Вибронасос гарипова

 

Использование: для подъема жидкости из скважин. Сущность изобретения: мэгнитострлкционный преобразователь установлен в полости корпуса соосно нагнетательному пат зубку и содержит стержень с концентратором и обмотку возбуждения. Обмотка подключена к генератору высокочастотных колебаний . На торцевой поверхности концентратора выполнена выемка с наклонными к его оси каналами, выходящими на боковые поверхности в ыемки и концентратора и сообщающими полость выемки с полостью корпуса. На боковой поверхности концентратора выполнены продольные глухие пазы, вершины к-рых сообщены с наклонными каналами. Высота сечения наклонного канала по вертикали равна глубине выемки. 2 з.п. ф-лы, 1,ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 F 04 F 7/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

5000788/29

02.07.91

30.08.93, Бюл, М 32

M.Ã,Ãàðèïoâ и О.М.Гарипов

Авторское свидетельство СССР

00436, кл. F 04 F 7/00, 1981.

ИБРОНАСОС ГАРИМОВА (21 (22 (46 (76 (56 (54 В с ст и и

Использование: для подъема жидкости из жин. Сущность изобретения: магнитокционный преобразователь установлен в ости корпуса соосно нагнетательному убку и содержит стержень с концентраИзобретение относится к области насософроения и может быть испольэбвано в раз ичных областях техники, в том числе для подъема жидкости из эксплуатационных скв жин.

Цель изобретения — повышение произво ительности вибронасоса. На чертеже дана схема предложенного ви ронасоса.

Вибронасос содержит корпус 1 с нагнетат льным патрубком 2 и отверстием 3 для пр ема (всасывания) жидкости из окружающе о пространства, например из нефтяной экс луатационной скважины. Отверстие 3 пр дпочтительно выполнить в виде щелеаот фильтра дпя очистки жидкости от механических примесей. В полости корпуса 1 соосно патрубку 2 установлен магнитостр кционный преобразователь, включающий обмотку возбуждения 4 и стержень 5 с

„„5U „„1838672 АЗ тором и обмотку возбуждения, Обмотка подключена к генератору высокочастотных колебаний. На торцевой поверхности концентратора выполнена выемка с наклонными к его оси каналами, выходящими на боковые поверхности выемки и концентратора и сообщающими полость выемки с полостью корпуса. На боковой поверхности концентратора. выполнены продольные глухие пазы, вершины к-рых сообщены с наклонными каналами. Высота сечения наклонного канала по вертикали равна глубине выемки. 2 з,п. ф-лы, 1,ил. концентратором 6. Обмотка возбуждения 4 связана кабелем с генератором 7 высокочастотных колебаний, который при спуске вибронасоса в скважину устанавливают на поверхности.

Концентратор может быть любой формы (цилиндрический, ступенчатый, конический (д и т.п.). Для рассматриваемого примера виб- QQ ронасоса взят концентратор, выполненный Од, ступенчатым. В торце концентратора, расположенном под нагнетательным патрубком 2, выполнена цилиндрическая выемка (углубление) 8, а в теле концентратора выполненны наклонные к его оси каналы 9, сообщающие полость выемки с полостью (д корпуса вибронасоса, Каналы 9 выходят на боковую поверхность выемки 8 и боковую поверхность концентратора 6. на которой имеются продольные (вертикальные) глухие пазы 10, в верхнюю часть (вершину) которых

1838672 выходят каналы. Максимальное проходное сечение канала 9 определяется тем, что высота его сечения по вертикали равна глубине выемки 8, Концентратор может быть выполнен не с одним. а с несколькими торцевыми выемками, каждая из которых сообщается с полостью вибронасоса канала в концентраторе.

Вибронасос работает следующим образом.

При подаче высокочастотных электрических колебаний от генератора 7 на обмотку 4 стержень 5, выполненный иэ магнитострикционного материала, удлиняясь и укорачиваясь, передает эти колебания концентратору 6, торец которого создает у среза нагнетательного патрубка 2 попеременно зоны повышенного давления и глубокого разрежения. Импульс давления выталкивает жидкость в колонну труб, к которой при спуске в скважину вибронасос присоединяют патрубком 2, а при разрежении в зону между торцами нагнетательного патрубка и концентратора из полости насо са всасывается перекачиваемая жидкость.

