SU960466A2 - Скважинный гидроштанговый насос - Google Patents

Description

(54) СКВАЖИННЫЙ ГИЛРОШТЛНГОВЫЙ НАСОС

Изобретение относитс  к насосам объемного вытеснени , в частности к скважинным гидроштанговым насосам и может быть использовано дл  подъ-. ема жидких сред, в том числе агрессивных жидкостей, из скважин.

По основному авт.св. №855251 известен скважинный гидроштанговый насос, содержащий цилиндр, разделенный герметичной перегородкой на рабочую и пневмогидравлическую камеру, с установленным в последней поршнем со штоком, проход щим через герметичную перегородку в рабочую камеру, а также всасывающий и нагнетательный клапаны, расположенные в рабочей камере , при этом гидроштанга гидравлически св зана со штоком, который выполнен полым и посредством канала в его стенке гидравлически сообщён с подпоршневой полостью пневмогидравлической камеры, а рабоча  камера снабжена соединенным с герметичной перегородкой перфорированным сердечником с глухим дном и охватывающей сердечник эластичной диафрагмой, причем в полости сердечника на нижнем Koime полого штока установлен компенЬатор утечек. Компенсатор утечек выполнен в виде цилиндрического

стакана с установленным в его нижней открытой части подпружиненным полым поршнем, и св зан.ным с последним поЛЬ1М толкателем, взаимодействукицим с дном перфорированного сердечника в нижнем положении полого штока, причем в отверстии поршн  и дне стакана установлены обратные клапаны.

Недостаток известного скважинного

10 гидроштангового насоса состоит в том, что при неизбежности наличи  утечек рабочей жидкости из пневмогидравлической камеры в полость перфорированного сердечника из-за су15 ществовани  зазоров ,в уплотн ющих полый шток элементах имеетс  различие между количеством утечек рабочей жидкости, удал емых из полости перфорированного сердечника, ко20 торые  вл ютс  величиной посто нной, и количеством утечек рабочей жидкости , проникающей в полость перфорированного сердечника из пневмогидравлической камеры, которые не  вл ют25 с  посто нной величиной и завис т от различного рода неуправл емых Факторов в процессе работы гидроштангового насоса.

В св зи с этим возможно накопление утечек рабочей жидкости непо- средственно в перфорированном сердечнике , вызывающее дополнительное напр жение эластичной диафрагмы и тем самым уменьшающее объем рабочей камеры , что, в свою очередь, вызывает снижение производительности насоса в целом и надежности его работы.

Целью изобретени   вл етс  увеличение производительности и- повышение надежности скважинного гидроштангового насоса.

Эта цельдостигаетс  тем, что подпружиненный полый поршень компенсато ра утечек со стороны надпоршневого пространства снабжен направл ющим кольцевым выступом с установленным на нем герметичным сильфоном, заполненным газообразной средой под давлением .

На фиг. 1 схематично представлен скважинный гидроштанговый насос в положении, соответствующем его ходу нагнетани , общий вид; на фиг. 2 компенсатор утечек,

Скважинный гидроштанГовый насос содержит корпус 1 в виде цилиндра, разделенный герметичной перегородкой

2на две камеры верхнюю пневмогидравлическую 3 и нижнюю рабочую 4. В оверхнейвпневмогидравлической камере

3расположен поршень 5, закрепленный на полом штоке 6, проход щем через герметичную Перегородку 2 в рабочую.камеру 4 и в стенке которого под поршнем 5 выполнен канал 7, посредством которого шток гидравлически сообщен с подпоршневой полостью

8 пневмогидравлической камеры 3.

Полый шток 6 своим верхним концом гидравлическисв зан с гидроштангой 9. Рабоча  камера 4 снабжена соединенным с герметичной перегородкой 2 перфорированным сердечником 10 с глухим- дном 11 и охватывающей сердечник эластичной диафрагмой . 12 .

На нижнем конце полого штока 6 в полости перфорированного сердечника 10 установлен компенсатор 13 утечек , а в рабочей камере 4 расположен всасывающий 14 и нагнетательный 15 клапаны. Компенсатор 13 утечек выполнен в виде Цилиндрического стакана 16, с установленным в еГо нижней открытой части подпружиненным полым поршнем 17, размещенным с возможностью ксиального перемещени  и св занным с последним полым.толкателем 18, взаимодействующим с глухим дном 11 перфорированного сердечника 10 в нижнем положении полого штока 6, причем в отверстии поршн  17 и дне стакана 19 установлены, соответственно, обратные клапаны 20 и 21.

Подпружиненный полый поршень 17 компенсатора со стороны надпоршневого пространства снабжен направл ющим кольцевым выступом 22, концентрично

которому установлен герметичный сильфон 23, заполненный газообразной средой под давлением.

В верхней части пневмогидравлической камеры 3 установлена перфорированна  перегородка 24, служаща  направл ющей дл  полого штока 6 и сообщающа  надпоршневое пространство пневмогидравлической камеры 3 с кольцевой полостью 25, заполненной газообразной средой под давлением. Скважинный гидроштанговый насос установлен на пакере 26 в скважине 27.

Предлагаемый скважинный гидроштанговый насос работает следующим

5 образома

Полный цикл работы скважинного гидроштангового насоса включает в себ  ход всасывани , когда поршень 5 насоса перемещаетс  вверх, и ход

0 нагнетани , когда поршень 5 насоса |перемещаетсй вниз.

В исходном положении поршень 5 под действием давлени  газообразной среды, наход щейс  в кольцевой

5 полости 25, находитс  в крайнем нижнем положении, причем нижний конец полого штока 6, наход сь также в нижнем положении, вытесн ет через перфорированный сердечник 10 наход щуюс  в полости последнего рабочую жидкость в полость эластичной диафрагмы 12, раст гива  ее, при этом всасывающий клапан 14 рабочей камеры 4 закрыт, а нагнетательный клапан

, 15 открыт.

