ВИБРОНАСОС Российский патент 1995 года по МПК F04F7/00 

Изобретение относится к насосостроению. Вибронасосы могут быть использованы в различных областях техники, в частности для подъема жидкости из глубоких скважин.

Наиболее близким к предлагаемому является вибронасос, содержащий корпус с всасывающим и нагнетательным патрубками и установленный в корпусе соосно нагнетательному патрубку вибропривод, связанный с генератором высокочастотных колебаний.

При работе вибронасоса над торцом концентратора периодически возникает зона разрежения, в которой из газонасыщенной жидкости будет интенсивно выделяться газ, что приведет к значительному снижению КПД или полному срыву подачи.

Техническая задача предлагаемого изобретения повышение производительности и КПД вибронасоса при работе на газонасыщенных жидкостях, например в нефтяных скважинах.

Задача решается за счет того, что вибронасос, содержащий корпус с узлом приема перекачиваемой среды и нагнетательным патрубком и установленный в корпусе соосно нагнетательному патрубку магнитострикционный преобра- зователь с концентратором, дополнительно снабжен газоотводной воронкой, установленной раструбом вверх (по движению потока жидкости) и охватывающей зазор между концентратором и нагнетательным патрубком, при этом магнитострикционный преобразователь расположен выше приема насоса, а в корпусе выполнен канал для отвода газа.

Воронка может быть закреплена с зазором на корпусе или без зазора на концентраторе в узле колебаний (в неподвижной зоне концентратора).

Для повышения эффекта газосепарации на нижнем торце преобразователя может быть закреплена выпуклая излучающая пластина, выходящая за габариты преобразователя, а концентратор выполнен ступенчатым с длиной каждой ступени, равной половине длины излучаемой волны.

В таком вибронасосе всасываемая в корпус газонасыщенная жидкость попадает под нижний торец преобразователя и дегазируется. На ступенях концентратора происходит дополнительная дегазация, а воронка препятствует попаданию отделенного газа в нагнетательный патрубок.

На чертеже приведена схема предлагаемого вибронасоса для нефтяных скважин.

Вибронасос включает корпус 1 с нагнетательным патрубком 2 и узлом приема 3. В полости корпуса соосно нагнетательному патрубку 2 установлен магнитострикционный преобразователь, содержащий обмотку возбуждения 4 и стержень 5 со ступенчатым концентратором 6.

Магнитострикционный преобразователь должен быть установлен в полости вибронасоса выше узла приема 3, а узел приема может быть выполнен не только с торца корпуса, но и на его боковой поверхности в виде щелевого фильтра.

Каждая ступень концентратора равна половине длины излучаемой волны, а на нижнем торце преобразователя (стержня) 5 закреплена излучающая выпуклая пластина 7, выходящая за габариты преобразователя.

В корпусе установлена газоотводная воронка 8, направленная раструбом вверх и охватывающая зазор между концентратором 6 и нагнетательным патрубком 2. Воронка может быть закреплена на корпусе или на концентраторе в узле колебаний (в неподвижной зоне концентратора).

В верхней части корпуса выполнены каналы 9 для отвода газа из полости корпуса.

Насос на колонне насосно-компрессорных труб (не показаны) спускают в нефтяную скважину и устанавливают под уровень жидкости. Генератор высокочастотных колебаний (не показан) устанавливают на поверхности.

Вибронасос включается в работу при подаче высокочастотных электрических колебаний на обмотку 4. Газонасыщенная жидкость, поступающая в насос через узел приема 3, попадает под торец преобразователя, где периодически при сжатии стержня 5 возникает зона разрежения, в которой происходит выделение газа из жидкости. Экспериментально установлено, что в зоне под излучающей пластиной сепарируется до 50% растворенного в жидкости газа.

Выпуклая поверхность пластины 7 способствует быстрому выходу газа из-под нее. На ступени 10 концентратора 6 жидкость подвергается дополнительной сепарации. Жидкость и пузырьки всплывающего в ней газа воронкой 8 отводятся к стенкам корпуса, что исключает попадание газа в зазор между нагнетательным патрубком 2 и торцом концентратора 6. В патрубок поступает практически дегазированная жидкость. Газ выходит из корпуса насоса через газоотводные каналы 9.

Исключается срыв подачи насоса, повышается коэффициент полезного действия насоса на газонасыщенных жидкостях.

Использование: для подъема жидкости из глубоких скважин. Сущность изобретения: магнитострикционный преобразователь с концентратором установлен в корпусе с узлом приема перекачиваемой среды соосно нагнетательному патрубку с образованием зазора между последним и концентратором. Газоотводная воронка установлена раструбом вверх и охватывает зазор. Преобразователь расположен выше приема вибронасоса. В корпусе выполнен канал для отвода газа. Преобразователь снабжен излучающей пластиной, закрепленной на его нижнем торце. Концентратор выполнен ступенчатым с длиной каждой ступени, равной половине длины получаемой волны. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. ВИБРОНАСОС, содержащий корпус с узлом приема перекачиваемой среды и нагнетательным патрубком, магнитострикционный преобразователь с концентратором, установленный в корпусе соосно с нагнетательным патрубком с образованием зазора между последним и концентратором, отличающийся тем, что вибронасос снабжен газоотводной воронкой, установленной раструбом вверх и охватывающей зазор между концентратором и нагнетательным патрубком, при этом преобразователь расположен выше приема вибронасоса, а в корпусе выполнен канал для отвода газа. 2. Вибронасос по п.1, отличающийся тем, что преобразователь снабжен излучающей пластиной, закрепленной на его нижнем торце. 3. Вибронасос по п.1, отличающийся тем, что концентратор выполнен ступенчатым с длиной каждой ступени, равной половине длины излучаемой волны.