Погружной диафрагменный электронасос

 

Сущность изобретения: всасывающий и нагнетательный клапаны рабочей камеры расположены вертикально соосно один другому в головке насоса, установленной в цилиндре с патрубком, имеющим каналы. Выше диафрагмы установлены компенсатор изменения объема масла, выполненный в виде цилиндра охватывающего с зазором головку насоса с образованием полости. Полость связана каналами, выполненными в головке с поддиафрагменной полостью. В верхней части патрубка установлен клапан с фильтром, связанный каналом с полостью компенсатора. 3 ил.

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в объемных насосах, преимущественно для подъема жидкости из скважины.

Для эксплуатации малодебитных скважин наибольшее распространение получили электронасосы диафрагменного типа. Во всех скважинах в пластовой жидкости растворен попутный газ, который диффундирует через резиновые уплотнения и компенсатор электродвигателя, насыщает масло, находящееся внутри насоса. Происходит это постепенно. В начальный период работы насоса растворенный в масле газ не оказывает существенного влияния на его подачу. По мере откачки насосом столба жидкости из скважины давление снаружи и внутри насоса значительно снижается. Газ, находящийся в масле, расширяется и поднимается в виде пузырьков в верхнюю часть внутренней полости насоса, отрицательно влияет на работу насоса. Подаче снижается.

Известен погружной диафрагменный электронасос для добычи нефти из глубоких скважин, содержащий гидравлический привод диафрагмы, нагнетательный и всасывающий клапаны [1] Недостаток известного насоса состоит в том, что в рабочей камере всасывающего клапана и в его корпусе при нагнетательном ходе диафрагмы задерживается попутный газ. Это снижает подачу насоса и его надежность.

Указанный недостаток устранен в насосе, содержащем гидравлический привод диафрагмы, установленные в клапанной коробке и расположенные вертикально соосно один другому всасывающий и нагнетательный клапаны [2] В указанном насосе из-за работы эксцентрикового привода возникнет вибрация, которая крайне отрицательно воздействует на резиновые уплотнительные кольца, разделяющие полости нагнетания и всасывания клапанной коробки, способствует их быстрому износу. Вследствие этого нарушается герметичность соединения клапанной коробки с камерой насоса, что приводит к резкому снижению подачи последнего. Попутный газ попадает не только в подающую линию насоса, наличие его растет и в полости гидропривода диафрагмы, сначала он попадает во всасывающий клапан регулятора и далее в рабочий объем между диафрагмой и плунжером гидропривода. Проникает он также и через зазор между втулкой плунжера и плунжером. Последний при своем возвратно-поступательном движении сжимает уже не масло, а пеномасляную смесь. Амплитуда колебаний диафрагмы из-за этого становится меньше, а затем совсем затухает. Подача насоса прекращается, хотя весь механизм насоса находится в рабочем состоянии.

Цель изобретения исключение попадания попутного газа в полость гидравлического привода диафрагмы.

Эта цель достигается тем, что в погружном диафрагменном электронасосе, содержащем гидравлический привод диафрагмы, расположенные в головке насоса всасывающий и нагнетательный клапаны, имеется установленный выше диафрагмы компенсатор изменения объема масла, выполненный в виде охватывающего с зазором головку насоса цилиндра, полость которого соединена каналами с полостью гидропривода диафрагмы и с установленным в верхней части клапаном с фильтром. Такое выполнение электронасоса позволяет избавиться от попутного газа в полости гидропривода диафрагмы, тем самым увеличить коэффициент подачи насоса, повысить надежность его работы.

На фиг. 1 показан насос, разрез; на фиг. 2 часть насоса с компенсатором; на фиг. 3 клапан с фильтром.

Погружной диафрагменный электронасос содержит электродвигатель 1, установленные в корпусе 2 конический редуктор 3, эксцентриковый привод 4 и гидропривод в виде плунжерного насоса 5. От перекачиваемой жидкости механизм насоса изолирован корпусом 6 и эластичной диафрагмой 7. Для подачи жидкости имеются всасывающий 8 и нагнетательный 9 клапаны, установленные вертикально на одной оси в головке 10 насоса.

Верхняя часть насоса выполнена следующим образом. В нижней части головки 10 насоса на уровне всасывающего клапана 11 корпуса регулятора 12 выполнены два диаметрально расположенных отверстия 13, кольцевой зазор 14 и каналы 15, которые служат для вывода растворенного в масле газа из зоны всасывающего клапана 11 регулятора в компенсатор 16 изменения объема масла. Компенсатор 16 изменения объема масла выполнен в виде охватывающего с зазором головку 10 насоса, в частности ее патрубок 17, цилиндра, полость которого соединена каналами 15 с полостью гидропривода диафрагмы 7 и каналом 18 с фильтром 19 и клапаном 20. Фильтр 19 состоит из спеченных мелких шариков, например, из латуни, бронзы и т.д. В корпусе 6 насоса установлен фильтр 21, а в патрубке 17 выполнены отверстия 22. Имеются также кольцевой зазор 23 между патрубком и насосно-компрессорной трубой и каналы 24 для подачи добываемой жидкости в рабочую камеру 25 над диафрагмой 7. В головке 10 электронасоса выполнены каналы 26, соединяющие камеру 25 с нагнетательным клапаном 9. Электронасос подвешен на насосно-компрессорных трубах 27.

Электронасос работает следующим образом.

Электродвигатель 1 через конический редуктор 3 и эксцентриковый привод 4 приводит в действие плунжерный насос 5, обеспечивающий колебания эластичной диафрагмы 7 и работу клапанов 8, 9. Пластовая жидкость проходит через фильтр 21, отверстия 22, кольцевой зазор 23 и каналы 24 во всасывающий клапан 8 при цикле всасывания, заполняя объем рабочей камеры 25 над диафрагмой 7, а при цикле нагнетания выталкивается через каналы 26 и нагнетательный клапан 9 в насосно-компрессорные трубы 27. Цикл работы повторяется.

При работе насоса проникающий через резиновые уплотнения и компенсатор двигателя попутный газ, растворяясь в масле в виде пузырьков, попадает в полость плунжерного насоса 5 и далее проходит через отверстия 13, кольцевой зазор 14 и каналы 15 в пространство между патрубком 17 и компенсатором 16. Затем газ в составе пеномасляной эмульсии проходит через канал 18, очищается фильтром 19 от масла и сбрасывается клапаном 20 из насоса в полость между фильтром 21 и отверстиями 22 в патрубке 17. Срабатывание клапана 20 происходит при заданном давлении попутного газа.

Формула изобретения

ПОГРУЖНОЙ ДИАФРАГМЕННЫЙ ЭЛЕКТРОНАСОС для подъема жидкости из скважин, содержащий элекродвигатель, механическую передачу, гидравлический привод диафрагмы, рабочую камеру со всасывающим и нагнетательным клапанами, расположенными вертикально соосно один с другим в головке насоса, установленной в цилиндре с патрубком, имеющим каналы, отличающийся тем, что он снабжен установленным выше диафрагмы компенсатором изменения объема масла, выполненным в виде охватывающего с зазором головку насоса цилиндра с образованием полости, связанной каналами, выполненными в головке, с поддиафрагменной полостью, при этом в верхней части патрубка установлен клапан с фильтром, связанный каналом с полостью компенсатора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3