I

При подводе рабочего давлени  от поверхностного силового насоса через механизм дистанционного гидрав . лического управлени  (не показаны)

0 и гидроштангу 9 к полому штоку 6, рабоча  жидкость, поступа  через канал 7 в стенке штока в подпоршневую полость 8 пневмогидравлической камеры 3, перемещает поршень 5 вверх,

45 а газообразна  среда в.кольцевой полости 25 сжимаетс .

Нинший конец полого штока 6 перемещаетс  вверх, а рабоча  жидкость, .наход ща с  между эластичной диафрагмой 12 и перфорированным сердечником

10, nojp действием упругих сил диафрагмы , и пластового давлени  подступает в полость перфориров.анного сердечника 10. При этом нагнетательный класс пан 15 под действием гидростатического давлени  столба добываемой жидкости закрытL а добываема  жидкость че .рез открывшийс  всасывающий клапан

14 поступает в рабочую камеру 4. tlpa

Claims (1)

1. достижении поршнем 5 верхнего положени  механизм дистанционного гидравлического управлени  (не показан) отключает гидроштангу 9 от поверхностного силового насоса (не показан ) . Поршень 5 под действием газообразной среды, сжатой в кольцевой полости 25, начинает перемещатьс  вниз, а рабоча  жидкость, наход ща  с  в подпоршневой полости 8 пневмогидравлической камеры 3, через канал 7 в полом штоке б поступает в гидроштангу 9 и далее на слив. НижНИИ конец полого штока б вытесн ет рабочую жидкость, наход щуюс  в полости перфорированного сердечника 1 в пространство между перфорированны сердечником 10 и эластичной диафраг мой 12,,раст гива  последнюю. Добываема  щ дкость поступает из рабоче камеры 4 через нагнетательный клапан 15 по кольцевому пространству скважины 27 над пакером 26 в колонн насосных труб (не показана) и далее на поверхность. В процессе работы насоса при ход нагнетани  возможны утечки рабочей жидкости из пневмогидравлической ка меры 3 в полость перфорированного сердечника 10 за счет зазоров, имею щихс  в уплотн ющих полый шток б элементах (не показаны). Рабоча  жидкость при ходе всасывани , попада  в перфорированный сердечник 10, накапливаетс  в нем, что приводит к предварительному рас т гиванию эластичной диафрагмы 12 и,, как следствие, к сокращению объема рабочей камеры 4. Чтобы избежат этого, на нижнем конце полого штока 6 установлен компенсатор 13 утеч ки, посредством которого рабоча  жидкость, попавша  в перфорированный сердечник 10 при ходе всасывани , удал етс , из него при ходе нагнетани . При движении вниз полого штока 6 с закрепленным на его нижне конце компенсатором 13 утечек поршень 17 и св занный с ним полый тол катель 18 наход тс  под действием пружины (не обозначена) в крайнем нижнем положении. Надпоршневое пространство цилиндрического стакана 1 заполнено рабочей жидкостью и перекрыто обратными клапанами 20 и 21. В конце хода нагнетани - полый тол катель 18 упираетс  в глухое дно 11 перфорированного сердечника 10 и посредством поршн  17 через открываю щийс  обратный клапан 21 компенсатора 13 утечек вытесн ет наход щиес  в цилиндре 16 утечки рабочей жидкости в полый шток 6 и далее в гидроштангу 9. При этом обратный клапан 20 закрыт. Компенсатор утечек 13 в KOHije хода нагнетани  частично выпол н ет функции тормоза поршн  5 насоса При ходе всасывани  подпружиненный полый поршень 17 и св занный с ним полый толкатель 18 под действием пружины опускаетс  вниз, и утечки рабочей жидкости, попавшие из пневмогидравлической камеры 3 в перфорированный сердечник 10, поступают через открытый обратный клапан 20 в подпоршневое пространство цилиндрического стакана 16. Обратный клапан 21 при этом закрыт. Количество утечек рабочей жидкости , поступающих из пневмогидравлической камеры 3 в перфорированный сердечник 10 за счет зазоров, имеющихс  в уплотн ющих полый шток б элементах , неодинаково за каждый из ходов поршн  5. Дл  компенсации разности поступающих в перфориройанный сердечник 10 утечек рабочей жидкости на направл ющем кольцевом выступе 22 подпружиненного полого поршн  17 со стороны надпоршневого пространства размещен герметичный сильфон 23, заполненный газообразной средой под давлением. Колебани  в поступлени х, утечек рабочей жидкости вызывают изменени  давлени  в перфорированном сердечнике 10, что, в свою очередь, измен ет объем сильфона 23 и, следовательно , объем надпоршневого пространства цилиндрического стакана 16, который определ ет количество удал емых утечек. Этим достигаетс  гармоническа  св зь между количеством поступающих из пневмогидравлической камеры 3 утечек рабочей жидкости и их удалением из перфорированного сердечника 10 в гидроштангу 9. Наличие в компенсаторе утечек скважинного гидроштангового насоса герметичного сильфона, заполненного газообразной средой под давлением, обеспечивает ему по сравнению сизвестными скважинными насосами повышение надежности в работе, а также увеличение производительности. Формула изобретени  Скважинный гидроштанговый насос по авт.св. W855251, отличающийс  тем, что, с целью увеличени  производительности и повышени  надежности, подпружиненный полый порень компенсатора утечек со стороны адпоршневого пространства снабжен аправл к дим кольцевым выступом с становленным на нем герметичным ильфоном, заполненным газообразной редой под давлением.

   f5