Диафрагменная насосная установка

 

Изобретение может быть использовано в насосных установках, предназначенных для подъема жидкости из скважин. Цель изобретения - повышение надежности и упрощение конструкции диафрагменной насосной установки. В корпусе (К) 1 установлены кольцевой коллектор 7 и К 8 распределителя. Эксцентриковый вал 5 распределителя кинематически жестко связан с валом объемного роторного насоса 4 и установлен вдоль его оси вращения в продольном отверстии 9 К 8. Вал 5 установлен с возможностью взаимодействия с толкателями клапанов 17 и 19 высокого и низкого давлений соответственно, расположенных в К 8 радиально соответственно между выполненными в К 8 глухими продольными отверстиями 12 и 13. Отверстия 12 и 13 связаны коллектором 7, соединенным с выходом насоса 4, и образуют выходы К 8. Толкатели клапанов 17 установлены с возможностью пересечения отверстий 12 и 13. Каждый эксцентрик 16 и 18 на валу 5 установлен с возможностью взаимодействия с толкателями клапанов 17 и 19. Оси симметрии поперечного сечения эксцентриков 16 и 18 смещены на угловое расстояние, равное смещению равномерно расположенных по окружности отверстий 12 и 13. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) А1

) (23

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4464265/25-29 (22) 20.07.88. (46) 07.05.90. Бюл. Ф 17 (7 1) Специальное проектно-конструкторское и технологическое бюро llo погружному электрооборудованию для бурения скважин и добычи нефти Всесоюзного научно-производственного

t1 tt объединения Потенциал (72) В.Ф.Омельченко и С.Н.Синявск1й, (53) 621.65(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 667685, кл. F 04 В 43/06, 1976. (5115 04 В 43/06 47/06

2 (54) ДИАФРАГИЕННАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА

I (57) Изобретение м. б. использовано в насосных установках, предназначенных для подъема жидкости из скважин.

Цель изобретения — повышение надежности и упрощение конструкции (иафрагменной насосной установки. В корпусе (К) 1 установлены кольцевой коллектор 7 и К 8 распределителя. Эксцентриковый вал 5 распределителя кпнематически жестко связан с валом объемного роторного насоса 4 и уста1562524 новлен вдоль его оси вращения в про дольном отверстии 9 К 8. Вал 5 уста новлен с возможностью взаимодействия с толкателями клапанов 17, 19 высокого и низкого давлений соответственно, расположенных в К 8 радиально соответственно между выполненными в

К 8 глухими продольными отверстиями

12 и 13, Отверстия 12 и 13 связаны ,коллектором 7, соединенным с выходом и@соса 4, и образуют выходы К 8. ТолИзобретение относится к гидрома,шиностроению, в частности к гидроприводным диафрагменным электронасосам, и может быть использовано для подъе,ма жидкости из скважин.

Цель изобретения — повышение на дежности и упрощение конструкции на;сосной установки.

На фиг.1 изображена диафрагменная насосная установка, продольный разрез; на фиг.2 — сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 — сечение Б-Б на фиг,1.

Диафрагменная насосная установка содержит корпус 1, приводной маслонаполненный электродвигатель 2, вал которого эластичной муфтой 3 соединен с валом объемного роторного на-. соса 4. С противоположной стороны вал насоса 4, кинематически жестко связан с эксцентриковым валом 5> например, через понижающий редуктор

6, обеспечивающий снижение скорости вращения эксцентрикового вала 5 по отношению к скорости вращения вала насоса 4.

В корпусе 1 установлены кольцевой коллектор 7 и корпус 8 распределителя. Продольное отверстие 9 в корпусе 8 распределителя совмещено с продольным отверстием в кольцевом коллекторе 7, выполнено, например, центральным и составляет часть полости 10 низкого давления, ограниченной снизу торцом питающего насоса., в котором расположен вход насоса 4.

В центральном продольном отверстии

9 установлен вдоль оси вращения насоса 4 эксцентриковый вал 5. Гидролиния 11 высокого давления связывает выход насоса 4 с кольцевым коллектором 7. В корпусе 8 распределителя выполнены пары из глухих прокатели клапанов 1? установлены с возможностью пересечения отверстий 12 и

12. Каждый эксцентрик 16 и 18 на валу 5 установлен с возможностью взаимодействия с толкателями клапанов

17 и 19. Оси симметрии поперечного сечения эксцентриков 16 и 18 смещены на угловое расстояние, равное смещению равномерно расположенных по окружности отверстий 12 и 13. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. дольных отверстий, равномерно расположенные по окружности поперечного сечения корпуса 8 распределителя, 20 например, одна пара (фиг.1) образована отверстиями 12 и 13. Число пар соответствует числу рабочих каналов, которое для обеспечения равномерности нагрузки приводного двигателя 2

25 может равняться трем и более (фиг.1—

3, показана установка, имеющая три, рабочих канала). Продольное отверстие 12. соединено с кольцевым коллектором 7, а продольное отверстие

13 является одним из выходов корпуса 8 распределителя. Отверстие 13 (фиг.1) соединено с гидролинией 14, связанной с приводной камерой 15.

