Пневматический насос для колодцев

Пневматический насос для колодцев

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

КлясС 59 с, 4 о 31jg g

ОПИСАНИЕ пневматического насоса для колодцев.

К патенту ин-ной фирмы „ Ингерсоль Равд Компани" (Ingersoll

Rand Company), в r. Нью-Йорке, Соед. Штаты Америки, заявленному 4 декабря 1929 года (заяв. свид. № 59586).

Действительный изобретатель ин.ц Ч. В. Симмонс (Charles William Simmons).

О выдаче патента опубликовано 31 июля 1933 года. Действие патента распространяется на 15 лет от 31 июля 1933 года, Изобретение касается пневматических насосов для колодцев с применением регулирующего интервалы рабочего времени приспособления, приводящего в движение вспомогательный клапан, управляющий работой главного клапана, пропускающего сжатый газ.

В предлагаемом пневматическом насосе регулирующее интервалы времени приспособление снабжено качающимся коромыслом, на котором укреплены попеременно пополняющиеся жидкостью сосуды, которые соединены одним концом с клапаном, управляющим протеканием жидкости из одного сосуда в другой, а другим концом — со вспомогательным клапаном, управляющим открыванием главного клапана.

На чертеже изображен общий вид насоса частично в вертикальном разрезе, Колодец А (например, нефтяная скважина) снабжен обсадной трубой В, оканчивающейся наверху крышкой С. Внутри колодца помещается бак D, снабженный клапаном Е, и к нему присоединены труба Е, аодающая сжатую среду, и труба С, от373 водящая выкачиваемую жидкость к газоуловителю и, снабженному газоотводной трубкой Х В качестве давящей среды для насоса применен сжатый натуральный газ.

Источником газа может служить резервуар К, из которого труба высокого давления L ведет к коробке О главного клапана Р, а из последней труба L подает газ в нагнетательную трубку F, входящую в колодезный бак. В коробке R помещается выпускной клапан, Q, соединенный трубой S с нагнетательной трубой

Кроме того, трубка Т соединяет коробку R с выпускной трубой U, ведущей к отводной трубке 1 газоуловителя.

Помещенный в коробке W вспомогательный клапан V управляет открыванием главного клапана l, а регулирующая интервалы времени машина Х, имеющая форму качающейся машины, управляет движениями вспомогательного клапана V и в то же время приводит в действие реверсивный клапан V, управляющий проходом газа низкого давления, ответвляющегося из главной трубы L и заставляющего вспомогательную жидкость распределяться по очереди между двумя установленными на качающемся коромысле с сосудами а и Ь регулирующей время машины Х, В результате переливания жидкости между сосудами коромысло поворачивается вправо или влево через определенные промежутки времени, Понижающий давление

-клапан d, вставленный в трубку е, ответвляющуюся от главной трубы высокого давления L, доставляет газ низкого давления, который при помощи реверсивного клапана У направляет его то в один, то . в другой Из сосудов а и Ь, . заставляя вспомогательную жидкость попеременно переливаться из одного сосуда в другой и тем приводить коромысло с в качательное движение.

Когда части насоса и машины Х находятся в положении, показанном на чертеже. то сосуд а наполнен жидкостью, а сосуд О почти пуст и, следовательно, коромысло С наклонено в левую сторону, причем изогнутое под прямым углом пг ечо f поредвинет вспомогательный клапа1н У в нижнее положение, при котором выпускной канал g открыт, так как сообщается трубкой Й с полостью стержня вспомогательного клапана, а эта полость соединена ..трубкой Й с трубкой V, ведущей к газоотводной трубе 1, идущей от газоуловителя H. Газ высокого давления, проходящий из главного резервуара К по трубе L, нажимает пружиной о главный клапан P кверху и держит его открытым, позволяя газу проходить по трубам А и F в бак D.

