Скважинный диафрагменный насос

 

Изобретение относится к технике подъема жидкости из скважин, а именно к объемным погружным насосам, и может быть использовано при эксплуатации нефтяных скважин. Целью изобретения является повышение производительности насоса. Скважинный диафрагменный насос включает корпус 1 с картером, в котором соосно расположен кулачковый вал 4, диафрагмы 7, установленные в расточных корпусах по обе стороны кулачкового вала и образующие насосные камеры, связанные с наружным пространством корпуса через всасывающие клапаны 11 и коллектором с нагнетательными клапанами 14. Нагнетательный коллектор 13 выполнен в виде двух каналов в корпусе, параллельных его оси. Каждый канал гидравлически связан с одной группой рабочих камер, образованных диафрагмами , установленными по одну сторону кулачкового вала, и снабжен нагнетательным клапаном 14. Кулачки 6 выполнены с возможностью радиального перемещения относительно кулачкового вала 4 и снабжены радиальными и осевыми каналами, соединяющими их наружную поверхность с полостью , образованной валом и кулачком. Во внутренних радиальных каналах кулачков размещены подпружиненные плунжеры с возможностью перемещения и перекрытия осевых каналов. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

v (si)s F 04 В 43/04, 47/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4648485/29 (22) 13.02;89 (46) 29.02.92. Бюл. N- 8 (71) Уфимский нефтяной институт (72) А.В.Лягов, Б.Ç.Султанов, А.И.Кравцов, И.H.Êîíþõîâ, А.Р,Брот и Л.И.Коротков (53) 621.651 (088.8)

-(56) Патент Франции l4 1355609, кл. F 04 В 43/02, 1964. . (54) СКВАЖИННЫЙ ДИАФРАГМЕННЫЙ

НАСОС (57).Изобретение относится к технике подьема жидкости иэ скважин, а именно к объ.емным погружным насосам, и может быть использовано при эксплуатации нефтяных скважин, Целью изобретения является повышение производительности насоса. Скважинный диафрагменный насос включает корпус 1 с картером, в котором соосно расположен кулачковый вал 4, диафрагмы 7, установленные в расточных корпусах по обе

Изобретение относится к технике подьема скважинной жидкости, а именно.к обьемным погружным насосам.

Известны погружные диафрагменные насосы 1, включающие корпус, диафрагмы, клапаны и преобразователь движения.

К недостаткам известных конструкций следует отнести то, что их применение ограничено малодебитными скважинами, иэ-за ограниченной подачи.

Наиболее близким по технической сущ. ности является диафрагменный насос, принятый за прототип, включающий цилиндрический корпус с картером, в котором расположен кулачковый вал, диафрагс, Ы,, 1716191 Al стороны кулачкового вала и образующие насосные камеры, связанные с наружным пространством корпуса через всасывающие клапаны 11 и коллектором с нагнетательными клапанами 14. Нагнетательный коллектор 13 выполнен в виде двух каналов в корпусе, параллельных его оси. Каждый канал гидравлически связан с одной rpynnoA рабочих камер, образованных диафрагмами, установленными по одну сторону кулачкового вала, и снабжен нагнетательным клапаном 14. Кулачки 6 выполнены с воэможностью радиального перемещения относительно кулачкового sana 4 и снабжены радиальными и осевыми каналами, соединяющими их наружную поверхность с полостью, образованной валом и кулачком. Во 3 внутренних радиальных каналах кулачков размещены подпружиненные плунжеры с возможностью перемещения и перекрытия осевых каналов, 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Ф мы установленные в расточках корпуса по обе стороны кулачкового вала и образующие насосные камеры, связанные с наружным nространством корпуса через всасывающие клапаны и коллектором с нагнетательными клапанами.

К недостаткам прототипа следует отнести небольшую производительность и соответственно ограниченность применения (малодебитными скважинами);

Целью изобретения является повышение производительности насоса за счет увеличения числа диафрагм.

Цель достигается тем. что нагнетательный коллектор выполнен в виде двух канас

10

55 службы устройства лов в корпусе, параллельных его оси, причем каждый канал гидравлически связан с одной группой рабочих камер, образованных диафрагмами, установленными по одну сторону кулачкового вала, и снабжен нагнетательным клапаном. При этом кулачки выполнены с возможностью радиального перемещения относительно кулачкового вала и снабжены радиальными и осевыми каналами, соединяющими их наружную поверхность с полостью, образованной валом и кулачком. Во внутренних радиальных каналах кулачков размещены подпружинен.ные плунжеры с возможностью перемещения и перекрытия осевых каналов.

Анализ прототипа и изобретения указывает на наличие новых признаков: нагнетательный коллектор выполнен в виде двух каналов в корпусе параллельных его оси; в выполнении гидравлической связи нагнетательного коллектора с рабочими камерами диафрагм; кулачки выполнены подвижными относительно кулачкового вала; кулачки снабжены радиальными каналами, в которых размещены подпружиненные плунжеры- с возможностью перемещения и перекрытия осевых каналов. нализ известных аналогичных конструкций и изобретения показывает, что количество диафрагм, у известных конструкций ограничено и не.превышает двух, в изобретении — практически не ограничено. При этом достигается повышение производительности насоса за счет увеличения числа диафрагм.

На фиг. 1, фиг. 2 показаны сечения насоса по А-А и Б — Б; на фиг. 3 (а,б,в,г) — варианты исполнения кулачков, l родольный разрез; на фиг. 4 — сечения конструкции по

В-В и Г-Г.

