Скважинный плунжерно-диафрагмовый насос

 

СКВАЖИННЫЙ ПЛУНЖЕРНО-ДИАФРАГМОВЫЙ НАСОС, содержащий заполненный жидкостью гидрозащиты цилиндр с помещенным в него плунжером со штоком , связанным с приводным элементом , уплотнительное устройство штокаj к омпенсаторную камеру с разделительной диафрагмой, всасывающе-нагнетательную камеру со всасывающим и нагнетательным клапанами и разделительной диафрагмой, отличающийс я тем, что, с целью повышения н дежности и долговечности насоса, всасывашце-нагнетательная камера присоединена к нижнему концу цилиидра, а компенсаторная камера размещена между плунжером и уплотнительным устройством штока, пропущенного через компенсаторную камеру.

СОЮЗ COBETCHHX

РЕСПУБЛИН

O9I (И) 4(51 F 04 В 47/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2986599/25-06 (22) 29.09.80 (46) 30.01.85. Бюл. У 4 (72) Я.Ф.Коршун (53) 621.651(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Р 706566, кл.Р 04 В 47/02, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР.

В 866273, кл.F 04 В 47/02, 1979 (прот6тип). (54) (57) СКВАЖИННЫЙ ПЛУНЖЕРНО-ДИАФРАГИОВЫЙ НАСОС, содержащий заполненный жидкостью гидрозащиты цилиндр с помещенным в него плункером со што1 ком, связанным с приводным элементом, уплотнительное устройство атока, компенсаторную камеру с разделительной диафрагмой, всасывающе-нагнета. тельную камеру со всасывающим и нагнетательным клапанами и разделительной диафрагмой, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьивения надежности и долговечности насоса, всасывающе-нагнетательная камера присоединена к никнему концу цилиндра, а компенсаторная камера размещена ме кду плунжером и уплотнительным устройством ютока, пропущенного через компенсаторную камеру.

1137240

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли и может быть использовано при откачке нефти и других пластовых жидкостей из скважин.

Известен скважинный плунжерно-диа- 5 фрагмовый насос, преимущественно для беструбной эксплуатации, содержащий ступенчатый цилиндр, заполненный жидкостью гидрозащиты и выполненный подвижным, установленный в цилиндре неподвижный дифференциальный плунжер, к которому снизу присоединена всасй вающе-нагнетательная камера со вса- сывающим и нагнетательным клапанами и разделительной цилиндрической дна- 15 фрагмой, компенсаторную камеру, установленную в верхней части подвижного цилиндра и имеющую разделительную цилиндрическую диафрагму fQ .

Однако известный плунжерно-диа- 20 фрагмовый насос характеризуется тем, что через зазор нижней плунжерной пары под полным перепадом давления, создаваемого насосом, в замкнутые полости насоса, заполненные жидкостью25 .гидрозащиты, интенсивно проникает откачиваемая пластовая жидкость, подвергая ускоренному износу нижнюю плунжерную пару и вытесняя жидкость гидрозащиты, в результате чего плун- ЗО жерные пары работают в коррозионноабразйвной среде, что приводит к сокращению срока службы насоса.

Наиболее близким к предложенному является скважинный плунжерно-диафрагмовый насос, содержащий заполненный жидкостью гидрозащиты цилиндр с помещенным в него плунжером со штоком, связанным с приводным элементом, уплотнительное устройство штока,4р компенсаторную камеру с разделительной диафрагмой, всасывающе-нагнетательную камеру со всасывающим и нагнетательным клапанами и разделительной диафрагмой (2}.

Однако в данном насосе уплотнительное устройство находится под полным перепадом давления, создаваемым насосом, что приводит к. ускоренному .износу уплотнительного устройства и проникновению откачиваемой жидкости в жидкость гидрозащиты. Это сокращает срок службы насоса и уменьшает

его надежность.

Цель изобретения - повышение надеж- 55, ности и срока службы насоса.

Поставленная цель достигается тем, что в скважинном плунжерно-диафрагмо-, вом насосе, содержащем заполненный жидкостью гидрозащиты цилиндр с помещенным в него плунжером со штоком, связанным .с приводным элементом, уплотнительное устройство штока, компенсаторную камеру с разделительной диафрагмой, всасывающе-нагнетательную камеру со всасывающим и нагнетательным клапанами и разделительной диафрагмой, всасывающе-нагнетательная камера присоединена к нижнему концу цилиндра, а компенсаторная камера размещена между плунжером и уплотнительным устройством штока, пропущенного через компенсаторную

-камеру.

При таком исполнении скважинного плунжерно-диафрагмового насоса на уплотнительное устройство штока, отделяющего внутренние замкнутые полости насоса, заполненные жидкостью гидрозащиты, от окружающей среды, заполненной откачиваемой жидкостью, действует незначительный перепад давления, равный перепаду давления, требующемуся для деформации диафрагмы компенсаторной камеры при ее расправлении и складывании, Незначительный перепад давления на уплотнительном устройстве штока позволяет в качестве его использовать уплотнительные устройства типа сильфонов, гофр, что полностью исключает попадание откачиваемой жидкости в жидкость гидрозащиты и наоборот.

