Скважинный гидропоршневой насосный агрегат

Скважинный гидропоршневой насосный агрегат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СКВАЖИННЫЙ ГИДРОПО НЕВОЙ НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ, соде щий установленные в корпусе насос и (Л 00 ел ю 00 4;: родвигатель, цилиндр которого разделен поршнем на штоковую и бесштоковую полости , связанный с цилиндром переводник с впускным и выпускным окнами соответственно для подачи и слива рабочей жидкости и расположеиньге в цилиндре впускной и выпускной клапаны, последний из которых снабжен пружиной и тягой, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности при работе на больших глубинах, выпускной клапан дополнительно снабжен камерой с размещенным в ней поршнем и каналом, сообщающим выпускное окно с верхней частью бесштоковой полости цилиндра , причем поршень жестко связан с тягой.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК заев F 04 В 4704 F 15 В 902

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOhhY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3390122/25-06 (22) 05.02.82 (46) 15.08.83 . Бюл. № 30

31

Л

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАЮ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (72) Г.И. Неудачин, В.И. Пилипец, П.В. Зыбинский и А.А. Оверин (71) Донецкий ордена Трудового Красного

Знамени политехнический институт (53) 621.651(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 83211, кл. F 04 В 47/08, 1947

2. Авторское свидетельство СССР № 267282, кл. F 15 В 9/02, 1968. (54) (57) СКВАЖИННЫЙ ГИДРОПОРШНЕВОЙ НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ, содержащий установленные в корпусе насос и гид„„SU„„1035284 A родвигатель, цилиндр которого разделен поршнем на штоковую и бесштоковую полости, связанный с цилиндром переводник с впускным и выпускным окнами соответственно для подачи и слива рабочей жидкости и расположенные в цилиндре впускной и выпускной клапаны, последний из которых снабжен пружиной и тягой; отличаюшийся тем, что, с целью повышения надежности при работе на больших глубинах, выпускной клапан дополнительно снабжен камерой с размещенным в ней поршнем и каналом, сообщающим выпускное окно с верхней частью бесштоковой полости цилиндра, причем поршень жестко связан с тягой.

1035284

Изобретение относи гся к технике для подъема пластовых жи IY0cTcé из скважин, в частности к скважинпым гидропоршневым насосным агрегатам, и может быть использовано в нефтяной, газовой, геологоразведочной и горной отраслях промышленности для откачки жидкосги 0ç скважин и стволов шахт, пройденных бурением и для создания местной обратной промывки скважины с целью повышения качества крена.

Известен скважинный гидропоршневой насосный агрегат, содержащий насос, гидродвигатель, в цилиндре которого установлен поршень с уравнительным штоком и размещенный в корпусе распределительный механизм, выполненный в виде двух золотников, один из которых посредством тяги 15 связан с поршнем двигателя и золотниковой пружины для перестановки золотников (1).

Недостатком известной конструкции скважинного гидропоршневого насосного агрегата является низкая надежность в ра20 боте при откачке пластовых жидкостей из скважин с больших глубин из-за трудности размещения в габаритах распределительного механизма пружины достаточной жесткости. 25

Наиболее близким к предложенному техническому решению является скважинный гидропоршневой насосный агрегат, содержащий уста новленные в корпусе насос и гидродвигатель, цилиндр которого разделен поршнем на штоковую и бесштоковую полости, связанный с цилиндром переводник с впускным и выпускным окнами соответственно для подачи и слива рабочей жидкости и расположенные в цилиндре впускной и выпускной клапаны, последний из которых снабжен пружиной и тягой (2).

Недостатком этого скважинного гидропоршневого насосного агрегата является низкая надежность из-за ненадежной перестановки клапанов при работе на повышенных давлениях рабочего агента, что 40 связано с трудностью открытия клапанной пружиной выпускного клапана.

Цель изобретения — повышение надежности при работе на больших глубинах.

Указанная цель достигается тем, что в 45 скважинном гидропоршневом насосном агрегате, содержащем установленные в корпусе насос и гидродвигатель, цилиндр которого разделен поршнем на штоковую и оесштоковую полости, связанный с цилиндром переводник с впускным и выпускным 50 окнами соответственно для подачи и слива рабочей жидкости и расположенные в цилиндре впускной и выпускной клапаны, последний из которых снабжен пружиной и тягой, выпускной клапан дополнительно снабжен камерой с размещенными в ней поршнем и каналом, сообщающим выпускное окно с верхней частью бесштоковой полости цилиндра. причем поршень жестко связан с тягой.

На фиг. 1 схематично представлен скважинный гидропоршневой насосный агрегат в положении перед запуском, разрез; на фиг. 2 — клапанный узел гидродвигателя агрегата в первой фазе перестановки клапанов из нижнего положения в верхнее (поршень дополнительной камеры выпускного клапана находится в верхнем положении), продольный разрез; на фиг. 3 клапанный узел гидродвигателя агрегата в первой фазе перестановки клапанов из верхнего положения в нижнее (поршень дополнительной камеры выпускного клапана находится в нижнем положении), продо Ibный разрез.

