Скважинная насосная установка
Изобретение направлено на получение технического результата, выражающегося в повышении энергоэффективности насосных установок.Указанная задача в насосной установке, содержащей насос, входной модуль, газосепаратор и электродвигатель с гидрозащитой, решается тем, что насос выполнен радиально-плунжерным, а осевой канал его вала выполнен сквозным, причем с одного конца вала жидкость поступает в канал через впускной клапан, а с другого выходит из него через выпускной клапан, причем седла клапанов выполнены в виде втулки с коническими проточками под запорные элементы, а в конических проточках выполнены радиальные отверстия для прохода жидкости, причем запорные элементы выполнены в виде эластичных колец. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к погружным скважинным насосным установкам и может использоваться для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин.
Известны центробежные, винтовые и др. скважинные насосные установки (см. сайт: www.borets.ru; www.novometgroup.com; www.rimera.com и др.), включающие насос, газосепаратор (сепаратор песка) и электродвигатель с гидрозащитой.
Основной недостаток этих установок заключается в том, что все они имеют низкий КПД.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является радиально-плунжерный насос, известный по патенту RU 2610333 С1, МПК6 F04B 1/04, F04B 47/06 от 9.02.2017 г;
Основной недостаток этого изобретения является то, что его невозможно напрямую использовать в составе скважинной насосной установки, так как этот насос не способен откачивать жидкость с газом из-за недопустимого соотношения полезного и вредного объема. Чтобы откачивать скважинную жидкость с газом этим насосом, газ необходимо отсепарировать, т.е. установить газосепаратор. С учетом того, что вход скважинной жидкости в насос и выход из него расположены с одной и той же стороны осевого канала, то использовать газасепаратор при откачке скважинной жидкости не представляется возможным.
Задачей изобретения является получение технического результата, выражающегося в повышении энергоэффективности скважинных насосных установок.
Указанная задача в насосной установке, содержащей насос, входной модуль, газосепаратор и электродвигатель с гидрозащитой, решается тем, что насос выполнен радиально-плунжерным, а осевой канал его вала выполнен сквозным, причем с одного конца вала жидкость поступает в канал через впускной клапан, а с другого выходит из него через выпускной клапан, причем седла клапанов, выполнены в виде втулки с коническими проточками под запорные элементы, а в конических проточках выполнены радиальные отверстия для прохода жидкости, причем запорные элементы выполнены в виде эластичных колец.
Проведенный научно-технический анализ предложения и уровня техники свидетельствует о том, что предлагаемое техническое решение для специалиста не следует явным образом из уровня техники, при этом признаки изложенной совокупности взаимосвязаны, находятся в причинно-следственной связи с ожидаемым результатом и являются необходимыми и достаточными для его получения.
Изобретение поясняется чертежами, где:
на фиг. 1 изображен фронтальный вид насосной установки с радиально-плунжерным насосом в разрезе;
на фиг. 2 и фиг. 3 изображены увеличенные фрагменты радиально-плунжерного насоса в разрезе;
на фиг. 4 и фиг. 5 изображены поперечные разрезы радиально-плунжерного насоса при начальном положении вала;
на фиг. 6 и фиг. 7 изображены поперечные разрезы радиально-плунжерного насоса при повороте вала на 45°.
Скважинная насосная установка (см. фиг. 1) состоит из радиально-плунжерного насос 1, газосепаратора 2 (входного модуля) и электродвигателя с гидрозащитой 3. Радиально-плунжерный насос (см. фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5, фиг. 6) содержит корпус 4 с кулачковой гильзой 5, внутри которой установлен вал 6 со сквозным осевым каналом 7 для подвода и отвода перекачиваемой жидкости к плунжерам 8. Плунжеры 8 установлены в цилиндрах 9 с возможностью осевого перемещения в них. Цилиндры 9 запрессованы в радиальных отверстиях вала 6. Со стороны входа в осевой канал 7 вала 6 установлен впускной клапан 10, а со стороны выхода - установлен выпускной клапан 11. Седла клапанов 10 и 11 выполнены в виде втулки с коническими проточками под запорные элементы 12. В конических проточках выполнены радиальные отверстия 13 для прохода жидкости, а запорные элементы 12 выполнены в виде эластичных колец. С одного конца плунжеры 8 снабжены роликами 14, которые создают возвратно-поступательное движение плунжерам 8 в цилиндрах 9 за счет перекатывания по внутренней поверхности кулачковой гильзы 5 при вращении вала 6. С другого конца плунжеры 8 снабжены грязесъемниками (не показаны).
Работает насосная установка следующим образом: при повороте вала 6, как показано на фиг. 6 и фиг. 7, плунжеры 8 под действием центробежной силы вытягиваются из цилиндров 9. При этом в канале 7 создается разрежение (см. фиг. 2 и фиг. 3) и перекачиваемая жидкость (показана стрелками) из газосепаратора 2 (входного модуля) поступает в канал 7 через отверстия 13 во втулке клапана 10, отжимая от конических проточек запорные элементы 12. При дальнейшем повороте вала 6, как показано на фиг. 4 и фиг. 5, под действием кулачковой гильзы 5 плунжеры 8 вталкиваются в цилиндры 9 и вытесняют из них перекачиваемую жидкость (показана стрелками) через канал 7 (см. фиг. 2 и фиг. 3) и через отверстия 13 во втулке выпускного клапан 11, отжимая запорные элементы 12 от конических проточек. Далее жидкость поступает в насосно-компрессорную компрессорную трубу (не показана), При дальнейшем повороте вала 6 цикл повторяется. Известно, что КПД плунжерных насосов значительно выше, чем всех остальных типов насосов. Из этого следует, что предлагаемая насосная установка решает поставленную задачу - повышения энергоэффективности добычи нефти.
Таким образом, изобретение позволяет получить технический результат, выражающийся в повышении энергоэффективности скважинных насосных установок.
1. Скважинная насосная установка, содержащая насос, входной модуль, газосепаратор и электродвигатель с гидрозащитой, отличающаяся тем, что насос выполнен радиально-плунжерным, а осевой канал его вала выполнен сквозным, причем с одного конца вала жидкость поступает в канал через впускной клапан, а с другого выходит из него через выпускной клапан.
2. Скважинная насосная установка по п. 1 отличается тем, что седла клапанов выполнены в виде втулки с коническими проточками под запорные элементы, причем в конических проточках выполнены радиальные отверстия для прохода жидкости, а запорные элементы выполнены в виде эластичных колец.
