СКВАЖИННАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1999 года по МПК F04D13/10 F04D15/00 

Изобретение относится к струйной и насосной технике и касается, преимущественно, насосных установок для скважинного водозабора.

Известна скважинная насосная установка для скважинного водозабора, содержащая насосно-компрессорную колонну, центробежный насос и устройство для регулирования работы установки (см. Карелин В.Я., Минаев А.В. Насосы и насосные станции. М.: Стройиздат, 1986 с. 59, рис. 2).

В известной установке регулировка режима работы производится изменением характеристики насоса способом дросселирования задвижкой, установленной на напорной линии установки.

Недостатком такого регулирования является неэкономичность, т.к. регулирование возможно только в сторону уменьшения подачи.

Известна также скважинная насосная установка, содержащая колонну насосно-компрессорных труб и установленный на ней струйный насос с приемной камерой и перепускным патрубком и центробежным насосом (см. А.С. СССР N 1588924, МКИ F 04 F 5/54).

В известной установке при освоении скважин жидкость глушения, откачиваемая центробежным насосом, поступает в насосно-компрессорную колонну через струйный насос и параллельно через перепускной патрубок, что компенсирует гидравлическое сопротивление, создаваемое струйным насосом.

Однако регулирование режима работы также производится задвижкой, что снижает эффективность установки.

Задачей предложенного изобретения является повышение эффективности за счет обеспечения работы установки в оптимальном режиме и сохранение энергетического баланса с учетом возможных перепадов напора в системах использования установки.

Поставленная задача решается тем, что устройство для регулирования режима работы установки выполнено в виде подвижно установленных на струйном насосе кольцевого поплавка и соединенного с ним тягами корпуса с радиальными приемными каналами, участком перекрытия приемных каналов струйного насоса и упорами для положений с раскрытыми и перекрытыми каналами.

Кроме того средства для измерения динамического уровня скважины выполнены в виде мерной гибкой связи, перекинутой через направляющий ролик, установленный на устье скважины и соединенный одним концом с кольцевым поплавком, а другим - с противовесом.

Также тяги соединены с корпусом жестко, а с кольцевым поплавком телескопически, и кольцевой поплавок снабжен средством фиксации на тягах.

Целесообразно, чтобы средство для фиксации было выполнено в виде храпового механизма, рейка которого установлена на одной из тяг.

Целесообразно также, чтобы кольцевой поплавок был снабжен дополнительным корпусом для перекрытия приемных каналов корпуса, а мерная гибкая связь снабжена упором для контакта с концевым выключателем центробежного насоса в момент перекрытия приемных каналов корпуса.

Сущность предложенного изобретения пояснена чертежом.

Установка содержит колонну насосно-компрессорных труб 1, струйный насос 2 с приемными радиальными каналами 3, центробежный насос 4, устройство для регулирования режима работы 5 и средство для измерения динамического уровня скважины 6.

Устройство для регулирования режима работы 5 выполнено в виде корпуса 7, кольцевого поплавка 8, соединенных тягами 9, причем с корпусом жестко, а с кольцевым поплавком телескопически. Корпус 7 имеет радиальные приемные каналы 10 и участок 11 для перекрытия приемных каналов 3 струйного насоса 2.

Средство для измерения динамического уровня скважины включает гибкую мерную связь 12, противовес 13, направляющий ролик 14.

Тяги 9 снабжен упором 15.

Кольцевой поплавок 8 снабжен средством 16 для фиксации на тягах положения относительно корпуса 7, которое выполнено в виде храпового механизма с собачкой 17 и рейкой 18, которая выполнена на одной из тяг. Кольцевой поплавок 8 снабжен дополнительным корпусом 19 для перекрытия приемных каналов 10 корпуса 7.

На устье скважины установлен концевой выключатель 20 центробежного насоса 4 на уровне направляющего ролика 14, а мерная связь снабжена упором 21 для выключения насоса в положении, соответствующему перекрытию каналов 10 корпуса 7 дополнительным корпусом 19.

Корпус 7 имеет упоры 22, 23 для удержания корпуса в положениях раскрытых и перекрытых каналов 3 струйного насоса 2.