На чертеже изображен предложенный !

1 скважинный плунжерно-диафрагмовый насос, общий вид.

Скважинный плунжерно-диафрагмовый насос содержит цилиндр 1, заполненный жидкостью гидрозащиты помещенньФ в него плунжер 2 со штоком 3, свяI занным с приводным элементом (не покаэан1,- уплонительное: устройство 4 штока. К нижнему концу цилиндра 1 присоединена всасывающе-нагнетательная камера 5 со всасывающим 6 и нагнетательным 7 клапанами.

Всасывающе-нагнетательная камера

5 размещена в наружном патрубке 8 и снабжена внутренним перфорированным патрубком-ограничителем 9 и цилиндрической разделительной диафрагмой 10, расположенной концентрически между патрубками 8 и 9. Разделительная диафрагма 10 отделяет периферийную полость ll с жидкостью гидрозащиты от центральной полости с откачиз ваемой жидкостью. Периферийная полость 11 сообщена с полостью 12 под плунжером 2.

Между плунжером 2 и уплотнительным устройством 4 размещена компенсаторная камера 13, имеющая наружный патрубок 14 с радиальными отверстиями 15, сообщенными с окружающим пространством.

Компенсаторная камера )3 снабжена внутренним перфорированным патрубком-ограничителем 16 и цилиндрической разделительной диафрагмой 17, расположенной концентрически между атрубками 14 и 16. Разделительная диафрагма 17 отделяет внутреннюю полость, заполненную жидкостью гидро. эащиты, от периферийной полости 18, сообщенной с окружающим пространст.— вом.

Шток 3 пропущен через компенсаторную камеру 13 вдоль ее оси. Внутренняя полость компенсаторной камеры

)3 сообщена с полостью 19 над плунжером 2.

В .продольном канале 20 плунжера

2 установлен подпружиненный перепускной клапан 21, перепускающий при определенном перепаде давления жидкость гидрозащиты из периферийной полости

° ll в полость 19 над плунжером 2. Для исключения роста перепада давления выше допустимого компенсаторная камера 13 снабжена предохранительными клапанами 22 и 23. Наружный патрубок

8 имеет на торце посадочный конус 24 для посадки в. седло опоры при вставном варианте насоса.

Вместо конуса 24 может быть соединительная резьба или иной вид сочленения. "

Насос работает следующим образом.

Плунжер 2 при ходе вверх всасывает жидкость гидрозащиты из периферийной части полости 11, в результате чего диафрагма !О -расправляется (показана штрихами) и в центральную полость через всасывающий клапан 6 происходит всасывание откачиваемой жидкости. При ходе плунжера 2 вниз, 1

1137240 из уменьшающейся в объеме полости 12, жидкость гидрозащиты выдавливается обратно в полость ll, отчего диафрагма 10 сужается (показана штрихами). У .н откачиваемая жидкость иэ централь-:. ной полости через нагнетательный клапан 7 вытесняется в кольцевое пространство между насосом и подъемными трубами или, при.отсутствии последних, обсадной колонной )показаны Затем цикл повторяется, При этом изменение объема полости 19 над плунжером компенсируется изменяющимся объемом внутренней полости камеры °

13 за счет расправления)при всасывав нии (показано штрихами7 и сужения при такте нагнетания показано штрыхами) диафрагмы 17 компенсаторной камеры

13. Жидкость гидроэащиты, проникаю20 щая вО время такта всасывания через зазор плунжер-цилиндр из полости 19 в полость 12, возвращается обратно в полость 19 через перепускной клапан 21. Затем цикл повторяется.

Расположение компенсаторной камеры 13 между плунжером 2 и уплотнительным устройством 4 облегчает условия работы последнего, повышая его срок службы и надежность, а при использовании в качестве уплотнительных устройств сильфонов, гофров и т.п. исключается попадание жидкости гидрозащиты в откачиваемую жидкость, что важно при добыче пластовых жид-, костей, требующих высокой чистоты, например минеральных вод.

Наличие всасывающего отверстия снизу насоса позволяет применять хвостовик иэ труб на его приеме с целью борьбы с пробкообразованием в скважине ниже насоса и защиты стенок скважины от воздействия на них пластовой жидкости, а расположение всасывающего и нагнетательного кла4S панов соответственно на входе и выходе из центральной полости всасывающе-нагнетательной камеры позволяет максимально увеличить их проходное сечение, что важно при добыче

ЗО высоковязких нефтей ! 137240

22

/О

Составитель С.Брыкова

Редактор Н.Воловик ТехредС.Легеза:Корректор И. Муска

3aaas 10493/2$ .. Тирам 586 Подписное . ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изообретейий и открытий

11 3035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

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