Скважинный насос
Сущность изобретения: устройство содержит плунжер, всасывающий и нагнетательный клапаны. Составной цилиндр собран из втулок, размещенных в кожухе. На его концах установлены переводники. Расстояние между торцами переводников превышает суммарную длину втулок цилиндра. Плунжер выполнен большей длины, чем цилиндр. Втулки радиально смещены. Угол смещения по окружности соседних втулок находится в пределах 170-190o. Они подвижны относительно друг друга на величину допустимого зазора в отработанной паре плунжер - цилиндр. 2 ил.
Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для откачки жидкости из скважины с помощью штанговой насосной установки.
Известен скважинный насос, состоящий из составного втулочного цилиндра, плунжера и клапанов [1] В известном насосе втулки собраны в кожухе-трубе, отцентрированы на скалке и стянуты переводниками, навернутыми на концах кожуха. Сила стягивания втулок контролируется динамометрическим ключом во избежании их смещения и заклинивания плунжера. Недостатком насоса является то, что он имеет повышенные утечки жидкости в паре плунжер цилиндр, вызванные необходимостью увеличивать зазор в паре, чтобы обеспечить свободное перемещение плунжера в жестком цилиндре, состыкованном из отдельных втулок. Кроме того, несмотря на стяжку втулок, они могут сместиться при спуске насоса в скважину или во время их транспортировки, что также требует увеличения первоначального зазора. При свободном размещении втулок в кожухе, когда расстояние между торцами переводников превышает суммарную длину втулок, торцы плунжера и втулок должны иметь заходные фаски, чтобы исключить прямые удары торцов и, как следствие этого, заклинивание насоса. В этом случае герметичность насоса также невысока, т.к. для свободного входа плунжера во втулки во время каждого цикла работы насоса требуется широкоходовая посадка деталей, т.е. большой зазор между плунжером и втулками. Технической задачей, решаемой данным изобретением, является уменьшение утечек жидкости в паре плунжер цилиндр скважинного насоса. Это достигается тем, что в скважинном насосе, включающем плунжер, всасывающий и нагнетательный клапаны, составной цилиндр, собранный из втулок, размещенных в кожухе, на концах которого установлены переводники, расстояние между торцами которых превышает суммарную длину втулок цилиндра, согласно изобретению, плунжер выполнен большей длины, чем цилиндр, а втулки радиально смещены с углом смещения по окружности соседних втулок в пределах 170.190oС и подвижны относительно друг друга на величину допустимого зазора в отработанной паре плунжер цилиндр. На фиг. 1 изображен скважинный насос; на фиг. 2 поперечное сечение насоса. Насос состоит из плунжера 1, кожуха 2, втулок 3 и 4 со стыком 5, пружин 6, переводников 7 и 8, клапанов 9 и 10. Цилиндр соединен с насосно-компрессорными трубами 11, подвешенными на устье скважины, а плунжер - со штангами 12, соединенными на устье скважины со станком-качалкой (на фиг. не показано). Радиально смещенная относительно оси насоса втулка одной стороной прижата к плунжеру, а с другой стороны образует с ним серповидную щель 13. На стыке втулок серповидная щель одной втулки частично перекрыта другой втулкой; неперекрытыми остаются два участка 14. Торцы втулок 3 и 4 шлифованы и перпендикулярны к оси, поэтому на стыке 5 радиального перетока жидкости не происходит. Переводники 7 и 8 навинчены на кожух 2 так, что они не зажимают втулки по торцам, а оставляют между ними зазор, достаточный для взаимного плотного перемещения втулок. Радиальная подвижность втулок ограничена толщиной слоя допустимого износа плунжера и втулки. Это позволяет максимально увеличить площадь торцевого контакта соседних втулок. Величина неперекрытых участков 14 зависит от угла окружности, по которой приложены силы смещения соседних втулок. Наименьшие просветы, а следовательно, и утечки жидкости будут при угле 180o. В этом случае площадь просветов составляет 32% от площади кольцевой щели между плунжером и втулкой. Уменьшение или увеличение угла до 10o не сказывается существенно на приращении площади, а большие изменения приводят к значительному возрастанию просветов, достигая при 0o и 360o максимальной величины, равной площади полной серповидной щели. Радиальное смещение втулки может быть осуществлено различными способами, например, цилиндрической или плоской пружиной, постоянным магнитом и пр. На фиг. 1 и 2 как пример показаны две плоские пружины 6, прижимающие соседние втулки к плунжеру с противоположных