Когда бак D наполнился нефтью, то входящая в бак сжатая среда вытесняет нефть вверх по разрядной трубе g до тех пор, пока вес столба жидкости в этой трубе не уравновесит давления в баке g. В нижней части разрядной трубы имеется небольшое отверстие-р, помещенное на такой высоте, что по мере вытеснения нефти и понижения ее уровня в баке, отверстие р обнажится как раз перед тем моментом, когда высота столба в разрядной трубе достигнет максимальной величины, соответствующей давлению газа в баке. Как только отверстие р обнажится, часть газа войдет в это отверстие вследствие того, что давление в баке больше противодавления, оказываемого столбом нефти,находящейся в трубе. Газ, входящий через отверстие р, начнет насыщать столб нефти, в разрядной трубе и постепенно расширять объем столба, пока нефть не попадет в газоуловитель H. Отверстие р недостаточно велико для того, чтобы весь газ, нагнетаемый в бак, мог входить в трубу g, и поэтому, несмотря на утечку некоторого количества газа в отверстие р, давление

I внутри бака будет сохраняться; Выбрасывание части нефти в газоуловитель облегчает вес столба нефти в трубе, что дает возможность находящемуся в баке газу вытеснять новую порцию нефти в разрядную трубу и таким образом продолжить начавшийся раньше подъем жидкости по принципу аэролифта, Когда уровень нефти в колодезном баке понизится настолько, что обнажит нижний конец разрядной трубы, газ хлынет в эту трубу, промывая ее, причем главный клапан Р автоматически закроется.

Главный клапан P имеет форм чашечного клапана .и снабжен чашкой или кольцевым фланцем W, облегчающим пробку h, ввинченную в коробку О клапана. Если давление внутри чашки клапана падает, а снаружи чашки имеется давление, то клапан открывается. При этом канал g сообщается через трубку у, коробку W, полость стержня клапана V и через трубку k, с газоотводной трубой J. Таким образом, клапан V является контролирующим органом, от положения которого зависит присутствие или отсутствие давления в канале g, а, следовательно, за-, висит и положение главного клапана P.

Нижняя часть клапанной чашки главного клапана Р снабжена шейкой 1, диаметр которой,на определенную величину меньше внутреннего диаметра втулки и, внутри которой движется шейка t. Газ высокого ( давления, проходящий из главнои трубы Ь в камеру v и из последней в кольцевое отверстие между клапаном и втулкой и, стремится прижать чашку клапана Р к клапанному седлу, преодолевая действие клапанной пружины о. Напор газа высокого, давления около шейки t и в промежутке между шейкой и втулкой W создает движушийся поток, стремящийся прижать клапан и его седлу. Этому движению способствует давление, накопляющееся над верхней стороной шейки t, Закрытие главного клапана P влечет за собой прекращение прохода газа высокого давления в колодезный бак.

Внутренний диаметр клапан ной чашки внутри втулки И имеет несколько большую -величину, чем диаметр клапанной поверхности х, прижимающейся к седлу.

В виду того, что чашка клапана с целью устранения утечки плотно прилегает к пробке h, то получается кольцевое тело, толщина которого соответствует разности диаметров двух подвергающихся давлению поверхностей, из которых одна находится внутри, а другая снаружи чашки Давление, производимое на нижнюю часть Йольцевого тела, будет больше, чем на верхнюю часть, и поэтому.при равенстве давления газа внутри и снаружи чашки, последняя будет стремиться двигаться вверх и открывать клапан до тех пор, пока внезапный приток газа не закроет клапана.

В то время как жидкость вытесняется в трубу g, газ в трубе L проходит через клапан Р со сравнительно малой скоростью. Но в тот момент, когда благодаря уменьшению противодавления газа, проходящего в трубу g, скорость течения газа в трубе L внезапно увеличивается, получившееся ускорение заставляет газ ударять о шейку f клапана Р с большой силой, достаточной для преодоления действия пружины о и закрытия главного клапана.

