Магнитофугальный погружной поршневой насос

Магнитофугальный погружной поршневой насос

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

X. 61926

Класс 21d>, 20

59а, 11

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Л. И. Штурман

МАГНИТОФУГАЛЬНЬ1Й ПОГРУЖНОЙ ПОРШНЕВОЙ

НАСОС

Заявлено 23 сентября 1940 г. за Х 354

B нкнп " Т a ° .фя{д ю

bl

Для эксплуатации нефтяных скважин с низким уровнем нефти необходим бесштанговый погружной мотор-насос. Применявшиеся до сего времени магиитофугальные индукционные двигатели-насосы имеют ряд недостатков, К главнейшим недостаткам относятся:

1) необходимость изменения направления движения сердеч ика в его крайних положениях, что обусловливает применение в самом двигателе специальных индикаторных устройств, воздействующих не реагирующее устройство главного тока, установленное на поверхности, отдельное для каждой насосной установки;

2) незначительные радиальные размеры магнитофугального двигателя и сердечника, требующие очень большой длины активной части статора и самого сердечника для создания необходимых тяговых .силнй, в результате чего возникает необходимость секционированпя. T. е, применения нескольких мотор-насосных агрегатов, включенных в общую насосную колонну труб;

3) наличие большого количества промежуточных подшипников (ставятся из-за возможных односторонних магнитных притяжений сердечника к статору), существенно увеличивающего длину каждого двигателя, а также потери на трение и износ, и усложняющее изготовление и сборку машины.

Описываемое устройство представляет собой магнитофугальну|о систему, использующую в качестве рабочего органа электропроводнук жидкость 1ртуть или легкоплавкий сплав). Основные досто *,нства устройства таковы:

1) двигатель все время остается подключенным к силовой сети и

íе требует периодических реверсов, что исключает надобность в индикаторных реверсирующих устройствах на поверхности;

2) благодаря применению электропроводной жидкости il особой компоновке двигательной и насосной частей агрегат является одновре№ 61926 менно гидравлическим редуктором; так что можно строить мотор-насос для самых больших глубин в одном агрегате (без секционирования).

Описываемое устройство изображено в двух проекциях на чертеже.

Цилиндрический статор 1 магнитофуги граничит сверху с цилиндром 8, а снизу со сливной камерой 4. Со стороны активной г1оверхности статор герметически закрыт гильзой 2 из немагнитной стали. Сквозь герметически закрытый и наполненный маслом статор проходят сливные трубки 5, соединяющие пространство над статором со сливной камепой.

СлиВные труски сняс>кены кялнсроГянными отверстиями и клапанами, препятствующими проходу жидкости при болыних перепадах давления и допуска1ощими беспрепятственное протекание жидкости при перепадах ниже установленных. Вместо клапанов может быть применено золотниковое устройство, действующее в зависимости от скорости протекания жидкости в зазоре между стятором и сердечником.

Полый магнитный сердечник двигателя закреплен неподвижно и снабжен всасывающим клапаном 6. 1(ольцево1! поршень 7 мо>кет перемещаться в цилиндре 8 ВВерх и вниз, разделяя активну1о жидкость от сткачиваемой. Система заливается проводящей ток металлической жи..1костью так, чтобы последняя заполнила нижнюю сливную камеру, трубки и зазор активного междужелезного пространства до поршня, находя.цегося в крайнем нижнем поло>кении.

После спускания мотор-насоса в скважину на некоторую глубину от уровня откачиваемой жидкости трехфазный статор магнитофуги включают таким ооразом, чтобы бегущее магнитное поле в зазоре непрерывно перемещалось снизу вверх. В металлической жидкости, находящейся в зазоре, как в короткозамкнутой обмотке вторичной цепи, индуктируются токи, которые, взаимодействуя с бегущим магнитным полем, заставляют жидкость перемещаться вверх с определенным суммарным тяговым усилием, зависящим (при данных параметрах) от скольжения Вследствие резкого повышения давления под поршнем обратный переход жидкости по трубкам 5 будет затруднен, и жидкость начнет переходить из нижней сливной камеры сквозь зазор вверх, соответственно перемещая поршень.

Подъем поршня и вытеснение откачиваемой жидкости (нефти) через нагнетательный клапан в насосную трубу будет продолжаться до тех пор, пока почти вся активная жидкость не перейдет под поршень и длина столба жидкости в зазоре не станет такой, при которой усилие, сообщаемое активной жидкости, уравновесится противодавлением со стороны откачиваемой жидкости.

Благодаря калиброванным малым отверстиям в сливных трубках давление под поршнем начнет быстро падать и при некоторых малых давлениях откроются их клапаны, а также всасывающий клапан. Активная жидкость начнет беспрепятственно переливаться по трубкам в нижнюю сливную камеру, а поршень опускаться под гидростатическим нагором жидкости в скважине.

Некоторое количество активной жидкости остается в верхней части кольцевого пространства зазора, благодаря чему исключается обратный проход жидкости через зазор: при первой попытке прохода немедленно появляются обратно выталкивающие электромагнит силы. Во время стекания жидкости в сливную камеру электрический двигатель находится в режиме «холостого хода», так как отсутствие в зазоре >кидкостной обмотки эквивалентно разомкнутой вторичной обмотке обычного асинхронного двигателя. Наличие в зазоре и над жидкостью в камере безвоздушного пространства (вакуума), по закону сообщающихся сосудов, исключает возможность засоса жидкости в зазор, пока камера № 61926 полностью не заполнится, Когда же это произойдет, активная жидкость под гидростатическим давлением столба жидкости в сливных трубах снова заполнит междужелезное пространство. Этому моменту соответствует начало нового цикла.

Таким образом, периодическому скоплению активной жидкости вверху или внизу соответствуют поступательновозвратное перемещение поршня и действие насоса, т. е. отдача жидкости из скважины.

Предмет изобретения

Магнитофугальный погружной поршневой насос, двигательная часть которого имеет в качестве рабочего органа металлическую жидкость, прогоняемую через кольцевой зазор между статором н сердечником из магнитного материала, отличающийся тем, что, с целью гидравлического редуцирования скоростей и усилия, указанный кольцевой зазор с нижней стороны соединен со сливной камерой, соединенной в свою очередь с воздушным компенсатором, а вверху — с поршневой камерой. № 61926 формат бум. 70 g 108 /1

Тираж 200

ЦБТИ при Комитете по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, М. Черкасский пер.. д. 2/6

Подп. к печ. 15/III — 52 г

Зак. 333/7

Объем 0,35 изд. л.

Цена 5 коп.

Типография, пр. Сапунова, 2.

Редактор A. Г. Новожилов Техрсд А. А. Камышникова 1,оррсктор В. Андрианова