Зксцентрик 16 вала 5 выполнен с возможностью взаимодействия с толкателем клапана 17 высокого давления, который, открываясь, соединяет глухие отверстия 12 и 13, причем толкатель клапана 17, установленный в

40 корпусе 8 распределителя, по сколь— зящей посадке пересекает отверстие

13. Клапан 17, соединяя отверстия

12 и 13, тем самым связывает при— водную камеру 15 с гидролинией 11

45 высокого давления.

Эксцентрик t8 выполнен с возможностью взаимодействия с толкателем l9 низкого давления, которьпi, открываясь, соединяет для данного варианта глухое продольное отвеРстие

13 с центральным продольным отверстием 9,тем самым связывая приводную камеру i5 с полостью 10 низкого давления и входом насоса 4.

Каждая эластичная диафрагма 20 разделяет рабочую камеру на приводную

15 и насосную 21. Насосная камера

21 соединена с гидролинией 2 2, которая доходит до насосной головки

1562524

23 и соединяется с каналом 24 в ней. Канал 24 в головке 23 соединен с всасывающим клапаном 25 и нагнетательным клапаном 26.

Торец головки 23 ограничивает полость 10 низкого давления сверху.

Над головкой 23 размещен фланец 27 с коллектором 28, в который выходит нагнетательный клапан 26. Аналогичным образом выполнены .и остальные рабочие каналы, которые начинаются в корпусе 8 распределителя и заканчиваются в коллекторе 28. К второму рабочему каналу относятся глухие продольные отверстия 29 и 30 и клапаны 31 и 3? соответственно низкого и высокого давлений, а к третьему рабочему каналу — глухие продольные отверстия 33 и 34, клапан

35 низкого давления и клапан 36 высокого давления.

К фланцу 27 присоединена насосно-компрессорная труба 37, которая сообщена с коллектором 28, и токоввод 38. Оси симметрии поперечного сечения эксцентриков 16 и 18 смещены на угловое расстояние, равное смещению отверстий 12 и 13 относительно отверстий 33 и 34.

Эксцентрики 16 и 18, открывающие клапаны 19, 3 1, 35 и 17, 32, 36 низкого и высокого давлений соответственно, для обеспечения равномерной работы установки, включающей три камеры, выполнены с возможностью перекрытия одновременно двух клапанов, каждым эксцентрик 18 устао новлен с угловым смещением 120 относительно эксцентрика 16, обеспечивающим отставание по фазе от эксцентрика 16 так, что в одном рабочем канале клапаны высокого и .низкого давлений не открыты или закрыты одновременно.

В этом случае получено постоянство нагрузки приводного электродвигателя 2 и питающего насоса 4, так как в момент включения или отключения одного из рабочих каналов на нагнетание или всасывание всегда параллельно с ним работает еще один канал.

Так, например, эксцентрик .16 (фиг.3) открывает Одновременно клапаны 17 и 32 высокого давления, а эксцентрик 18 (фиг.2) открывает клапан 35 низкого давления.

В камере 15 находится приводная жидкость, камера 21 заполнена пластовОЙ жидкостью, Лиафрагменная насосная установка

5 работает следующим образом.

При включении электродвигателя 2 вращение его вала через муфту 3 передается на вал объемного роторного насоса 4, который нагнетает приводную жидкость по гидролинии 11 высокого давления в кольцевой коллектор ? и в отверстие 12 в корпусе 8 распределителя. Вал насоса 4 начинает вращать входной вал понижающего редуктора 6, выходной вал которого приводит во вращение эксцентриковый вал 5.Эксцентрик 16 нажимает толкатель клапана 17 высокого давления и открывает последний, соединяя при этом глухие продольные отверстия 12 и 13. Приводная жидкость под высоким давлением поступает в отверстие 13, из него в гидролинию 14 и далее в

25 приводную камеру 15, которая эластичной диафрагмой 20 отделяется от на-сосной камеры 21, в которой находится пластовая жидкость. Под действием давления приводной жидкости диа3р фрагма 20 перемещается в сторону насосной камеры 21 и вытесняет пластовую жидкость по гидролинии 22 через нагнетательный клапан 26, коллектор

28 в насосно — компрессорную трубу 37.

