrpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilvorrichtungen (16a, 16b) gleichachsig liegen und hintereinandergeschaltet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 644 378, 357 550, 93127; deutsche Auslegeschrift Nr. 1019 563; USA.-Patentschrift Nr. 2 780171.6. Hydraulically operated multiple deep drilling pump according to one of the preceding claims, characterized in that the valve devices (16 a, 16 b) are coaxial and are connected in series. Considered publications: German Patent Nos. 644 378, 357 550, 93127; German Auslegeschrift No. 1019 563; U.S. Patent No. 2,780,171.
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