Конструкция состоит из корпуса 1, картера 2, в котором размещены преобразователь движения 3, включающий кулачковый вал 4, посаженный на подшипниках 5 в корпусе 1, и кулачки 6, взаимодействующие с диафрагмами 7, установленными в карманах 8 корпуса 1 и закрепленными крышками

9, снабженными пружинами 10, всасывающих подпружиненных клапанов 11, установленных в крышке 9, рабочих камер 12, причем каждая образована внутренней поверхностью крышки 9 и диафрагмой 7, и сформированы в две группы, сообщенные с областью нагнетания нагнетательными каналами 13, снабженными клапанами 14 и

BblflQilH8HHblMM в корпусе параллельно его оси, образующими нагнетательный коллектор 15, предохранительного поршня 16, установленного с возможностью перемещения по нагнетательной линии 13, подпружиненного клапана 17 размещенного в теле предохранительного поршня 16, среэной шайбы 18, фиксирующей предохранительный поршень 16 и зажатой между корпусом 1 и переводником t9, привинченным к корпусу 1, отверстия 20, выполненного в теле переводника 19, Конструкции кулачков 6, представленные на фиг. 3 (а,б,в,г), состоят из собственно кулачка 6 с радиальным пазом 21, плунжера

22, закрепленного одной или двумя пружинами 23 в радиальном пазу 21, кулачка 6. подвижных клапанов в теле кулачка 6. 24— для поступления масла в радиальный паз 21 кулачка 6 и 25 — для подачи масла на рабочую поверхность трения 26 диафрагмы 7.

Устройство работает следующим образом, При вращении кулачкового вала 4 кулачки 6 периодически взаимодействуют с рабочей поверхностью трения 26 диафрагмы 7, отгибая ее в максимальной точке на величину зксцентриситета (фиг.Зб), За счет уменьшения рабочей камеры 12 добываемая жидкость поступает по нагнетательному коллектору 15 и нагнетательным каналам 13 за клапаном 14. Всасывание происходит за счет сокращения объема добываемой жид-, кости в рабочей камере 12, нагнетательном коллекторе 15 и нагнетательном канале 13 после такта нагнетания. Работа другой (или других, если установлено большее число диафрагм) диафрагмы 7 осуществляется аналогично.

Асимметричное расположение кулачков

6 уравновешивает нагрузки на кулачковый вал 4, а смещение рабочих циклов нагнетания позволяет компенсировать изменение объема масла, заполняющего картер 2, неработающей (неработающими, если установлено большее число диафрагм) диафрагмой 7.

При увеличении давления и колонне насосно-компрессорных труб больше допустимого предохранительный поршень 16 срезает шайбу 18 и перемещается вниз, сообщая посредством отверстия 20 нагнетательную линию насоса со всасывающей, Жидкость из полости С через подпружиненнь.й клапан 17 перетекает в пространство над предохранительным поршнем 16, Применение предохранительного поршня 16 позволяет предупредить преждевременный выход из строя диафрагм 7 и повысить срок

Одна из возможных конструкций кулачка представлена на фиг. За. При. вращении кулачка 6 центробежными силами он удерживается в крайнем положении, При взаимодействии с рабочей поверхностью трения

1716191

26 диафрагмы 7 кулачок 6 перемещается на величину X (фиг. Зб) перекрывая подвижный, канал 24, вытесняет масло из радиального паза 21 кулачка 6 по подвижному каналу 25 на рабочую поверхностьтрения 26диафраг- 5 мы 7. При прохождении точки контакта центробежная сила вернет кулачок 6 в исходное положение. По подвижному каналу 24 возместится объем масла в радиальном пазу 21 кулачка 6. Для регулирования объема масла; 10 поступающего на рабочую поверхность трения 26 диафрагмы 7, или при незначительной величине центробежной силы, недостаточной для возврата кулачка 6 в крайнее положение, возможно установле- 15 ние пружины 23 (фиг. Зв).

На фиг, Зг представлен вариант конструктивного исполнения кулачка 6 с установлением дополнительного плунжера 22 с возможностью инерционно-колебательно- 20

ro движения. Под действием центробежных сил колеблющийся плунжер 22 подает масло по подвижному каналу 25 на рабо ую поверхность трения 26 диафрагмы 7, а по. подвижному каналу 24 возмещается израс- 25 ходованный объем масла в радиальном пазу

21 кулачка 6.

Применение изобретения позволяет повысить работоспособность, увеличить . производительность, значительно упро- 30 стить изготовление и сборку скважинных .диафрагменных насосов, качественно улучшить ремонтопригодность устройства.

Формула изобретения

1. Скважинный диафрагменный насос, включающий корпус с картером, в котором соосно расположен кулачковый вал, диафрагмы, установленные в расточках корпуса по обе стороны кулачкового вала и образующие насосные камеры, связанные с наружным пространством корпуса через всасывающие клапаны и коллектором — с ггнетэтельными клапанами, о т л ч.а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения. производительности насоса за счет увеличения числа диафрагм, нагнетательный коллектор выполнен в виде двух каналов в корпусе, параллельных его оси, причем каждый канал гидравлически связан с одной группой рабочих камер, образованных диафрэ.мэми, установленными по одну сторону кулачкового вала и снабжен нагнетательным клапаном.

2. Насос по п,1, отличающийся тем, что кулачки выполнены с возможностью радиального перемещения относительно кулачкового вала и снабжены радиальными и осевыми каналами, соединяющими их наружную поверхность с полостью, образованной валом и кулачком, 3. Насос по и 2, отличающийся тем, что во внутренних радиальных каналах кулачков размещены подпружиненные плунжеры с возможностью перемещения и перекрытия осевых каналов.

1716191

Е-. U }716191

1716191

Составитель А Лягов

Редактор - Й;Коляда . Техред M.Ìîðãåíòàë л

Корректор Л,Патай

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

Заказ 597 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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