ПОГРУЖНОЙ ДИАФРАГМЕННЫЙ ЭЛЕКТРОНАСОС Российский патент 1995 года по МПК F04B47/08 

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в объемных насосах, преимущественно для подъема жидкости из скважины.

Для эксплуатации малодебитных скважин наибольшее распространение получили электронасосы диафрагменного типа. Во всех скважинах в пластовой жидкости растворен попутный газ, который диффундирует через резиновые уплотнения и компенсатор электродвигателя, насыщает масло, находящееся внутри насоса. Происходит это постепенно. В начальный период работы насоса растворенный в масле газ не оказывает существенного влияния на его подачу. По мере откачки насосом столба жидкости из скважины давление снаружи и внутри насоса значительно снижается. Газ, находящийся в масле, расширяется и поднимается в виде пузырьков в верхнюю часть внутренней полости насоса, отрицательно влияет на работу насоса. Подаче снижается.

Известен погружной диафрагменный электронасос для добычи нефти из глубоких скважин, содержащий гидравлический привод диафрагмы, нагнетательный и всасывающий клапаны [1]
Недостаток известного насоса состоит в том, что в рабочей камере всасывающего клапана и в его корпусе при нагнетательном ходе диафрагмы задерживается попутный газ. Это снижает подачу насоса и его надежность.

Указанный недостаток устранен в насосе, содержащем гидравлический привод диафрагмы, установленные в клапанной коробке и расположенные вертикально соосно один другому всасывающий и нагнетательный клапаны [2]
В указанном насосе из-за работы эксцентрикового привода возникнет вибрация, которая крайне отрицательно воздействует на резиновые уплотнительные кольца, разделяющие полости нагнетания и всасывания клапанной коробки, способствует их быстрому износу. Вследствие этого нарушается герметичность соединения клапанной коробки с камерой насоса, что приводит к резкому снижению подачи последнего. Попутный газ попадает не только в подающую линию насоса, наличие его растет и в полости гидропривода диафрагмы, сначала он попадает во всасывающий клапан регулятора и далее в рабочий объем между диафрагмой и плунжером гидропривода. Проникает он также и через зазор между втулкой плунжера и плунжером. Последний при своем возвратно-поступательном движении сжимает уже не масло, а пеномасляную смесь. Амплитуда колебаний диафрагмы из-за этого становится меньше, а затем совсем затухает. Подача насоса прекращается, хотя весь механизм насоса находится в рабочем состоянии.

Цель изобретения исключение попадания попутного газа в полость гидравлического привода диафрагмы.

Эта цель достигается тем, что в погружном диафрагменном электронасосе, содержащем гидравлический привод диафрагмы, расположенные в головке насоса всасывающий и нагнетательный клапаны, имеется установленный выше диафрагмы компенсатор изменения объема масла, выполненный в виде охватывающего с зазором головку насоса цилиндра, полость которого соединена каналами с полостью гидропривода диафрагмы и с установленным в верхней части клапаном с фильтром. Такое выполнение электронасоса позволяет избавиться от попутного газа в полости гидропривода диафрагмы, тем самым увеличить коэффициент подачи насоса, повысить надежность его работы.

На фиг. 1 показан насос, разрез; на фиг. 2 часть насоса с компенсатором; на фиг. 3 клапан с фильтром.

Погружной диафрагменный электронасос содержит электродвигатель 1, установленные в корпусе 2 конический редуктор 3, эксцентриковый привод 4 и гидропривод в виде плунжерного насоса 5. От перекачиваемой жидкости механизм насоса изолирован корпусом 6 и эластичной диафрагмой 7. Для подачи жидкости имеются всасывающий 8 и нагнетательный 9 клапаны, установленные вертикально на одной оси в головке 10 насоса.

Верхняя часть насоса выполнена следующим образом. В нижней части головки 10 насоса на уровне всасывающего клапана 11 корпуса регулятора 12 выполнены два диаметрально расположенных отверстия 13, кольцевой зазор 14 и каналы 15, которые служат для вывода растворенного в масле газа из зоны всасывающего клапана 11 регулятора в компенсатор 16 изменения объема масла. Компенсатор 16 изменения объема масла выполнен в виде охватывающего с зазором головку 10 насоса, в частности ее патрубок 17, цилиндра, полость которого соединена каналами 15 с полостью гидропривода диафрагмы 7 и каналом 18 с фильтром 19 и клапаном 20. Фильтр 19 состоит из спеченных мелких шариков, например, из латуни, бронзы и т.д. В корпусе 6 насоса установлен фильтр 21, а в патрубке 17 выполнены отверстия 22. Имеются также кольцевой зазор 23 между патрубком и насосно-компрессорной трубой и каналы 24 для подачи добываемой жидкости в рабочую камеру 25 над диафрагмой 7. В головке 10 электронасоса выполнены каналы 26, соединяющие камеру 25 с нагнетательным клапаном 9. Электронасос подвешен на насосно-компрессорных трубах 27.

Электронасос работает следующим образом.

Электродвигатель 1 через конический редуктор 3 и эксцентриковый привод 4 приводит в действие плунжерный насос 5, обеспечивающий колебания эластичной диафрагмы 7 и работу клапанов 8, 9. Пластовая жидкость проходит через фильтр 21, отверстия 22, кольцевой зазор 23 и каналы 24 во всасывающий клапан 8 при цикле всасывания, заполняя объем рабочей камеры 25 над диафрагмой 7, а при цикле нагнетания выталкивается через каналы 26 и нагнетательный клапан 9 в насосно-компрессорные трубы 27. Цикл работы повторяется.

При работе насоса проникающий через резиновые уплотнения и компенсатор двигателя попутный газ, растворяясь в масле в виде пузырьков, попадает в полость плунжерного насоса 5 и далее проходит через отверстия 13, кольцевой зазор 14 и каналы 15 в пространство между патрубком 17 и компенсатором 16. Затем газ в составе пеномасляной эмульсии проходит через канал 18, очищается фильтром 19 от масла и сбрасывается клапаном 20 из насоса в полость между фильтром 21 и отверстиями 22 в патрубке 17. Срабатывание клапана 20 происходит при заданном давлении попутного газа.

Сущность изобретения: всасывающий и нагнетательный клапаны рабочей камеры расположены вертикально соосно один другому в головке насоса, установленной в цилиндре с патрубком, имеющим каналы. Выше диафрагмы установлены компенсатор изменения объема масла, выполненный в виде цилиндра охватывающего с зазором головку насоса с образованием полости. Полость связана каналами, выполненными в головке с поддиафрагменной полостью. В верхней части патрубка установлен клапан с фильтром, связанный каналом с полостью компенсатора. 3 ил.

ПОГРУЖНОЙ ДИАФРАГМЕННЫЙ ЭЛЕКТРОНАСОС для подъема жидкости из скважин, содержащий элекродвигатель, механическую передачу, гидравлический привод диафрагмы, рабочую камеру со всасывающим и нагнетательным клапанами, расположенными вертикально соосно один с другим в головке насоса, установленной в цилиндре с патрубком, имеющим каналы, отличающийся тем, что он снабжен установленным выше диафрагмы компенсатором изменения объема масла, выполненным в виде охватывающего с зазором головку насоса цилиндра с образованием полости, связанной каналами, выполненными в головке, с поддиафрагменной полостью, при этом в верхней части патрубка установлен клапан с фильтром, связанный каналом с полостью компенсатора.