НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ Российский патент 1999 года по МПК F04B47/08 F04B43/06 

Изобретение относится к насосостроению и может найти применение в нефтедобывающей промышленности в составе оборудования для откачки жидкостей из скважин.

Известен объемный насос, содержащий рабочую и приводную камеры, в которых расположен шток с выступами, соединенными с сильфонами, установленными в приводной и рабочей камерах, причем в рабочей камере смонтированы всасывающий и нагнетательный клапаны, а в приводной камере - привод возвратно-поступательного перемещения штока, причем полости сильфонов заполнены рабочей средой.

( а.с. СССР N 687254, кл. F 04 B 43/00, 1979).

В результате анализа конструкции данного насоса необходимо отметить, что он без значительных конструктивных доработок не может быть использован в составе насосных агрегатов (в том числе и погружных), причем известный насос обладает невысокой надежностью, обусловленной утечкой рабочей среды из полости сильфонов. При эксплуатации насоса необходимы дополнительные затраты энергии на сжатие рабочей среды в полости между сильфонами.

Известен насосный агрегат, содержащий корпус с размещенным в нем штоком, имеющим возможность взаимодействия с приводным органом рабочего насоса, механизм возвратно-поступательного перемещения штока, а также распределитель, напорную и сливную магистрали, подведенные к распределителю и соединенные с приводным насосом, а в корпусе насосного агрегата установлена крышка с отверстием, в котором размещен шток, механизм возвратно-поступательного перемещения которого выполнен в виде установленных с двух сторон относительно крышки и соединенных со штоком сильфонов, полости которых через установленный в крышке распределитель соединены с нагнетательной и сливной магистралями. ( патент США N 2464095, кл. F 04 B 43/12, 1949) - наиболее близкий аналог.

В результате анализа данной конструкции необходимо отметить, что она как и заявленная, может быть использована для работы в скважине на глубине, имеет гидравлический привод механизмов, осуществляющих перекачивание рабочей жидкости (например, нефти), однако при эксплуатации данной конструкции в связи с отсутствием механизма переключения распределителя снижается надежность работы агрегата и срок его эксплуатации.

Задачами, решаемыми настоящим изобретением, является повышение надежности работы насосного агрегата, а также срока его эксплуатации.

Поставленные задачи решаются тем, что в насосном агрегате, содержащем корпус с размещенным в нем штоком, взаимодействующим с приводным органом рабочего насоса, механизм возвратно-поступательного перемещения штока, распределитель, напорную и сливную магистрали, подведенные к распределителю и соединенные с приводным насосом, причем в корпусе установлена крышка с отверстием, в котором размещен шток, механизм возвратно-поступательного перемещения которого выполнен в виде установленных с двух сторон относительно крышки и соединенных со штоками сильфонов, полости которых через установленный в крышке распределитель соединены с напорной и сливной магистралями, новым является то, что насосный агрегат снабжен механизмом переключения распределителя, выполненным в виде толкателя, имеющего возможность взаимодействия с распределителем и скрепленным с установленным на штоке ползуном, взаимодействующим с фиксатором, закрепленным на крышке, а толкатель пропущен через паз, выполненный в закрепленной на штоке планке.

При проведении патентных исследований заявителем не обнаружены решения идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленного изобретения критерию "новизна".

Сущность заявленного изобретения не следует явным образом из известных решений, а следовательно, предложенное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Считаем, что сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления изобретения.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен насосный агрегат, осевой разрез.

Насосный агрегат состоит из корпуса, содержащего две гильзы 1 и 2, между которыми размещена крышка 3. Полости гильз соединены друг с другом каналом 4, выполненным в крышке 3. В полостях гильз 1 и 2 и в отверстии (позицией не обозначено) крышки 3 размещен шток 5, одним концом связанный с приводным органом рабочего насоса (например, возвратно-поступательного типа - показан фрагментарно) насосного агрегата.

На штоке выполнены два выступа 6 и 7, один из которых (а именно, 6) находится в полости гильзы 1, а второй - в полости гильзы 2 (а именно, 7). Между выступами 6 и 7 и крышкой 3 установлены сильфоны 8 и 9.

В крышке 3 расположен распределитель 10, к которому подведены нагнетательная 11 и сливная 12 магистрали. Распределитель 10 магистралями 13 и 14 связан с полостями сильфонов 8 и 9.

На выступе 7 штока 5 установлена планка 15 с пазом, через который проходит закрепленный на ползуне 16 толкатель 17, контактирующий с распределителем 10. Ползун 16 установлен на штоке 5 и подпружинен упругим элементом 18 относительно крышки 3, на которой закреплен фиксатор 19, имеющий возможность взаимодействия с выступами 20 ползуна 16.

Для исключения перетечек в крышке 3 имеется уплотнение 21.

