Плунжер скважинного штангового насоса

 

Изобретение м. б. использовано при откачке пластовых жидкостей из скважины преимущественно в длинноходовом режиме работы насоса. Цель изобретения - повышение эффективности в эксплуатации. В кольцевых выступах 7, выполненных сверху и снизу на наружной поверхности полого корпуса, закреплены наклонно, ребром к корпусу , плоские пластины 9 из износостойкого материала. Продольные сквозные пазы расположены равномерно по всему периметру полого корпуса. В пространстве между пластинами 9 расположен эластичный уплотнитель 6. В результате увеличивается объемная подача насоса за счет уменьшения утечек жидкости и уменьшается сила трения между цилиндром и плунжером. 1 з. п. ф-лы, 5 ил. (Л со ND СО 4;: ГчЭ фиг.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ1323742

А1

gpss - i. ",4j

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3978913/25-06 (22) 22.11.85 (46) 15.07.87. Бюл. № 26 (71) Центральная научно-исследовательская лаборатория Производственного объединения «Оренбургнефть» (72) Ф. Х. Халиуллин, P. А. Максутов и P. А. Храмов (53) 621.651 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 616425, кл. F 04 В 47/00, 1976. (54) ПЛУНЖЕР СКВАЖИННОГО ШТАНГОВОГО НАСОСА (57) Изобретение м. б. использовано при откачке пластовых жидкостей из скважины (5g 4 F 04 В 47/02, F 04 В 21/04 преимущественно в длинноходовом режиме работы насоса. Цель изобретения — повышение эффективности в эксплуатации. В кольцевых выступах 7, выполненных сверху и снизу на наружной поверхности полого корпуса, закреплены наклонно, ребром к корпусу, плоские пластины 9 из износостойкого материала. Продольные сквозные пазы расположены равномерно по всему периметру полого корпуса. В пространстве между пластинами 9 расположен эластичный уплотнитель 6. В результате увеличивается объемная подача насоса за счет уменьшения утечек жидкости и уменьшается сила трения между цилиндром и плунжером. 1 з. и. ф-лы, 5 ил.

1323742

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к скважинным штангс)вым насосам, а именно к их плунжерам, и может быть использовано при откачке нластовых жидкостей из скважины преимущественно в длинноходовом режиме работы насоса.

Цель изобретения — — повышение эффективности в эксплуатации.

На фиг. 1 схематично представлен скважинный штанговый насос с плунжером, общий вид; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б-h на фиг. 1; на фиг. 4-разрез Г-Г на фиг. 1; на фиг. 5 -- разрез

В-В на фиг. 1.

Плунжер 1 установлен в цилиндре 2 скважинного штангового насоса 3 и содержит полый корпус 4 со сквозными пазами 5, герметизированными эластичным уплотнителем 6. Наружная поверхность полого корпуса 4 сверху и снизу снабжена кольцевыми выступами 7 с закрепленными в них в прорезях 8 наклонно, ребром к корпусу, плоскими пластинами 9 из износостойкого материала.

Сквозные пазы 5 выполнены продольными и расположены в промежутке между кольцевыми выступами 7 равномерно по всему периметру полого корпуса 4, при этом элас. тичный уплотнитель 6 расположен и в пространстве между плоскими пластинами 9.

Г!лунжер 1 выполнен из по меньшей мер» двух секций 10. а наклон плоских пластин 9 в каждой последующей секции выпо п»е« в сторону, противоположнук> наклону плоских пластин 9 предыдущей секции. Цилиндр

2 насоса 3 представлен колонной насоснокомпрессорных труб 11, причем в свободном состоянии плунжера 1 в колонне насосно компрессорных труб 11 имеется зазор !2 между трущимися поверхностями плунжера и насосно-компрессорных труб. ПлунМер 1 снабжен нагнетательным клапаном 13.

Крепление эластичного уплотнителя 6 осуществляется способом вулканизации или другими известными способами гуммирования. При этом плоские пластины 9 ук.1адываются и закрепляются в прорезях 8 кольцевых выступов 7 с наклоном к оси полого корпуса 4 так, чтобы нижняя часть первой пластины совпала с проекцией начала второй пластины, а нижняя часть последней — с проекцией начала третьей пластины и т. д. Размещением плоских пластин с указанным наклоном дости гается положение, 11ри котором контактная линия на ребрах плоских пластин со стенкой насосно-компрессорных труб на проекции плунжера оказывается сплошной. При сплошном контакте плоских пластин по периметру секции плунжера основное усилие при деформации стенки полого корпуса от внутреннего давления воспринимается пластинами.! I л н ж c p с к в а ж и н н 0 г О ш T а 1 I г О в О г О н а»оса раоотает следующим образом.

