Скважинный плунжерно-диафрагмовый насос Советский патент 1985 года по МПК F04B47/02 

111 Изобретение относится к нефтедобы вающей отрасли и может быть использовано при откачке нефти и других пластовых жидкостей из скважин. Известен скважинный плунжерно-диа фрагмовый насос, преимущественно для беструбной эксплуатации, содержа щий ступенчатый цилиндр, заполненный жидкостью гидрозащиты и вьтолненный подвижным, установленный в цилиндре неподвижный дифференциальный плунжер к которому снизу присоединена BcaciJвающе-нагнетательная камера ср всасывакнцим и нагнетательным клапанами и разделительной цилиндрической диафрагмой, компенсаторную камеру, установленную в верхней части подвижно го цилиндра и имеющую разделительную цилиндрическую диафрагму Щ. Однако известный плунжерно-диафрагмовый насос характеризуется тем, что через зазор нижней плунжерной пары под полным перепадом давления, создаваемого насосом, в замкнутые полости насоса, заполненные жидкость . гидрозаидиты, интенсивно проникает откачиваемая плдстовая жидкость, подвергая ускоренному износу нижнкяо плунжерную пару и вытесняя жидкость гидрозащиты, в результате чего плунжернью пары работают в коррозионноабразйвной среде, что приводит к сокращению срока службы насоса. Наиболее близким к предложенному является скважинный плунжерно-диафрагмовый насос, содержащий заполненный жидкостью гидрозащиты цилиндр с помещенным в него плунжером со штоком, связанным с приводным элемен том, уплотнительное устройство штока компенсаторную камеру с разделительной диафрагмой, всасывающе-нагнетательную камеру со всасывающим и нагнетательным клапанами и разделитель ной диафрагмой С Однако в данном насосе уплотнител ное устройство находится под полным перепадом давления, создаваемым насосом, что приводит к ускоренному износу уплотнительного устройства и проникновению откачиваемой жидкости в жидкость гидрозащиты. Это сокращает срок службы насоса и уменьшает его надежность. Цель изобретения - повынение надеж- 55 нести и срока службы насоса. Поставленная цель достигается тем, что в скважинном плуижерно-диафрагмог вом насосе, содержащем заполненный жидкостью гидрозащиты цилиндр с помещенным в него плунжером со штоком, связанным с приводным элементом, уплотнительное устройство штока, компенсаторную камеру с разделительной диафрагмой, всасывающе-нагнетательную камеру со всасывающим и нагнетательным клапанами и разделительной диафрагмой, всасывающе-нагнетательная камера присоединена к нижнему концу цилиндра, а компенсаторная камера размещена между плунжером и уплотнительным устройством штока, пропущенного через компенсаторную камеру. При таком исполнении скважинного плунжерно-диафрагмового насоса на уплотнительное устройство штока, отделяющего внутренние замкнутые полости насоса, заполненные жидкостью гидрозащиты, от окружающей среды, заполненной откачиваемой жидкостью, действует незначительный перепад давления, равный перепаду давления, требующемуся для деформации диафрагNbi компенсаторной камеры при ее расправлении и складывании. Незначительный перепад давления на уплотнительном устройстве штока позволяет в качестве его использовать уплотнит ельные устройства типа силь- фонов, гофр, что полностью исключает попадание откачиваемой жидкости в жидкость гидрозащиты и наоборот. На чертеже изображен предложенн скважинный плунжерно-диафрагмовый насос, общий вид. Скважинный плунжерно-диафрагмовый насос содержит цилиндр 1, заполненный жидкостью гидрозащиты помещенш в него плунжер 2 со штоком 3, связанным с приводным элементом (не показан),- уплонительное; устройство 4 штока. К нижнему концу цилиндра 1 присоединена всасывающе-нагнетательная камера 5 со всасывающим 6 и нагнетательным 7 клапанами. Всасывакнце-нагнетательная камера 5 размещена в наружном патрубке 8 и снабжена внутренним перфорированным патрубком-ограничителем 9 и цилиндрической разделительной диафрагмой 10, расположенной концентрически между патрубками 8 и 9. Разделительная диафрагма 0 отделяет периферийную полость 1I с жидкостью гидрозащиты от центральной полости с откачйваемой жидкостью. Периферийная полость 11 сообщена с полостью 12 под плунжером 2.