Нагнетательная магистраль 11 связана с выходом приводного насоса 22 насосного агрегата. Приводной насос 22 соединен с маслозаполненным электродвигателем 23. Нагнетательная магистраль имеет предохранительный клапан 24. Сливная магистраль 12 соединена через масляный бак 25, имеющий эластичную диафрагму (диафрагмы) 26 (компенсатор объема), фильтр (фильтры) 27 со входом приводного насоса 22 насосного агрегата. Сливная магистраль имеет предохранительный клапан 28.

Насосный агрегат работает следующим образом.

Приводная жидкость насосом 22 (приводимым в действие электродвигателем 23) по нагнетательной магистрали 11 подается к распределителю 10, который соединяет нагнетательную магистраль с магистралью 13, а следовательно, с полостью сильфона 8, а сливную магистраль 12 через магистраль 14 - с полостью сильфона 9.

Приводная жидкость, нагнетаемая в полость сильфона 8, увеличивает его объем, что приводит к перемещению штока 5 (в плоскости чертежа вверх).

При перемещении штока 5, вызванным подачей приводной жидкости в полость сильфона 8, уменьшается объем полости сильфона 9, а следовательно, приводная жидкость вытесняется из его полости в сливную магистраль 12. При этом приводной орган рабочего насоса агрегата (например, поршень, при использовании рабочих насосов возвратно-поступательного типа) совершает ход нагнетания, величина которого соответствует величине перемещения штока 5.

В процессе нагнетания, сопровождающимся, как это было отмечено выше, увеличением объема сильфона 8 и уменьшением объема сильфона 9, планка 15 перемещается вместе со штоком 5 и, упираясь в толкатель 17, перемещает последний и связанный с ним ползун 16 в направлении перемещения штока 5 до тех пор, пока один из выступов 20 ползуна 16 не вступит во взаимодействие с фиксатором 19. При этом толкатель 17 перемещает золотник (не показан) распределителя 10 и переключает распределитель, осуществляя связь полости сильфона 8 со сливной магистралью, а полости сильфона 9 - с нагнетательной, в результате чего приводная жидкость нагнетается в полость сильфона 9, увеличивая его объем, а следовательно, шток 5 совершает обратное перемещение. При этом поршень рабочего насоса также совершает перемещение вниз, совершая ход всасывания перекачиваемой жидкости.

Из полости сильфона 8 приводная жидкость вытесняется в сливную магистраль 12, по которой, пройдя через фильтры (фильтр), попадает в бак 25 и на вход приводного насоса 22. Далее цикл повторяется.

Использование в конструкции насосного агрегата сильфонного механизма перемещения штока позволяет исключить применение протекторов, что значительно повышает надежность и срок службы насосного агрегата.

Насосный агрегат предназначен для применения в нефтедобывающей промышленности в составе оборудования для откачки жидкостей из скважин. Насосный агрегат содержит корпус, в котором размещены шток, имеющий возможность взаимодействия с приводным органом рабочего насоса, механизм возвратно-поступательного перемещения штока, распределитель с механизмом его переключения, напорную и сливную магистрали, подведенные к распределителю и соединенные с приводным насосом, причем в корпусе установлена крышка с отверстием, в котором размещен шток, а механизм возвратно-поступательного перемещения штока выполнен в виде установленных с двух сторон относительно крышки и соединенных с штоком сильфонов, полости которых через распределитель соединены с нагнетательной и сливной магистралями. Механизм переключения распределителя выполнен в виде толкателя, имеющего возможность взаимодействия с распределителем, скрепленного с ползуном, который установлен на штоке. Ползун контактирует с фиксатором, закрепленным на крышке. Толкатель пропущен через паз, выполненный в закрепленной на штоке планке. В результате использования сильфонного механизма в совокупности с механизмом переключения значительно повышается надежность и срок службы насосного агрегата. 1 ил.

Насосный агрегат, содержащий корпус с размещенными в нем штоком, имеющим возможность взаимодействия с приводным органом рабочего насоса, механизмом возвратно-поступательного перемещения штока, а также распределитель, напорную и сливную магистрали, подведенные к распределителю и соединенные с приводным насосом, причем насосный агрегат снабжен установленной в корпусе крышкой с отверстием, в котором размещен шток, механизм возвратно-поступательного перемещения которого выполнен в виде установленных с двух сторон относительно крышки и соединенных с штоком сильфонов, полости которых через установленный в крышке распределитель соединены с нагнетательной и сливной магистралями, отличающийся тем, что насосный агрегат снабжен механизмом переключения распределителя, выполненным в виде толкателя, имеющего возможность взаимодействия с распределителем, скрепленного с установленным на штоке ползуном, имеющим возможность взаимодействия с фиксатором, закрепленным на крышке, причем толкатель пропущен через паз, выполненный в закрепленной на штоке планке.