Плунжер скважинного штангового насоса

 

Использование: в машиностроении для нефтяных насосов. Сущность изобретения: плунжер скважинного штангового насоса состоит из корпуса, на наружную поверхность которого нанесен слой эластичного маслостойкого уплотнителя, а на уплотнитель надеты уплотнительные кольца, выполненные в виде пружины растяжения, и стянуты на корпусе посредством клапанного узла и переводника. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в нефтяных насосах.

Известен глубинный штанговый нефтяной насос [1] содержащий плунжер, выполненный с канавками на наружной поверхности, в которых установлены разрезные уплотнительные кольца. Уплотнительные кольца выполнены из эластичного нефтестойкого материала и со стороны, прилегающей к внутренней поверхности цилиндра, армированы секторами круговых колец, выполненных из износостойких материалов, причем радиусы окружностей наружной и внутренней поверхностей соответственно секторов круговых колец и цилиндра выполнены равными.

Недостатком известного технического решения является его сложность изготовления и наличие зазора в уплотнительных кольцах, приводящего к утечке добываемой жидкости. Кроме того, для обеспечения надежного уплотнения плунжера с цилиндром насоса необходимо в плунжере установить большое количество колец, что при известном техническом решении увеличит длину плунжера, а следовательно уменьшит рабочий ход плунжера.

Известна конструкция сборного плунжера скважинного штангового насоса [2] Плунжер состоит из корпуса, выполненного из трубчатого стержня. На наружной поверхности трубчатого стержня установлены уплотнительные кольца через эластичный уплотнитель, которые в верхней части плунжера поджимаются с помощью переводника, а в нижней части плунжера поджимаются клапанным узлом.

Недостатком известного плунжера является то, что он трудоемкий в изготовлении, т.к. каждый плунжер содержит от 24 до 36 колец. Кроме того, эластичный уплотнитель выполненный в виде обоймы с концентричными буртами в сборе с цилиндром, проходя старение в заневоленном положении, теряет свою первоначально заданную форму и принимает ту форму, в какой находится в заневоленном положении, а, следовательно недостаточно эффективно осуществляется уплотнение плунжера по цилиндру.

Техническим результатом изобретения является создание плунжера скважинного штангового насоса, обеспечивающего высокую степень уплотнения плунжера по цилиндру насоса, возможность его использования в цилиндрах с повышенной непрямолинейностью оси канала при одновременной простоте его конструкции и низкой себестоимости изготовления.

Технический результат достигается тем, что в плунжере скважинного штангового насоса, содержащем корпус, на нижней части которого установлен клапанный узел, а на наружной поверхности через эластичный уплотнитель установлены уплотнительные кольца, стянутые между собой посредством переводника, установленного в верхней части корпуса, уплотнительные кольца, выполненные в виде пружины растяжения, беззазорно установлены на эластичном уплотнителе и обработаны по наружной поверхности на размер больше диаметра сопрягаемой поверхности цилиндра насоса, а также тем, что между торцами крайних витков уплотнительных колец и упорными торцами клапанного узла или переводника обеспечен зазор, равный половине толщины витка уплотнительного кольца.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен плунжер в разрезе.

Плунжер скважинного штангового насоса содержит корпус 1, на наружную поверхность которого нанесен слой эластичного маслостойкогоо уплотнителя 2, например маслостойкой резины или полиуретана. На корпусе 1 эластичный уплотнитель 2 обрабатывается по наружной поверхности на размер 0,1.0,2 мм больше внутреннего диаметра уплотнительных колец, выполненных в виде пружины растяжения 3. Уплотнительные кольца, выполненные в виде пружины растяжения 3, предварительно обработанные по наружному диаметру и покрытые износостойким материалом, например хромом, надеваются на эластичный уплотнитель 2 так, чтобы наружный диаметр уплотнительных колец превышал диаметр канала насоса на 0,1.0,2 мм.

После этого, на нижнюю часть корпуса 1 навинчивают клапанный узел 4, а на верхнюю часть корпуса устанавливают грязесборное кольцо 5, навинчивают переводник 6 и производят стяжку уплотнителя 2 и уплотнительных колец, выполненных в виде пружины растяжения 3, при этом между уплотнительными кольцами и упорным торцом клапанного узла 4 или переводника 6 должен остаться зазор S, равный примерно половине толщины витка уплотнительного кольца.

Сборку плунжера с цилиндром насоса производят следующим образом.

Плунжер поворачивают по ходу витков уплотнительных колец, выполненных в виде пружины растяжения 3, при этом уплотнительные кольца по наружному диаметру уменьшатся до диаметра отверстия цилиндра, а длина пружины удлинится на величину зазора S и плунжер свободно войдет в отверстие цилиндра.

В процессе эксплуатации насоса взаимно контактирующие поверхности уплотнительных колец, выполненных в виде пружины растяжения 3, и отверстия цилиндра изнашиваются, однако благодаря своим пружинным свойствам уплотнительные кольца в виде пружины растяжения 3 раскручиваются, что приводит к постоянному самоуплотнению плунжера по внутреннему отверстию цилиндра насоса.

Изобретение обеспечивает высокую степень самоуплотнения плунжера по каналу цилиндра насоса за счет пружинистых свойств уплотнительных колец, возможность использования плунжеров в цилиндрах с повышенной непрямолинейностью оси канала и низкую себестоимость изготовления.

Формула изобретения

1. Плунжер скважинного штангового насоса, содержащий корпус, на нижней части которого установлен клапанный узел, а на наружной поверхности через эластичный уплотнитель установлены уплотнительные кольца и стянуты между собой посредством переводника, установленного в верхней части корпуса, отличающийся тем, что уплотнительные кольца выполнены в виде пружины растяжения, беззазорно установлены на эластичном уплотнителе, обработаны по наружной поверхности на размер, больший диаметра сопрягаемой поверхности цилиндра насоса.

2. Плунжер по п.1, отличающийся тем, что между торцами крайних витков уплотнительных колец и упорными торцами клапанного узла или переводника обеспечен зазор, равный половине толщины витка уплотнительного кольца.

РИСУНКИ

Рисунок 1