Когда клапан Р закроется, дальнейший приток газа в бак D прекратится, и газ в нем начнет расширяться и будет продолжать выходить через трубу g до тех пор, пока давление не упадет настолько, что перестанет прижимать книзу шаровой клапан Е, вследствие чего нефть из колодца начнет снова наполнять бак. Поднимающийся в последнем уровень нефти сперва заполнит нижнюю часть трубы g, а затем закроет отверстие р, после чего вытека ние газа через трубу прекратится. Для того, чтобы бак мог полностью наполниться нефтью, устроено приспособление в виде выпускного клапана Q, позволяющего удалять из бака воздух.

Само собой разумеется, что в определенный .момент времени потребуется произвести некоторое действие; в результате которого наполнение бака прекратится и начнется снова выкачивание, прекратившееся при закрытии клапана Р. Означенное действие должно прекратить дальнейшее поднятие жидкости в баке и прохождение ее через клапан Q, что производится следующим образом. Пока насос выкачивает и части устройства находятся .в показанном на чертеже положении, газ низкого давления проходит в верхнюю часть сосуда а, и жидкость из этого сосуда вытесняется по трубке 3 в сосуд b. Газ низкого давления проходит из клапана d по трубе е в коробку 4 реверсивного клапана и оттуда по трубе 5 в верхнюю часть сосуда а, Соединяющая сосуды а и b трубка 3 снабжена возвратным клапаном б и игольчатым клапаном 7, урегулированным таким образом, что жидкость переливается в течение заранее определенного интервала времени. Когда сосуд b почти наполнится, а сосуд а почти опорожнится, коромысло с повернется в противоположную сторону, причем изогнутое плечо 8 нажмет вниз реверсивный клапан 1, а плечо f поднимет вспомогательный клапан V.

Описанное действие жидкости происходит одновременно с выкачиванием жидкости из бака D, причем игольчатый клапан 7 между двумя сосудами должен быть урегулирован так, чтобы более низкое плечо коромысла нажало клапан почти в тот момент, когда бак D опорожнился.

Когда указанные части находятся в противоположном положении, газ низкого давления, выходящий из трубы е, пройдет через трубку 9 в верхнюю часть сосуда, вследствие чего жидкость из означенного сосуда начнет вытесняться через трубу 10, снабженную игольчатым клапаном 11 и возвратным клапаном 13, и проходить в сосуд а. Означенные клапаны расположены и урегулированы таким образом, что жидкость выбирает указанный путь предпочтительно перед путем через трубку 3, а игольчатый клапан 11 урегулирован так, что для переливания жидкости из сосуда в сосуд требуется заранее определенный интервал времени. Во время описанного перехода жидкости между сосудами бак D наполняется нефтью, причем в тот самый момент, когда сосуд а почти полон, а сосуд b почти пуст, нижнее плечо коромысла возвращается снова в первоначальное положение, и процесс выкачивания начинается снова благодаря тому, что канал g. внутри клапана Р начинает сообщаться с отводящей трубой 1, и главный клапан Р передвигается в положение, позволяющее начать выкачку.

Предмет патента.

1. Пневматический насос для колодцев с применением регулирующего интервалы рабочего времени приспособления, приводящего в движение вспомогательный клапан, управляющий работой главного клапана, пропускающего сжатый газ, отличающийся тем, что регулирующее интервалы времени приспособление снабжено качающимся коромыслом с, на котором укреплены попеременно наполняемые жидкостью .сосуды а и Ь и которое. одним. концом соединено с клапаном У, управляющим перетеканием жидкости из одного сосуда в другой, а другим концом †вспомогательным клапаном V, управляющим открыванием главного клапана Р.

2: При насосе по п. 1 применение выпускного клапана Q, служащего для удаления воздуха из бака D и сообщающегося трубой Т с газоотводной трубою Х

Ю. 1.

Тип. «Искра».