Патент 1378

Насос для глубоких нефтяных скважин

 

Класс 59 а

1 № 1378

ПАТЕНТ НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОП ИСАНИЕ насоса для глубоких нефтяных скважин.

К патенту С. М. Волоха и Н. А. Корнева, заявленному

27 июня 1924 года (ваяв. свид. № 78542).

0 выдаче патента опубликовано ЗО июня 1926 г. Действие патента распространяется иа 15 лет от 15 сентября 1924 г.

С целью получения наибольшей производительности насоса при наименьшем его диаметре для подъема нефти из скважин и независимости работы и службы насоса от количества выкачиваемого вместе с нефтью песка, а также возможности быстрой и легкой установки насоса в скважине и извлечения его оттуда предлагается безпоршневой насос с гибким складывающимся наподобие гармоники цилиндром.

На предлагаемом чертеже фиг. 1, 2 и 3 изображают продольный и поперечные разрезы насоса плоскостями АВ и БС и фиг. 4 схематически изображает установку насоса в скважине.

Рабочими частями насоса, производящими работу всасывания и нагнетания, являются: гибкий складывающийся гармоникообразно цилиндр (шланга) 3, имеющий по концам фланцеобразные утолщения 4 — 5, служащие для его закрепления и всасывающая камера

7 и нагнетательные камеры 13 и 14.

Гибкий складывающийся цилиндр изготовляется либо металлическим из гофрированного железа или пластин на шарнирах, либо из плотной и прочной ткани, пропитанной непроницаемым и кислотоупорным составом. В зависимости от величины давления жидкости на цилиндр последний состоит из большего или меньшего числа прокладок, как указанной ткани, так и промежуточных между ними металлических тонких сеток. В прокладках и сетках помещаются металлические проволочные кольца 6, способствующие правильному складыванию цилиндра. Верхний конец цилиндра 3 посредством насаженной на фланцеобразном утолщении 4 гайки

10 соединяется с первой нагнетательной камерой 13. В нижней же части цилиндра помещается всасывающая камера 7. Цилиндр вместе с камерами помещается в цилиндрической трубе 2, на которую в нижней части навинчивается всасывающий стакан — муфта 9, соединяющий таким образом плотно в одно целое всасывающую камеру 7, нижнее фланцеобразное утолщение гибкого цилиндра б и нижний конец трубы 2. К верхней части трубы 2 навернута вторая нагнетательная разгрузочная камера 14, 15, 17, через сальник 16 которой проходит шток насоса

18, соединяющийся ниже с первой наI гнетательной камерой. Вторая нагнетательная камера имеет целью разгрузить гибкий цилиндр 3 от наружного давления всего столба, поднимаемого насосом жидкости. Помощью муфты 19 вторая наг нетательная камера соединяется с трубой 20, связанной в свою очередь муфтой,21 с установочной головкой 22 насоса. Внутри этой головки между подвижным кольцом 32 и неподвижной гайкой 30 находится пружина 31, приводимая в действие гайкою 28, сидящей на штоке 19; по наружной же поверхности к головке прикреплены на шарнирах рычаги 24 и распорные пружины 2о.

Как всасывающая камера, так и нагнетательные камеры снабжены шаровыми клапанами.

Таким образом насос в целом состоит из трех соединенных между собою частей, а именно: из гибкого складывающегося цилиндра с нагнетательной и вса- i сывающей камерами, из разгрузочной нагнетательной камеры, и из установочной головки, причем все эти части подвешены на насосном штоке 18. Спуск и установка насоса в скважине производится следующим образом. В скважину (фиг. 4) спускаются до определенной глубины насосные напорные трубы Б (на фиг. 1 обозначенные цифрой 1), имеющие в конце фильтр Л, соединенный с насосными трубами муфтой 8, служащей гнездом для всасывающего стакана 9 (фиг. 1). Вверху на высоте насосной установочной головки напор-, ные трубы соединены муфтой 26 с коль- цевыми выточками 27. Шток насоса 18 соединяется помошью грузовой штанги с канатом E (фиг. 4) и обычным образом весь насос может быть опушен на канате в насосные трубы. Всасывающий стакан 9, спущенного насоса, дойдя до муфты 8 останавливается, шток 18 продолжает итти вниз с нагнетательной камерой 13 по трубе 2, складывая гибкий цилиндр до тех пор, пока непоказанная на чертеже соединительная муфта грузовой штанги и штока не упрется в гайку 30 установочной головки.