Установка работает следующим образом. Спускают установку в скважину под расчетный динамический уровень, при этом кольцевой поплавок 8 находится в верхнем положении и собачка 17 храпового механизма 16 выведена из зацепления с рейкой 18 и касается упора 15, на тягах 9, корпус 7 находится в нижнем положении и каналы 3, 10 раскрыты (как показано на чертеже).

После спуска производят пуск насоса 4, предварительно исключив возможные перепады напора, для установления динамического уровня скважины при максимальном дебите и минимальном напоре системы.

Во время откачки будет происходить постепенное снижение уровня в скважине до установления постоянного эксплуатационного уровня, соответствующего максимальному дебиту скважины, и кольцевой поплавок 8 переместится с верхнего положения в положение, соответствующее динамическому уровню, а храповой механизм зафиксирует это положение на тягах 9 относительно корпуса 7.

После установления динамического уровня приступают к эксплуатации установки с учетом перепадов напора и динамического уровня, например, при использовании установки для подачи воды из скважины в накопительный резервуар перепады динамического уровня в скважине и перепады напора зависят от статического уровня в накопительном резервуаре.

Следует отметить, что конструктивные размеры кольцевого поплавка 8 выбраны из расчета уравновешивания устройства 5, а размеры сечения каналов 3, 10 выбраны с учетом перепадов динамического уровня скважины при изменениях напора, т. е. пропускная способность каналов 3, 10 зависит от перепадов динамического уровня.

При длительной эксплуатации установки происходит естественное срабатывание статического и динамического уровня скважины, при этом кольцевой поплавок 8 перемещается на тягах 9 на следующий уровень относительно корпуса 7 и фиксируется храповым механизмом в этом положении.

После сработки всего хода телескопа кольцевой поплавок 8 перемещается в крайнее нижнее положение и дополнительный корпус 19 перекрывает каналы 10 корпуса 7, в это время упор 21 находит на конечный выключатель 20 и отключает центробежный насос 4.

Дальнейшая эксплуатация установки производится после уточнения дебита, глубины погружения с учетом сработки и динамического уровня скважины и замены сменных деталей струйного насоса, а при необходимости замены и центробежного насоса.

Изобретение может быть использовано в насосных установках для водозаборных скважин. Установка включает колонну насосно-компрессорных труб, струйный и центробежный насосы, устройство для регулирования режима работы и средство для измерения динамического уровня. Струйный насос имеет радиальные приемные каналы. Устройство для регулирования выполнено в виде подвижно установленных на струйном насосе кольцевого поплавка и соединенного с ним тягами корпуса с радиальными приемными каналами, участком перекрытия каналов струйного насоса и упорами для положений с раскрытыми и перекрытыми каналами. Использование изобретения обеспечивает работу установки в оптимальном режиме с минимальными потерями энергии. 4 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Скважинная насосная установка, содержащая колонну насосно-компрессорных труб, струйный насос с радиальными приемными клапанами, центробежный насос, устройство для регулирования режима работы установки и средство для измерения динамического уровня, отличающаяся тем, что устройство для регулирования режима работы установки выполнено в виде подвижно установленных на струйном насосе кольцевого поплавка и соединенного с ним тягами корпуса с радиальными приемными каналами, участок перекрытия приемных каналов струйного насоса и упорами для положений с раскрытыми и перекрытыми приемными каналами. 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что средство для измерения динамического уровня скважины выполнено в виде мерной гибкой связи, перекинутой через направляющий ролик, установленный на устье скважины, и соединенной одним концом с кольцевым поплавком, а другим - с противовесом. 3. Установка по п.2, отличающаяся тем, что тяги соединены с корпусом жестко, а с кольцевым поплавком - телескопически, и кольцевой поплавок снабжен средством фиксации на тягах. 4. Установка по п.3, отличающаяся тем, что средство фиксации кольцевого поплавка выполнено в виде храпового механизма, рейка которого установлена на одной из тяг. 5. Установка по п.4, отличающаяся тем, что кольцевой поплавок снабжен дополнительным корпусом для перекрытия приемных каналов корпуса, а мерная гибкая связь снабжена упором для контакта с концевым выключателем центробежного насоса в момент перекрытия приемных каналов корпуса.