Плунжер скважинного насоса Советский патент 1984 года по МПК F04B53/14 F04B47/02 

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к скважйнным насосам, и может быть использова но в глубиннонасосных установках для нефтяной промышленности при подъеме пластовых жидкостей из скважины. Известен плунжер скважинного насоса, содержащий выполненные на наружной цилиндрической поверхности параллельные ряды углублений, в каждом из которых установлен упруго поджатый уплотнительный элемент Л Недостатками этой конструкции плунжера являются малые сроки службы и низкая надежность работы из-за быстрого износа уплотнительных элементов, особенно при откачке жидкоетей с включением механических примесей, а также в цилиндрах с низкой точностью изготовления и чистотой поверхности. Наиболее близким к изобретению является плунжер скваясинного насоса, содержащий цилиндрический корпус с осевым каналом и поперечным выступом и установленные на корпусе с внешней стороны уплотнительные элементы, на внутренней стороне которых вьтолнен соответствующий выступу паз, причем уплотнительные элементы подпружинены относительно корпуса Sj. Однако уплотнительные элементы плунжера прижаты к стенке цилиндра при ходе вниз. Если прижатие уплотнительных элементов к стенкам цилинд ра при ходе плунжера вверх необходимо, так как за счет этого осуществля ется герметизация, то при ходе плунжера вниз, когда он должен пропускать через себя жидкость, это прижатие является бесполезным и вредным. Оно вызывает дополнительные сопротивления движению плунжера вниз изза трения, а также повышенный износ трущихся поверхностей, что снижает надежность работы. Цель изобретения - повышение на. дежности в работе за счет уменьшени износа стенок цилиндра насоса и уплотнительных элементов плунжера. Указанная цель достигается тем, что плунжер скважинного насоса, содержащий цилиндрический корпус с осе вым каналом и поперечным выступом и установленные на корпусе с внешней стороны уплотнительные элементы, на внутренней стороне которых выполнен соответствукмций выступу паз, причем уплотнительные элементы подпружинены относительно корпуса, снабжен подвиж ным относительно корпуса верхним и нижним стака:нами с кольцевыми выступами на внутренней поверхности и верхним и нижним поршнями, установленными соответственно со стороны верхнего и нижнего торцов корпуса и образующими с соответствующими кольцевыми выступами верхнего и нижнего стаканов камеры, сообщающиеся между собой посредством радиальных каналов, дополнительно выполненных. в корпусе, и осевого канала. На чертеже схематично представлен плунжер скважинного насоса, общий вид. Плунжер скважинного насоса содержит цилиндрический корпус 1 с осевым 2 каналом и поперечным выступом 3, и установленные на корпусе 1 с внешней стороны уплотнительные элементы 4, на внутренней стороне которых вьтолнен соответствующий выступу 3 паз 5, причем уплотнительные элементы 4 подпружинены относительно корпуса 1 через пружины 6. Плунжер снабжен подвижными относительно корпуса 1 верхним 7 и нижним 8 стаканами с кольцевым выступом соответственно 9 и 10 на внутренней поверхности. Верхний 11 и нижний 12 поршни установлены соответственно со стороны верхнего и нижнего торцов (не обозначены) корпуса 1 и образуют с соответствующими кольцевыми выступами 9 и 10 верхнего 7 и нижнего 8 ста-, канов камеры 13 и 14, сообщающиеся между собой посредством радиальных каналов 15, дополнительно выполненых в корпусе 1, и осевого канала 2. Плунжер устанавливается в цилиндр 16 скважинного насоса и сверху присоединяется к колонне штанг (не показана) . Описанный плунжер скважинного насора работает следующим образом. При ходе плунжера вверх уплотнительные элементы 4 вьщвинуты и прижаты к стенкам цилиндра 16. Это обеспечивает полное перекрытие сечения цилиндра и вытеснение жидкости, находящейся над плунжером. При движении плунжера вниз из райнего верхнего положения, на него верху действует вес колонны штанг

(не показано). В начальный момент движения уплотнительные элементы 4 вьщвинуты, поэтому давление в дилиндре 16 под плунжером растет. Это давление действует на нижний стакан 8 и смещает его вверх, относительно корпуса 1. При этом объем камеры 14 будет уменьшаться, а находящаяся в ней жидкость через радиальные каналы 15 и осевой канал 2 будет вытесняться в камеру 13, объем которой будет увеличиваться из-за смещения верхнего стакана 7 вниз относительно корпуса 1. Движущиеся навстречу друг другу стаканы 7 и 8 своими кромками воздействуют на конические фаски (не обозначены) уплотнительных элементов 4 и отжимают их от стенок цилиндра 16. В результате этого открывается кольцевая щель между стенками Цилиндра 16 и плунжером, через которук жидкость обтекает плунжер при его движении вниз. При этом уплотнительные элементы 4 не касаются стенок цилиндра 16. За счет этого износ зшлотнительных элементов 4 и стенок цилиндра 16 при ходе плунжера вниз практически отсутствует. Когда плунжер придет в крайнее нижнее положение и начнется ход вверх, все его (Элементы под действием веса плунжера снова прийдут в положение, показанное на чертеже.

Пробег плунжера с прижатыми к корпусу уплотнительными элементами 4 вниз составляет половину от общего пробега за какой-либо период работы установки, вследствие чего износ стенок цилиндра 16 и уплотнительных элементов 4 плунжера снижается в два раза. Отсутствие трения плунжера о стенки цилиндра 16 при ходе вниз улучшает условия работы штанг, так как уменьшается вероятност, продольного изгиба в нижней части, облегчается их вес, уменьшается амплитуда колебаний нагрузок на штанги и привод.

Изобретение позволяет иметь увеличенное упругое радиальное перемещение уплотнительных элементов благодаря отсутствию центрального проходного канала. При этом уменьшается опасность заклинивания плунжера при случайном попадании крупных механических частиц (гальки, окалины и т.п.) между уплотнительным элементом и стен кой цилиндра. Указанное преимущество дает возможность использовать плунжер в качестве сваба при свабировании скважин, когда вероятность попадания таких частиц велика, и кроме того, внутри колонны труб могут ;встречаться заусенцы из-за отсутствия специальной подготовки труб.

ПЛУНЖЕР СКВАЖИННОГО НАСОСА, содержащий цилиндрический корпус с осевым каналом и поперечным выступом и установленные на корпусе с внешней стороны уплотнительные элементы, на внутренней стороне которых выполнен соответствующий выступу паз, причем уплотнительные элементы подпружинень: относительно корпуса, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности в работе за счет уменьшения износа стенок цилиндра насоса и уплотнительных элементов плунжера, последний снабжен подвижными относительно корпуса верхним и нижним стаканами с кольцевыми выступами на внутренней поверхности и верхним и нижним поршнями, установленными соответственно со стороны верхнего и нижнего торцов корпуса и о.бразующимися с соответствующими кольцевыми выступами верхнего и нижнего стаканов камеры, сообщающиеся между собой посредством радиальных каналов, дополнительно выполненных в корпусе, и осевого канала.