При дальнейшем вРащении эксцентрикового вала эксцентрик 16 освобождает толкатель клапана 17 высокого давления, которым закрывается, и прекращается нагнетание жидкости под

40 высоким давлением в приводную камеру 15. Под действием столба жидкости в насосно-компрессорных трубах 37 закрывается выпускной клапан 26. 3атем эксцентрик 18 нажимает толкатель

45 клапана 19 низкого давления, последний открывается и соединяет глухое отверстие 13 с центральным продольным отверстием 9 в корпусе 8 распределителя, совмещенным с отверсти5р ем в кольцевом коллекторе 7„ которое является частью полости 10 низкого давления. Насос 4 откачивает приводную жидкость из приводной камеры 15 по гидролинии 14, глухому отверстию 13, центральному продольному отверстию 9. Под действием пе репада давления, возникающего с одной стороны за счет разрежения, создаваемого насосом 4, а с другой

1562524

5 tO

1 стороны за счет подпора, создаваемого пластовой жидкостью, динамический уровень которой в условиях эксплуатации должен находиться выше установки, открывается всасывающий клапан 25 и пластовая жидкость поступает по гидролинии 22 в насосную камеру 21, перемещая при этом диафрагму 20 в направлении к приводной камере 15.

Распределение циклов работы между рабочими каналами осуществляют следующим образом.

Пусть в начальный момент (фиг.3) эксцентрик 16 открывает клапаны 17 и 32 высокого давления, соединяя глухие отверстия 1? и 13, 29 и 30, следовательно, через выходы распределителей 13 и 29 происходит нагнетание приводной жидкости в приводные камеры первого и второго рабочих каналов и вытеснение пластовой-жидкости из насосных камер 21 в насосно-компрессорные трубы 3 7, Одновременно (фиг.2) эксцентрик 18 открывает клапан 35 низкого давлеНия, т.е. соединяет глухое продольное отверстие 33 с отверстием 9, которое является составной частью полости 10 низкого давления, по которой приводная жидкость поступает на вход насоса 4. Таким образом, в третьем ра.бочем канале происходит откачка приводной жидкости из при Водной камеры и всасывание пластовой жидкости в насосную камеру из скважины.

При вращении эксцентрикового вала

5 против часовой стрелки (фиг.2 и

3) эксцентрик 16 .освобождает толкатель 17 высокого давления и клапан

17 закрывается и, следовательно, прекращается нагнетание приводной жидкости в приводную камеру 15 первого рабочего канала, а продолжается — в приводную камеру 15 второго рабочего канала. После того, как закрылся клапан 17, эксцентриком 18 открывается клапан 19 низкого давления и первый рабочий канал подключается к входу насоса 4, при этом всасывание осуществляется одновременно в третьем и первом рабочих каналах. Аналогичным образом происходит подключение и отключение рабочих каналов при дальнейшем вращении эксцентрикового вала 5.

Ф о Р м У л а и з о б р е т е н и я

1. Диафрагменная насосная установка для подъема жидкости иэ скважин, содержащая корпус, гибкие рабочие органы, каждый из которых установлен между насосной и приводной камерами, с последними из которых связаны выходы распределителя, электродвигатель, приводящий объемный роторнЫй насос, насосную головку с всасывающим и нагнетательным клапанами, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения конструкции, распределитель выполнен в виде корпуса с эксцентриковым валом, кинематически жестко связанным с .валом объемного роторного насоса и установленным вдоль его оси вращения в продольном отверстии корпуса распределителя с возможностью взаимодействия с толкателем клапанов высокого и низкого . давления, установленных в корпусе распределителя радиально соответственно между выполненными в корпусе распределителя глухими продольными отверстиями, связанными кольцевым коллект ором,установленным под корпусом распределителя, соединенным с выходом насоса, и образующими выходы распределителя глухими продольными отверстиями, а также между последними и продольным отверстием корпуса распределителя, которое совместно с корпусом установки, торцами объемного роторного насоса и насосной го— ловки образуют полость низкого давления, связанную с входом насоса, причем толкатели клапанов высокого давления установлены с возможностью . пересечения отверстий, образующих выходы распределителя, а каждый эксцентрик на валу установлен с возможностью взаимодействия с толкателями одноименных клапанов, 2 ° Установка по п.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что оси симметрии поперечного сечения эксцентриков.смещены на угловое расстояние, равное смещению равномерно расположенных по окружности глухих отверстий, связанных кольцевым коллектором.

1562524

Тираж 497

Заказ 104б

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 б-б

Составитель Е.Вахнина

Редактор N.Бланар Техред Л.Серд окова Корректор Т.Малец