Тогда давлением грузовой штанги или небольшими ударами последней о гайку

30 всасывающий стакан 9 плотно вса- живается в муфту 8. Одновременно с этим рычаги 24 — 29, отжимаемые распорными пружинами 2о, своими за- I плечиками (а) входят в кольцевые заточки 27 муфты 26, и таким образом весь насос закрепляется в насосных напорных трубах. Для проверки правильности установки шток поднимается вверх, гайка 28 упирается в кольцо 32 и при некотором дальнейшем движении вверх начинает сжимать пружину 31, стремясь приподнять весь насос. Величина этого восходящего движения определяется расстоянием между нижним положением гайки 28 и кольца 32 и выступами рычага 24. В случае, если насос правильно установлен, сила натяжения пружины проявится на канате, так что по натяжению последнего можно судить о правильном закреплении установочной головки и насоса в напорных трубах.

При желании освободить насос, продолжают поднимать шток до тех пор, пока кольцо 32, при движении вверх, не дойдет до выступов (в) рычагов 24 — 29 и тем самым выведет заплечики (а) из сцепления с муфтой 26, после чего насос легко извлекается из напорных руб нли поднимается в нужных случаях (напр. для промывки) на некоторую высоту в трубах. После закреплении указанным образом насоса, складывающийся гибкий цилиндр устанавливается на определенный ход, и канат обычным образом укрепляется к балансиру насосного станка (фиг. 4). При установившемся процессе работа насоса t)ротекает следующим образом. Г!ри восходящем движении гибкого цилиндра происходит всасывание жидкости в цилиндр и нагнетание ее в напорные трубы через клапана разгрузочной камеры 14.

При нисходящем движении гибкого цилиндра происходит вытеснение всосанной в цилиндр жидкости через клапан нагнетательной камеры 13 в освобождающееся в трубе пространство под разгрузочной камерой 14. При этом клапана последней закрыты, благодаря чему давление всего столба жидкости в напорных трубах воспринимается только этой разгрузочной камерой и не передается на гибкий цилиндр. С целью разгрузить, последний также при восходящем движении, камера 13 снабжена сальником 12.

Представленная на чертеже и описанная конструкция насоса разработана для случая очень значительных глубин погружения насоса в скважинах (500 и больше саж.). При меньших глубинах (250 — 300 саж.) конструкция может быть значительно упрощенной, а именно: устраняется разгрузочная камера и упрощается установочная головка.

ПРЕДМЕТ llATEHTA.

1. Насос для глубоких нефтяных скважин, характеризующийся применением гармоникообразного цилиндра э, изготовляемого из гофрированного железа или из пластин, шарнирно связанных между собою, и нижним концом, образующим всасывающую камеру 7, закрепляемого в нижнем конце трубы 2, служащей цилиндром для насоса и в конической втулке 9, входящей в соответствующее гиездо соединительной муфты 8, а верхним концом закрепляемого во втулке 11, снабженной наружным сальником 12 и перекрываемой нагнетательным клапаном, поверх которого образуется нагнетательная камера 13, замыкаемая разгрузочной камерой 14- — 1о—

17, сообщающейся через клапаны 14, муфту 1.9 и трубу 20 с установочной головкой 22 насоса, закрепляемой в напорной трубе 1 (B) при помощи пружинных поворотных рычагов или собачек 24, имеющих захватные выступы (а) и выступы (в) для освобождения собачек из кольцевого гнезда 27, при извлече нии насоса из трубы 1 подьемом штока 18, гайкою 28 поднимающего при этом пружинное кольцо 22, упирающееся в выступы (в) и тем поварачивающего собачки 24.

2. Видоизменение, охарактеризованного в и. 1 насоса, отличающееся применением взамен металлического цилиндра 3 гармоникообразного цилиндра, изготовляемого из плотной, прочной

, ткани, пропитанной непроницаемым, и кислоупорным составом и снабженной прослойками из металлических тонких .сеток и кольцами 6 .

3. Видоизменение, охарактеризован, ного в п. 1 насоса, отличающееся упрощением конструкции, состоящим в устранении разгрузочной камеры 14 — 15 — 17.