Насос для глубоких нефтяных скважин Советский патент 1924 года по МПК F04B43/08 F04B47/02 

С целью получення наибольшей производительности насоса при наименьшем его диаметре для подъема нефти из скважии и независимости работы и службы насоса от количества выкачиваемого вместе с нефтью песка, а также возможности быстрой и легкой установки насоса в скважине и извлечения его оттуда предлагается безпоршневой насос с гибким складывающимся наподобие гармоники цилиндром. На предлагаемом чертеже фиг. 1, 2 и 3 изображают продольный и поперечные разрезы насоса плоскостями АВ и БС и фиг. 4 схематически изображает установку насоса в скважине. Рабочими частями насоса, производящими работу всасывания и нагнетания, являются: гибкий складывающийся гармоникообразно цилиндр (шланга) 3, имеющий по концам фланцеобразные утолщення 4-5, служащие для его закрепления и всасывающая камера 7 и нагнетательные камеры 13 и 14. Гибкий складывающийся цилиндр изготовляется либо металлическим из гофрированного железа или пластин на шарнирах, либо из плотной и прочной ткани, пропитанной непроницаемым и кислотоупорным составом. В зависимости от величины давления жидкости на цилиндр последний состоит из большего или меньщего числа прокладок, как указанной ткани, так и промежуточных между ними металлических тонких сеток. В прокладках и сетках помещаются металлические проволочные кольца 6, способствующие правильному складыванию цилиндра. Верхний конец цилиндра 3 посредством насаженной на фланцеобразном утолщении 4 гайки 10 соединяется с первой нагнетательной камерой 13. В нижней же части цилиндра помещается всасывающая камера 7. Цилиндр вместе с камерами помещается в цилиндрической трубе 8, на которую в нижней части навинчивается всасывающий стакан-муфта 9, соединяющий таким образом плотно в одно целое всасывающую камеру 7, нижнее фланцеобразное утолщение гибкого цилиндра 5 и нижний конец трубы S. К верхней части трубы 2 навернута вторая нагнетательная разгрузочная камера 14, 15, 17, через сальник 16 которой проходит шток насоса 8, соединяющийся ниже с первой нагнетательной камерой. Вторая нагнетательная камера имеет целью разгрузить гибкий цилиндр 3 от наружного давления всего столба, поднимаемого насосом жидкости. Помощью муфты 19 вторая нагнетательная камера соединяется с трубой 20, связанной в свою очередь муфтой 21 с установочной головкой 22 насоса. Внутри этой головки между подвижным кольцом 6,9 и неподвижной гайкой 50 находится пружина 31, приводимая в действие гайкою S8, сидящей на штоке 19, по наружной же поверхности к головке прикреплены на шарнирах рычаги М и распорные пружины 25. Как всасывающая камера, так и нагнетательные камеры снабжены шаровыми клапанами. Таким образом насос в целом состоит из трех соединенных между собою частей, а именно: из гибкого складывающегося цилиндра с нагнетательной и всасывающей камерами, из разгрузочной нагнетательной камеры, и из установочной головки, причем все эти части подвешены на насосном штоке 18. Спуск и установка насоса в скважине производится следующим образом. В скважину (фиг. 4) спускаются до определенной глубины насосные напорные трубы Б (на фиг. 1 обозначенные цифрой 1), имеющие в конце фильтр ./, соединенный с насосными трубами муфтой 8, служащей гнездом для всасывающего стакана 9 (фиг. 1). Вверху на высоте насосной установочной головки напорные трубы соединены муфтой 26 с кольцевыми выточками 27. Шток насоса 18 соединяется помощью грузовой штанги с канатом (фиг. 4) и обычным образом весь насос может быть опущен на канате в насосные трубы. Всасывающий стакан 9, спущенного насоса, дойдя до муфты 8 останавливается, шток 18 продолжает итти вниз с нагнетательной камерой 13 по трубе 2, складывая гибкий цилиндр до тех пор, пока непоказанная на чертеже соединительная муфта грузовой штанги и штока не упрется в гайку 30 установочной головки. Тогда давлением грузовой штанги или