УСТРОЙСТВО "РЕПАК" ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ПОГРУЖНОГО НАСОСА В СКВАЖИНЕ Российский патент 1994 года по МПК E03B3/06 

Изобретение относится к водоснабжению, орошению и осушению при откачке подземных вод.

Известно устройство для откачки воды из скважины (авт. св. N 1463880, кл. Е 03 В 3/06), содержащее погружной насос с патрубком, якорный узел с клиньями, пакер, защелку для фиксации якорного узла, несущий и управляющий канаты.

Недостатком этого устройства является то, что несущий канат остается в скважине во время эксплуатации устройства.

Известно устройство для откачки воды из скважины (авт. св. N 1488408, кл. Е 03 В 3/06, 1989), содержащее погружной насос с патрубком, якорный узел с подвижным корпусом и клиньями, ловитель в виде корпуса и запирающего элемента, соединенных с канатами, механизм фиксации ловителя в виде сферических фиксаторов, размещенных в его корпусе, и защелку, контактирующую с подвижным корпусом якорного узла.

Основными недостатками этого устройства являются наличие массивного корпуса якорного узла, изготовляемого из специальной отливки, необходимость упоров и ограничителя в запирающем элементе ловителя, сложности, связанные с необходимостью отсоединения управляющего каната от механизма защелки, а также затруднения при уплотнении сквозного отверстия в патрубке насоса в месте прохождения защелки якорного узла.

Целью изобретения является упрощение устройства и уменьшение его материалоемкости.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено установочным элементом, подвижным вдоль оси патрубка насоса и состоящим из двух колец, соединенных жесткими тягами, корпус ловителя снабжен вторым рядом концентрически расположенных сферических фиксаторов, взаимодействующих с верхним кольцом установочного элемента. Причем нижнее кольцо установочного элемента контактирует с подвижными клиньями якорного узла и служит им опорой в процессе монтажа устройства.

Это техническое решение позволяет упростить устройство, так как запирающий элемент ловителя освобождается от упоров и ограничителя, не требуется защелки и сквозного отверстия в стенке патрубка. Поскольку закрепление и зажатие клиньев при монтаже, а также уплотнение пакера осуществляется всей массой устройства, не нужен массивный корпус якоря, что ведет к уменьшению массы устройства.

Анализ патентной и технической литературы не выявил устройств с признаками, аналогичными предлагаемым, что позволяет сделать вывод о соответствии устройства критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 представлено устройство "РЕПАК" в транспортном состоянии (при его спуске или подъеме из скважины); на фиг. 2 - то же, в процессе монтажа; на фиг. 3 - то же, в рабочем положении (после монтажа или перед демонтажом).

Устройство состоит из рабочего органа и ловителя. Рабочий орган содержит погружной насос 1, патрубок 2 с упором 3, пакер 4, подвижный корпус 5 якоря с клиньями 6 и установочный элемент, перемещающийся вдоль оси патрубка 2 и состоящий из верхнего 7 и нижнего 8 колец, соединенных жесткими тягами 9. В верхнем кольце на внутренней поверхности выполнена кольцевая выемка 10, а на внутренней поверхности патрубка имеется выступ 11.

Ловитель состоит из корпуса 12 и запирающего элемента 13, верхними своими частями прикрепленных соответственно к рабочему 15 и вспомогательному 16 канатам. В корпусе 12 ловителя расположено два концентрических ряда отверстий, в которых с радиальным люфтом размещены сферические фиксаторы 14. Запирающий элемент 13 свободно перемещается в корпусе 12 ловителя с возможностью взаимодействия со сферическими фиксаторами 14. В нижней части запирающего элемента 13 выполнена дополнительная цилиндрическая шейка 17, длина которой больше, чем расстояние между верхним и нижним рядами фиксаторов 14.

Устройство монтируется в обсадной трубе 18 скважины.

Перед монтажом устройство устанавливается вертикально. При этом подвижный корпус 5 якоря опущен до упора 3, а установочный элемент - до соприкосновения его верхнего кольца 7 с торцом патрубка 2, клинья 6 своей нижней кромкой касаются нижнего кольца 8. Затем ловитель с приподнятым вверх запирающим элементом 13 опускается в патрубок 2. После этого в корпус 12 опускается элемент 13 ловителя, который своей рабочей поверхностью вытесняет фиксаторы 14 из отверстий. При этом нижний ряд фиксаторов закрепляет ловитель в патрубке 2, а верхний ряд фиксаторов входит в кольцевую выемку 10 верхнего кольца 7 (см. фиг. 1). В таком виде устройство готово к спуску в скважину.