сторон. Насос работает следующим образом. При ходе плунжера 1 сверху вниз жидкость, находящаяся над закрытым приемным клапаном 10, проходит через открытый нагнетательный клапан 9 в трубы 11. При обратном ходе вверх нагнетательный клапан 9 закрывается, а приемный клапан 10 открывается. В результате этого возникает перепад давления, который приводит к подаче жидкости на поверхность и частичной утечке ее по щели между плунжером и цилиндром обратно в полость всасывания. В известном насосе щель между плунжером и цилиндром представляет собой кольцевой зазор по всей сопрягаемой длине. В предложенном насосе имеется серповидная щель с большим числом местных гидравлических сопротивлений в виде внезапного сужения и расширения канала. Такой вид сопротивления дает дополнительную потерю напора в щели, что приводит к снижению расхода жидкости, т.е. к уменьшению утечек. В процессе работы насоса происходит износ внутренней поверхности втулок и плунжера. Втулки перемещаются пружинами 6 и выбирают образующийся зазор в месте контакта. Перемещение соседних втулок навстречу друг другу по мере износа позволяет сохранять малое проходное сечение неперекрытых участков 14 на стыках 5 длительное время и тем самым продлевает срок работы насоса с уменьшенными утечками жидкости. По экспериментальным данным утечки жидкости в паре плунжер цилиндр с максимальным эксцентриситетом и 20-местными гидравлическими сопротивлениями указанного вида на 60.80% меньше, чем в паре с концентричным расположением плунжера в цилиндре и без местных сопротивлений.Формула изобретения
Скважинный насос, включающий плунжер, всасывающий и нагнетательный клапаны, составной цилиндр, собранный из втулок, размещенных в кожухе, на концах которого установлены переводники, расстояние между торцами которых превышает суммарную длину втулок цилиндра, отличающийся тем, что плунжер выполнен большей длины, чем цилиндр, а втулки радиально смещены с углом смещения по окружности соседних втулок в пределах 170-190o и подвижны относительно друг друга на величину допустимого зазора в отработанной паре плунжер-цилиндр.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
Похожие патенты:
Скважинный штанговый насос // 1701981
Скважинный штанговый насос // 1687870
Аксиально-плунжерная гидромашина // 1687854
Плунжерный насос // 1679051
Изобретение относится к насосостроению, в частности к радиально-поршневым насосам с эксцентриковым приводом поршней и клапанно-щелевым распределением
Вертикально замкнутый цепной конвейер палет // 1613397
Изобретение относится к транспортированию обрабатываемых деталей на палетах от позиции загрузки до позиции разгрузки между различными видами оборудования
Скважинный штанговый насос // 1610073
Скважинный штанговый насос // 1576722
Цилиндропоршневое устройство объемной машины // 1576718
Изобретение относится к технике насосостроения
Объемный насос и.м.данильченко // 1576715
Скважинный штанговый насос // 1560795
Привод штанговых глубинных насосов // 2061906
Изобретение относится к механическим приводам скважинных насосов, в частности, к станкам качалкам штанговых насосов, и предназначено для добычи нефти или воды из глубинных скважин
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при глубиннонасосной эксплуатации скважин
Плунжер скважинного штангового насоса // 2059886
Клапан скважинного штангового насоса // 2059885
Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к скважинным штанговым насосам, и может быть использовано при откачке нефти или при подъеме воды из скважины
Скважинная штанговая насосная установка // 2059884
Изобретение относится к технике и технологии добычи нефти и может быть использовано в частности, при добыче высоковязкой нефти
Штанговая насосная установка // 2059883
Изобретение относится к технике механизированной добычи и может быть использовано при добыче вязких нефтей
Погружная насосная установка // 2059112
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности, к погружным насосным установкам для подъема высоковязких пластовых жидкостей из скважин
Скважинная насосная установка // 2059111
Изобретение относится к технике добычи нефти, а именно к скважинным насосным установкам, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для подъема нефти из скважины
Привод скважинного штангового насоса // 2056532
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к приводам скважинных штанговых насосов, и может быть использовано при эксплуатации нефтяных скважин
Штанговая глубинно-насосная установка // 2100578