Скважинный гидропоршневой насосный агрегат содержит установленные в корпусе 1 насос 2 и гидродвигатель 3, цилиндр 4 которого разделен поршнем 5 на штоковую 6 и бесштоковую 7 полости, связанный с цилиндром

4 переводник 8 с впускным 9 и выпускным

10 окнами соответственно для подачи и слива рабочей жидкости и расположенные в цилиндре 4 впускной 11 и выпускной 12 клапаны, последний из которых снабжен пружиной 13 и тягой 14. Кроме того, выпускной клапан 12 дополнительно снабжен камерой 15 с размещенным в ней поршнем

16 и каналом 17, сообщающим выпускное окно 10 с верхней частью бесштоковой полости 7 цилиндра 4, причем поршень 16 жестко связан с тягой 14. В средней части корпуса 1 между насосом 2 и гидродвигателем 3 расположена сальниковая перегородка 18, а в нижней части корпуса

1 под насосом 2 установлен башмак 19 с размещенным в нем нагнетательным клапаном 20 насоса. В центральном канале сальниковой перегородки 18 проходит шток

21, связанный своей верхней частью с поршнем 5 гидродвигателя 3, а нижней — с поршнем 22 насоса 2, причем всасывающий клапан 23 насоса размещен в его поршне

22. Цилиндр 4 гидродвигателя 3 снабжен окном 24 и связан с центратором 25, выполненным с каналами 26 для прохода жидкости. Тяга 14 находится в центральном канале штока 21, снабжена головкой 27 и соединена с поршнем 16 дополнительной камеры 15 выпускного клапана 12 посредством хвостовика 28. На выпускной клапан 12 опирается толкатель 29, связанный с впускным клапаном 1. Центратор 25 своей верхней частью связан с клапанной коробкой .30, выполненной с каналами 31 и 32 соответственно для прохода жидкости в бесштоковую полость 7 цилиндра 4 гидродвигателя 3 и отвода ее из бесштоковой полости 7. Шток 21 снабжен верхним 33 и нижним 34 ограничителями, между которыми расположена пружина 13. Поршень

22 насоса 2 размещен в цилиндре 35.

1035284

Скважинный гидропоршневой насосный агрегат работает следующим образом.

При подаче рабочей жидкости в гидродвигатель 3 она через впускное окно 9 и окно 24 попадает в штоковую полость 6 цилиндра 4, вызывая подъем связанных между собой штоком 21 поршней 5 и 22 соответственно гидродвигателя 3 и насоса

2. В это время отработавшая жидкость из бесштоковой полости 7 цилиндра 4 вытесняется поршнем 5 через каналы 26 и 32 в выпускное окно 10, а из верхней полости цилиндра 35 насоса 2 жидкость через всасывающий клапан 23 перетекает в нижнюю полость цилиндра 35 насоса, т.е. происходит процесс всасывания жидкости (фиг.

1).

Когда поршень 5 доходит до верхнего положения, верхний ограничитель 33 упирается в хвостовик 28, переставляет поршень 16 в верхнее положение, перекрывает каналы 17 и упирается в выпускной клапан 12 (фиг. 2). Благодаря этому пружина 13 сжимается, поскольку система клапанов гидродвигателя 3 удерживается давлением рабочей жидкости на впускной клапан 11. При сжатии пружины 13 увеличивается сила ее давления на клапаны 12 и

11. Когда сила пружины 13 станет больше силы давления рабочей жидкости на впускной клапан 11, выпускной клапан 12 переставляется из нижнего положения в верхнее и перекрывает канал 32 (фиг. 3). Через толкатель 29 сила пружины 13 передается впускному клапану 11 и он открывается (фиг. 3).

При верхнем положении клапанов 12 и 11 рабочая жидкость устремляется в бесштоковую полость 7 цилиндра 4 через каналы 31 и 26. Связанные между собой штоком 21 поршни 5 и 22 соответственно гидродвигателя 3 и насоса 2 начинают двигаться вниз, так как рабочая площадь поршня 5 со стороны бесштоковой полости 7 цилиндра 4 больше его площади со стороны штоковой полости 6 цилиндра 4 на величину сечения штока 21. При ходе поршня 22 насоса 2 вниз происходит нагнетание жидкости из нижней полости цилиндра

35 насоса 2 через нагнетательный клапан

20 в водоподъемные трубы (на фиг. показаны пунктиром).

На всем протяжении хода поршней 5 и 22 соответственно гидродвигателя-3 и насоса 2 вниз клапаны 1 и 12 будут сохранять верхнее положение, благодаря дав10 лению рабочей жидкости на выпускной клапан 12.

В нижней точке хода поршня 5 нижний ограничитель 34 упирается в головку 27 тяги 14 и при дальнейшем ходе поршня

5 вниз начинает сжимать пружину 13 до момента, когда сила пружины станет больше силы давления рабочей жидкости на поршень 16 дополнительной камеры 15 выпускного клапана 12. Когда сила сжатой пружины 13 станет больше силы давления жидкости на поршень 16, то выпускной клапан 12 откроется (фиг. 3) и соединит бесштоковую полость 7 цилиндра 4 гидродвигателя 3 с дополнительной камерой 15 и выпускным каналом 32. При этом давление рабочей жидкости резко снижается и силы клапанной пружины 13 станет достаточно для перестановки выпускного клапана 12 в нижнее исходное положение. Канал 32 открывается, а впускной клапан 11 под собственным весом опускается на свое место в клапанной коробке 30 и перекрывает каналы 31. Поршни 5 и 22 соответственно гидроцилиндра 3 и насоса 2, связанные штоком 21 совершат ход вверх. Цикл повторяется.

Использование изобретения обеспечит дополнительную разгрузку выпускного клапана, позволив уменьшить радиальный размер клапанной пружины, и тем самым появится возможность снизить диаметральный габарит насосного агрегата в целом, что особенно важно при имеющейся тенден40 ции уменьшения диаметров буровых скважин с целью снижения стоимости их сооружения.

1035284

På М.

Составитель Э. Гинзбург едактор М. Товтин

Заказ 5790 34 Т

Корректор О. Билак

ВНИИП

Тираж 665 Подписно

ИПИ Государственного комитета СССР е по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент» г. Ужгоро, . П

t од, ул. роектная, 4