Спуск осуществляется канатом 15, а канат 16 опускается свободно. После достижения расчетной глубины опускания подтягивается вспомогательный канат 16. Соответственно запирающий элемент 13 поднимается относительно корпуса 12 ловителя. При этом нижний ряд фиксаторов 14 освобождает патрубок 2 и он вместе с насосом 1 под действием совокупной массы опускается относительно ловителя и установочного элемента, который продолжает удерживаться верхним рядом фиксаторов 14 и удерживает своим нижним кольцом 8 клинья 6 от опускания вместе с корпусом 5 якоря. При этом клинья 6 вытесняются, приходят в соприкосновение с обсадной трубой 18, зажимаются и при дальнейшем движении патрубка 2 с насосом 1 сжимается пакер 4 и уплотняется пространство между патрубком 2 и обсадной трубой 18. Устройство закреплено в обсадной трубе 18 (см. фиг. 2).

При дальнейшем движении вверх под действием каната 16, запирающего элемента 13 освобождается верхний ряд фиксаторов 14, ловитель отсоединяется от установочного элемента и может быть удален из скважины. Установочный элемент под действием собственной массы опускается до соприкосновения его верхнего кольца 7 с торцом патрубка 2 (см. фиг. 3). Устройство готово к работе.

Для демонтажа насоса ловитель опускается в скважину в положение, когда запирающий элемент 13 приподнят канатом 16 относительно корпуса 12 ловителя до крайнего верхнего положения, как это показано на фиг. 3. При этом оба ряда сферических фиксаторов 14 свободны и корпус 12 ловителя, опускаемый канатом 15, беспрепятственно входит в патрубок 2. Затем опускается канат 16, запирающий элемент 13 входит до упора в корпус 12 ловителя и посредством фиксаторов закрепляет ловитель в патрубке 2. Посредством каната 15 устройство поднимается на поверхность.

Предлагаемое техническое решение позволяет унифицировать конструкцию фиксаторов, упростить ловитель и избежать сквозных отверстий в стенке патрубка, а также заменить массивную отливку корпуса якоря легкой сварной конструкцией.

Сущность изобретения: установочный элемент выполнен в виде концентричных патрубку верхнего и нижнего колец, соединенных жесткими тягами. Нижнее кольцо расположено с возможностью взаимодействия с нижними торцами клиньев. Корпус якорного узла установлен с возможностью взаимодействия с упором патрубка. Верхнее кольцо выполнено с кольцевой выемкой на внутренней поверхности и размещено с возможностью контактирования с торцом патрубка. На корпусе ловителя выполнен второй ряд концентрических отверстий со сферическими фиксаторами, взаимодействующими с кольцевой выемкой верхнего кольца. Запирающий элемент ловителя выполнен ступенчатым с нижней частью меньшего диаметра, длина которой больше расстояния между центрами рядов сферических фиксаторов. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для крепления погружного насоса в скважине, содержащее соединенный с погружным насосом патрубок с упором на внешней стороне, размещенный на патрубке якорный узел с подвижным корпусом и клиньями, пакер, размещенный над якорным узлом, ловитель с корпусом и запирающим элементом, взаимно подвижными в осевом направлении и соединенными с отдельными канатами, ряд сферических фиксаторов, размещенных с радиальным люфтом в концентрических отверстиях корпуса ловителя и взаимодействующих с местом фиксации на внутренней поверхности патрубка, отличающееся тем, что оно снабжено установочным элементом в виде концентричных патрубку верхнего и нижнего колец, соединенных жесткими тягами, причем нижнее кольцо расположено с возможностью взаимодействия с нижними торцами клиньев, корпус якорного узла установлен с возможностью взаимодействия с упором патрубка, а верхнее кольцо выполнено с кольцевой выемкой на внутренней поверхности и размещено с возможностью контактирования с торцом патрубка, при этом на корпусе ловителя выполнен второй ряд концентрических отверстий со сферическими фиксаторами, взаимодействующими с кольцевой выемкой верхнего кольца. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что запирающий элемент ловителя выполнен ступенчатым с нижней частью меньшего диаметра, длина которой больше расстояния между центрами рядов сферических фиксаторов.