небольшими ударами последней о гайку 30 всасывающий стакан ,9 плотно всаживается в муфту 8. Одновременно с этим рычаги 24-29, отжимаемые распорными пружинами 2о, своими заплечиками (а) входят в кольцевые заточки 27 муфты 26, и таким образом весь насос закрепляется в насосных напорных трубах. Для проверки правильности установки шток поднимается вверх, гайка 28 упирается в кольцо 32 и при некотором дальнейшем движении вверх начинает сжимать пружину 31, стремясь приподнять весь насос. Величина этого восходящего движения определяется расстоянием между нижним положением гайки 28 и кольца 32 и выступами рычага 24. В случае, если насос правильно установлен, сила натяжения пружины проявится на канате, так что по натяжению последнего можно судить о правильном закреплении установочной головки и насоса в напорных трубах. При желании освободить насос, продолжают поднимать шток до тех пор, пока кольцо 32, при движении вверх, не дойдет до выступов (в) рычагов 24-29 и тем самым выведет заплечики (я) из сцепления с муфтой 26, после чего насос легко извлекается из напорных труб или поднимается в нужных случаях (напр, для промывки) на некоторую высоту в трубах. После закрепления указанным образом насоса, складывающийся гибкий цилиндр устанавливается на определенный ход, и канат обычным образом укрепляется к балансиру насосного станка (фиг. 4). При установившемся процессе работа насоса протекает следующим образом. При восходящем движении гибкого цилиндра происходит всасывание жидкости в цилиндр и нагнетание ее в напорные трубы через клапана разгрузочной камеры 14. При нисходящем движении гибкого цилиндра происходит вытеснение всосанной в цилиндр жидкости через клапан нагнетательной камеры 13 в освобождающееся в трубе пространство под разгрузочной камерой 14. При этом клапана последней закрыты, благодаря чему давление всего столба жидкости в напорных трубах воспринимается только этой разгрузочной камерой и не передается на гибкий цилиндр. С целью разгрузить, последний также при восходящем движении, камера 13 снабжена сальником 12. ная конструкция насоса разработана для Представленная на чертеже и описанслучая очень значительных глубин погружения насоса в скважинах (500 и больше саж.). При меньших глубинах (250-300 саж.) конструкция может быть значительно упрошенной, а именно: устраняется разгрузочная камера и упрощается установочная головка. ПРЕДМЕТ ПАТЕНТА. 1. Насос для глубоких нефтяных скважин, характеризуюш.ийся применением гармоникообразного цилиндра 6, изготовляемого из гофрированного железа или из пластин, шарнирно связанных между собою, и нижним концом, образующим всасывающую камеру 7, закрепляемого в нижнем конце трубы 2, служащей цилиндром для насоса и в конической втулке 9, входящей в соответствующее гиездо соеди нительной муфты 8, а верхним концом закрепляемого во втулке 11, снабженной наружным сальником 12 и перекрываемой нагнетательным клапаном, поверх которого образуется нагнетательная камера 13, замыкаемая разгрузочной камерой 17, сообщающейся через клапаны 14, муфту 19 и трубу 20 с установочной головкой 22 насоса, закрепляемой в напорной трубе 1 (В) при помощи пружинных поворотных рычагов или собачек 24, имеющих захватные выступы (а) и выступы (в) для освобождения собачек из кольцевого гнезда 37, при извлечении насоса из трубы 1 подъемом щтока 8, гайкою 28 поднимающего при этом пружинное кольцо 22, упирающееся в выступы (в) и тем поварачивающего собачки 24. 2.Видоизменение, охарактеризованного в п. 1 насоса, отличающееся применением взамен металлического цилиндра ;/ гармоникообразного цилиндра, изготовляемого из плотной, прочной ткани, пропитанной непроницаемым и кислоупорным составом и снабженной прослойками из металлических тонких сеток и кольцами 6. 3.Видоизменение, охарактеризованного в п. 1 насоса, отличающееся упрощением конструкции, состоящим в устранении разгрузочной камеры j 4-15-17.