Между плунжером 2 и уплотнительным устройством 4 размещена компенсаторная камера 13, имеющая наружный патрубок 14 с радиальными отверстиями 15, сообщенными с окружающим пространством.

Компенсаторная камера 13 снабжена внутренним перфорированным патрубком-ограничителем 16 и цилиндрической разделительной диафрагмой 17, расположенной концентрически между патрубками 14 и 16. Разделительная диафрагма 17 отделяет внутреннюю полость, заполненную жидкостью гидрозащиты, от периферийной полости 18, сообщенной с окружающим пространством.

Шток 3 пропущен через компенсаторную камеру 13 вдоль ее оси. Внутренняя полость компенсаторной камеры 13 сообщена с полостью 19 над плунжером 2.

В .продольном канале 20плунжера 2 установлен подпружиненный перепускной клапан 21, перепускающий при определенном перепаде давления жидкост гидрозащиты из периферийной полости 11 в полость 19 над плунжером 2. Для исключения роста перепада давления выше допустимого компенсаторная камера 13 снабжена предохранительными клапанами 22 и 23. Наружный патрубок 8 имеет на торце посадочный конус 24 для посадки в. седло Ьпоры при вставном варианте насоса.

Вместо конуса 24 может быть соединительная резьба или иной вид сочленения.

Насос работает следующим образом.

Плунжер 2 при ходе вверх всасывает жидкость гидрозащиты из периферийной части полости II, в результате чего диафрагма 10 -расправляется (показана штрихами и в центральную полость через всасывающий клапан 6 происходит всасывание откачиваемой жидкости. При ходе плунжера 2 вииз,

из уменьшающейсяв объеме полости 12 жидкость гидрозащиты выдавливается обратно в полость 11, отчего диафрагма 10 сужается (показана штрихами), и откачиваемая жидкость из централь-: ной полости через нагнетательный клапан 7 вытесняется в кольцевое пространство между насосом и подъемными трубами или, при.отсутствии последних, обсадной колонной оказатл Затем цикл повторяется. При этом изменение объема полости 19 над плунжером компенсируется изменяющимся объемом внутренней полости камеры 13 за счет расправленияТпри всасьшании (показано штрихами и сужения пр такте нагнетания (показано штрихами) диафрагмы 17 компенсаторной камеры 13. Жидкость гидрозащиты, проникающая BQ время такта всасывания через зазор плунжер-цилиндр из полости 19 в полость 12, возвращается обратно в полость 19 через перепускной клапан 2I. Затем цикл повторяется.

Расположение компенсаторной камеры 13 между плунжером 2 и уплотнительным устройством 4 облегчает условия работы последнего, повышая его срок службы и надежность, а при использовании в качестве уплотнительных устройств сильфонов, гофров и т.п. исключается попадание жидкости гидрозащиты в откачиваемую жидкость, что важно при добыче пластовых жид-, костей, требующих высокой чистоты, например минеральных вод.

Наличие всасывающего отверстия снизу насоса позволяет применять хвостовик из труб на его приеме с целью борьбы с пробкообразоваиием в скважине ниже насоса и защиты стенок скважины от воздействия на них пластовой жидкости, а расположение всасывающего и нагнетательного клапанов соответственно на входе и выходе из центральной полости всасывающе-нагнетательной камеры позволяет максимально увеличить их проходное сечение, что важно при добыче высоковязких нефтей..

СКВАЖИННЫЙ ПЛУНЖЕРНО-ДИАФРАГМОВЫЙ НАСОС, содержащий заполненный жидкостью гидрозащиты цилиндр с помещенным в него плунжером со штоком, связанным с приводным элементом, уплотнительное устройство штокаj к омпенсаторную камеру с разделительной диафрагмой, всасывающе-нагнетательную камеру со всасывающим и нагнетательным клапанами и разделительной диафрагмой, отличающийс я тем, что, с целью повышения н дежности и долговечности насоса, всасывашце-нагнетательная камера присоединена к нижнему концу цилиидра, а компенсаторная камера размещена между плунжером и уплотнительным устройством штока, пропущенного через компенсаторную камеру.