ПОГРУЖНОЙ ДИАФРАГМЕННЫЙ ЭЛЕКТРОНАСОС Российский патент 1997 года по МПК F04B47/06 

Изобретение предназначено для добычи нефти из малодебитных скважин преимущественно с пескопроявлениями, высокой обводненностью продукции.

Известен объемный диафрагменный насос, содержащий корпус, в котором с образованием насосной камеры установлена диафрагма, закрепленная в центре на истоке привода и взаимодействующая с кольцевым опорным элементом, размещенным между истоком и стенкой корпусной детали, опорный элемент выполнен в виде опирающегося на корпус стакана из упругого эластичного материала, а в стенке корпусной детали в зоне установки стакана выполнена кольцевая сферическая канавка [1]
Однако такая конструкция сложна и имеет тот недостаток, что неудовлетворительно работают шариковые клапаны, недолговечна работы диафрагмы за счет непосредственного соединения со штоком.

Наиболее близким к предлагаемому является погружной диафрагменный электронасос типа ЭДН 5, выполненный в виде моноблока вертикального исполнения, в котором снизу вверх размещены асинхронный четырехполюсный электродвигатель, конический редуктор и плунжерно-диафрагменный насос с эксцентриковым приводом [2]
Плунжерно-диафрагменный насос имеет эксцентриковый привод с пружинным возвратом плунжера и сменную пару "плунжер-цилиндр" и резиновую плоскую диафрагму. Диафрагма разделяет рабочую камеру насоса, размещенную сверху диафрагмы и рабочую полость привода, расположенную под диафрагмой и заполненную маслом. Рабочая камера насоса герметично изолирована от привода.

В камере над диафрагмой расположены всасывающий и нагнетательный клапаны. Над нагнетательным клапаном размещен монтажный патрубок и защитная сетка приема насоса. В верхней части головки насоса (в ее боковой части) размещены три токоподвода для соединения с муфтой кабельной линии. Под электродвигателем в нижней его части установлен компенсатор, представляющий резиновую камеру, соединенную с внутренней полостью электродвигателя, заполненную маслом. Снаружи резинового компенсатора установлен защитный патрубок с отверстием для контакта с пластовой жидкостью.

Полость A под плоской диафрагмой и полость B привода насоса, а также конический редуктор, внутренняя полость электродвигателя и компенсатор заполнены маслом.

Недостатком указанного плунжерного диафрагменного электронасоса является невысокая эффективность и долговечность из-за того, что при содержании песка более 2% (2 г на 1 л) неудовлетворительно работают шариковые клапаны. Как показала скоростная съемка работы шарика, последний вращается при посадке и изнашивает седло, и запаздывает со своевременной посадкой на седло, что ведет к уменьшению коэффициента заполнения насоса, а следовательно, и к уменьшению производительности насоса. К тому же большая частота двойных ходов насоса при четырехлопастном электродвигателе еще более затрудняет своевременную посадку клапана на седло.

Учитывая вышеизложенные недостатки в работе шариковых клапанов плунжерного насоса и зная основные требования к клапанам: клапаны должны быть легкими, закрываться плотно и своевременно, быть износоустойчивыми и прочными в условиях воздействия абразивных и динамических нагрузок, а в целях предельного снижения массы подвижных частей их изготовляют пластинчатыми.

В предлагаемом насосе шариковые клапаны насоса выполнены пластинчатыми самопружинящимися с резиновой обкладкой. Клапан для большей надежности в работе состоит из двух самопружинящихся пластин, обложенных маслостойкой резиной, а рабочая камера выполнена в виде втулки с центральным квадратным отверстием и верхней крышкой. На поверхности втулки имеется резьба.

На фиг.1 представлена схема погружного диафрагменного насоса; на фиг.2 - рабочая камера плунжерного диафрагменного электронасоса с пластинчатыми самопружинящимися клапанами, армированными маслостойкой резиной; на фиг.3 - самопружинящийся клапан, предельной массы.

Погружной диафрагменный насос содержит компенсатор 1, представляющий резиновую камеру, соединенную с внутренней полостью электродвигателя 2, конический редуктор 3 и плунжерно-диафрагменный насос 5 с эксцентриковым приводом 4.

Плунжерно-диафрагменный насос содержит эксцентриковый привод с пружинным 6 возвратом плунжера и резиновую плоскую диафрагму 7, которая разделяет рабочую камеру насоса, размещенную сверху диафрагмы и рабочую полость привода, расположенную под диафрагмой, в рабочей камере имеются всасывающий 8 и нагнетательный 9 клапана, состоящие из двух тонких самопружинящихся пластин, обложенных маслостойкой пружиной (фиг.3). Рабочая камера насоса (фиг.2) представляет собой втулку с квадратным отверстием и крышкой. На поверхности втулки имеется резьба. Сбоку втулки имеется окно 1 для прохода жидкости под всасывающий клапан 8 насоса. На крышке рабочей камеры имеется окно 2 для прохода жидкости под нагнетательный клапан 9. Соединение пластинчатых клапанов с корпусом рабочей камеры осуществляется болтами.

Насос работает следующим образом. При вращении вала двигателя и угловой зубчатой передачи эксцентрик 4 вращается и поршень, прижатый к эксцентрику пружиной 6, перемещается вверх и вниз. При ходе поршня вниз масло в камере А будет заполнять освобождаемое поршнем пространство и диафрагма 7 опустится (прогнется) вниз. При ходе поршня вниз изменение объема полости B компенсируется диафрагмой компенсатора.

При ходе поршня вверх масло в камере A надавит на диафрагму 7 и переместит ее в верхнее положение, обеспечив в камере насоса такт нагнетания.

Камера над плоской диафрагмой 7 образует рабочую полость диафрагменного насоса с одним всасывающим 8 и одним нагнетательным 9 клапанами.

При прогибе диафрагмы вниз в насосе осуществляется такт всасывания, в результате которого пластовая жидкость через открытый всасывающий клапан 8 заполняет рабочую полость насоса. При прогибе диафрагмы вверх в насосе осуществляется такт нагнетания, в результате которого жидкость из рабочей полости насоса через нагнетательный 6 клапан 9 выталкивается в шламовую трубу, а затем в колонну насосно-компрессорных труб.

Таким образом, перекачиваемая пластовая жидкость соприкасается только с клапанами, диафрагмой и стенками рабочей полости насоса.

Использование: для добычи нефти из малодебитных скважин преимущественно с пескопроявлениями, высокой обводненностью продукции. Сущность изобретения: клапаны насоса выполнены пластинчатыми, самопружинящимися с резиновой обкладкой. Рабочая камера выполнена в виде втулки с центральным квадратным отверстием и верхней крышкой. 3 ил.

Погружной диафрагменный электронасос с эксцентриковым приводом, содержащий корпус, рабочую камеру, в которой расположены клапаны, отличающийся тем, что рабочая камера выполнена в виде втулки с центральным квадратным отверстием и верхней крышкой, а клапаны выполнены пластинчатыми самопружинящимися с привулканизированной обкладкой из маслостойкой резины.