В начале хода плунжера 1 вверх закрывается нагнетательный клапан 13 и на плунж»ре создается давление жидкости, при этом рабочее давление насоса 3 начинает деформировать стенку полого корпуса 4 каждой секции 10 плунжера. Эластичный уплотнитель 6 и металлическая стенка (не показана) секции 10 деформируются одновременно HB местах наличия нродол Ill>ix сквозных пазов 5, так как стенка полого корпуса 4 при этом практически не испытывает кольцевых (меридиональных) напряжений. Это oбьясняется отсутствием сплошности металлической стенки полого корпуса в интервале между кольцевыми выступами 7. С увеличением внутреннего давления в нлунжере 1 увеличивается деформация эластичного уплотнителя 6, армированного Ilëîñêoé пластиной 9 из износостойкого материала, и металлич»ской части, армированной эластичным уплотнителем 6 (фиг. 2). Прп этом элас.гичный уплотнитель 6 не выхо TII T за прсделы наружной грани 11лоских пластин 9 и не ср»зается 1пероховатыми участками насоснокомпрессорных труб 11. При увеличении внутреннего давления и, соответственно, деформации секции 10 плунжера 1 исчезает зазор 12 между 1ру1цимися пов»рхностями

IIHph! 11лунжер 1 — цилиндр 2, чем обеспс1ивается герметичность этой нары, i следовательно, уменьшается утечка жидкости и повышается обьем иоды IH H "»0»B.

При наличии некоторой гнероховатости на стенке насос:io-компрессорных труб 11 в мом»пт движения секции 10 плунхк»ра вверх наклонно установ.ц.иная 1 лоская пластина 9 своей наружной гранью скользит по выступу шероховатого места. В момент скольжения грани плоской пластины 9 по выступу на стенке пасосно-компрессорной трубы возникает по ер»1ная сила, которая стремится повернуть секцию плунжера. При ходе плунжера вверх по шероховатому месту на ст»нке насосно-компрессор11ых труб поперечная сила поочередно поворачивает его в ту или иную сторону. Величина угла поворота секции плун>кера связана с длиной и углом наклона пластин. Такие повороты плунжера предотвращают скручивание тягового органа (не показан), т. е. устраняется одна из причин его обрыва. В плунжере должно быть четное количество секций для обеспечения возможности раскручивания тягового органа в обратную сторону. Плунжер также поворачивается и при прохождении места, где име»TcR II»60льп1ая эллиптичность сечения на ocHo-компр»ссорнои трубы. Повороты секций плунжера позволяют перекрыть некоторые кан;1лы утечек жидкости в трущейся паре цилиндр- — плунжер.

Кроме того, при ходе плунжера с поворотом достигается некоторое умень1пение силы трения между цилиндром H плунжером.

132374

При ходе плунжера 1 вверх эластичный уплотнитель 6 не может выдавливаться в пространство между торцами соединяемых муфтами (не показаны) насосно-компрессорных труб 11, так как сила адгезии эластичного уплотнителя 6 на поверхности плоских пластин 9 удерживает уплотнитель от попадания в зазор на стыке труб.

При ходе плунжера 1 вниз открывается нагнетательный клапан 13 и снимается разность давления на плунжере, а высота столба жидкости в колонне насосно-компрессорных труб 11 удерживается закрытым приемным клапаном (не показан) насоса 3. Деформированная стенка плунжера возвращается в исходное положение, и образуется зазор 12 между трущимися поверхностями плунжера и цилиндра (насосно-компрессорной трубы).

Плунжер при ходе вниз практически не испытывает силы трения о стенки труб.

2

Формула изобретения

1. Плунжер скважинного штангового насоса, содержащиЙ полый корпус со сквозными пазами, герметнзированными эластичным уплотнителем, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности в эксплуатации, наружная поверхность полого корпуса сверху и снизу снабжена кольцевыми выступами с закрепленными в них наклонно, ребром к корпусу, плоскими пластинами из износостойкого материала, сквозные пазы выполнены продольными и расположены равномерно по всему периметру полого корпуса, при этом эластичный уплотнитель расположен и в пространстве между плоскими пластинами.

2. Плунжер по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен из по меньшей мере двух секций, а наклон плоских пластин в каждой последующей секции выполнен в сторону, противоположную наклону пластины предыдущеи секции.

Фиг 3

1323742 щук. 4

Составитель Э. Гинзбург

Редактор A. Маковская Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Заказ 2946/38 Тираж 574 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, УК вЂ” 35, Раугиская наб., д. 4!5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4