СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС Российский патент 2001 года по МПК F04B47/00 

Изобретение относится к технике добычи нефти и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности для эксплуатации скважин.

Известен скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр, плунжер, снабженный рядом последовательно установленных на его наружной поверхности магнитных колец (авт.св. SU N 721558, кл. F 04 B 47/00, 1980 г.).

Недостатком насоса является низкий КПД, обусловленный утечкой через зазор между цилиндром и плунжером при высоких давлениях.

Наиболее близким к предложенному техническому решению является скважинный штанговый насос, включающий цилиндр с всасывающим клапаном, расположенный в цилиндре с зазором плунжер с нагнетательным клапаном, пары магнитных колец с ферромагнитной жидкостью, диамагнитные прокладки (авт.св. SU N 1642067, кл. F 04 B 47/00, 1991 г.).

Недостатком известного штангового насоса является недостаточная надежность, невысокий КПД и сложность конструкции.

Задачей предлагаемого технического решения является повышение надежности, КПД и упрощение конструкции.

Поставленная задача решается тем, что в известном скважинном штанговом насосе, включающем цилиндр с всасывающим клапаном, расположенный в цилиндре с зазором плунжер с нагнетательным клапаном, пары магнитных колец с ферромагнитной жидкостью, парамагнитные прокладки, магнитные кольца в парах намагничены в радиальном направлении и ориентированы относительно друг друга в противоположном направлении намагничивания, парамагнитные прокладки расположены между магнитными кольцами, пары магнитных колец с парамагнитными прокладками соединены в пакеты и установлены на муфтах, размещенных на верхней и нижней части плунжера, а ферромагнитная жидкость размещена в зазоре между плунжером и в качестве ферромагнитной жидкости используют суспензию, содержащую ферромагнитные частицы из материала с большой индукцией насыщения.

Расположение магнитных колец в парах, намагниченных в радиальном направлении и ориентированных относительно друг друга в противоположном направлении намагничивания, усиливает действие магнитных силовых линий, что уменьшает утечку жидкости через зазор пары плунжер - цилиндр.

Расположение парамагнитных прокладок между магнитными кольцами улучшают условия защиты их от размагничивания.

Соединение пар магнитных колец прямоугольного сечения с парамагнитными прокладками и установка их на муфтах, размещенных на верхней и нижней частях плунжера, упрощает конструкцию, увеличивает надежность и КПД насоса.

Ферромагнитная жидкость, в качестве которой используют суспензию, содержащую ферромагнитные частицы из материала с большой индукцией насыщения, также способствует закрытию зазора между плунжером и цилиндром, что повышает КПД, а также увеличивает срок службы насоса.

На чертеже схематично представлен скважинный штанговый насос, продольный разрез.

Насос содержит рабочую пару цилиндр 1 - плунжер 2, в которых соответственно расположены всасывающий 3 и нагнетательный 4 клапаны. На плунжере над нагнетательным клапаном и под клеткой в верхней части устанавливаются муфты 5, на которых размещены кольцевые постоянные магниты 6, разделенные прокладками из немагнитного материала 7. Магниты 6 имеют простую геометрическую форму, удобную для изготовления. Магниты устанавливаются парами с противоположным направлением намагничивания и отделены от плунжера втулкой 8. В зазор между цилиндром и плунжером в зону действия магнитов вносится ферромагнитная жидкость 9 в виде суспензии мелких ферромагнитных частиц в минеральном масле определенной вязкости, изготовленных из материала с большой индукцией насыщения.

Насос работает следующим образом. Постоянные магниты прямоугольного сечения, установленные на плунжере, создают в зазоре между цилиндром и плунжером магнитное поле, напряженность которого определяется остаточной индукцией применяемых магнитов. При внесении в это поле ферромагнитной жидкости ферромагнитные частицы, намагничиваясь и ориентируясь в поле, сцепляются друг с другом и закрывают зазор. При движении плунжера ориентация ферромагнитных частиц сохраняется и зазор в паре остается закрытым. На закрытие зазора влияет плотность частиц в магнитной жидкости и материал, из которого эти частицы изготовлены. Напряженность магнитного поля определятся значением остаточной индукции материала, из которого изготовлены постоянные кольцевые магниты.

Применение предлагаемого скважинного штангового насоса позволяет увеличить срок службы и повышает надежность работы и КПД насоса.

Скважинный штанговый насос может быть использован в нефтегазодобывающей промышленности для эксплуатации скважин. На верхней и нижней частях плунжера размещены муфты, на которых установлены пакеты с парами магнитных колец, намагниченных в радиальном направлении и ориентированных относительно друг друга в противоположном направлении намагничивания, и парамагнитных прокладок. Зазор между плунжером и цилиндром заполнен ферромагнитной жидкостью, в качестве которой используют суспензию, содержащую ферромагнитные частицы из материала с большой индукцией насыщения. Значительно повышается надежность и увеличивается срок службы насоса. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Скважинный штанговый насос, включающий цилиндр с всасывающим клапаном, расположенный в цилиндре с зазором плунжер с нагнетательным клапаном, пары магнитных колец с ферромагнитной жидкостью, парамагнитные прокладки, отличающийся тем, что магнитные кольца в парах намагничены в радиальном направлении и ориентированы относительно друг друга в противоположном направлении намагничивания, парамагнитные прокладки расположены между магнитными кольцами, пары магнитных колец с парамагнитными прокладками соединены в пакеты и установлены на муфтах, размещенных на верхней и нижней частях плунжера, а ферромагнитная жидкость размещена в зазоре между плунжером и цилиндром. 2. Насос по п.1, отличающийся тем, что в качестве ферромагнитной жидкости используют суспензию, содержащую ферромагнитные частицы из материала с большой индукцией насыщения.