Из-за высокой частоты колебаний жидкость не успевает в полном объеме проникнуть через кольцевой зазор между патрубком 2 и торцом концентратора 6. Жидкость, поступающая в кольцевой зазор, заполняет лишь краевые участки зоны разрежения, не достигая ее центральной части. В центральную часть зоны жидкость поступает по каналам 9 и выемке 8.

Наличие выемки 8 не снижает импульса, передаваемого концентратором жидкости, так как ее дно работает как торцевая повер-, хность, а наличие прорезей 10 способствует принудительной подаче жидкости в каналы

9, входные отверстия которых при сокращеd нии концентратора движутся относительно жидкости и как бы захватывают ее.

Пример расчета параметров вибронасоса.

При рабочей резонансной частоте генератора магнитострикционного преобразователя из пермендюра (сплав марки 49К2Ф)

18 кГц длина преобразователя (стержня) составит е

L i- = 14,4см, С1

2f где С, — скорость продольных волн для пермендюра, равная 5,2 х 10 м/с.

Резонансная длина ступенчатого.концентратора составит -2 2 14,2 см (по 7,1 см на стуС2 пень), где С2 — скорость продольных волн для стали марки 40Х, равная 5,1 х 10 м/с.

С учетом того, что магнитострикционная деформация преобразователя равна

= 50х10

L> удлинение преобразователя составит 0 = Ь х 50 х 10 = 72 х 10 5 см.

Для ступенчатого концентратора с входным диаметром (диаметр большой степени)

01=4 см и выходным 02= 2 см коэффициент усиления будет равен

К= О ) =4

С учетом К удлинение виброэлемента (стержень преобразователя с концентрато.

25 ром) составит

DL>= DL>xK=72x10 х4=288х

10 см.

О р

Объем зоны разрежения над торцем концентратора равен д03 х й

35 3,14х4х28,8х10

= 9х10 зсмз

Поскольку одно колебание происходит в течение 1/1800 с, то время всасывания жидкости равно 1/36 х 10 с. 3а это время жидкость успевает заполнить весь объем и при отсутствии выемки в торце концентратора и каналов, сообщающих ее с полостью вибронасоса, как показывают расчеты по формуле Дюпюи он будет заполнен примерно на 35 (расчеты делались для воды при перепаде давлений, равном 1 атм).

Наличие выемки и каналов способствует более полному заполнению зоны разрежения жидкости. В примере йлощадь выемки не должна превышать 65% площади торца концентратора (диаметр выемки равен примерно 0,8 диаметра концентратора), а глубина ее не меньше величины удлинения всего виброэлемента.

1838672

При достижении полного заполнения подача насоса составит

0 = Ч x f 9 х 10 х 19 х 10 = 162 смз/с

14 м /сут. з т

7/

Составитель M.Ãàðèïîâ

Техред М.Моргентал Корректор М,Ткач

Редактор

Заказ 2918 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Реализация изобретения повышает роизводйтельность вибронасоса в 2,5 раЭа.

Формула изобретения

1. Вибронасос, содержащий корпус с агнетательным патрубком и мэгнитострикЦионный преобразователь, установленный

- В полости корпуса соосно нагнетательному

> патрубку и включающий стержень с концентратором и обмотку возбуждения, подключаемую к генератору высокочастотных колебаний, отличающийся тем, что на торцевой поверхности концентратора выполнена выемка с наклонными к его ocu каналами, выходящими на боковые поверхности выемки и концентратора и сообщающими полость выемки с полостью корпуса.

2. Вибронасос по и.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что на боковой поверхности концен10 тратора выполнены продольные глухие пазы, вершины которых сообщены с наклонными каналами.

3. Вибронасос по пп,1 или 2, о т л и ч аю щ и,й с я тем, что высота сечения наклон15 ного канала по вертикали равна глубине выемки.