Скважинный диафрагменный насос Советский патент 1992 года по МПК F04B43/04 F04B47/06 

Изобретение относится к технике пода-; .. -., ема скважинной жидкости, а именно к объемным погружным насосам.

Известны погружные диафрагменные. насосы 1, включающие корпус, диафрагмы, клапаны и преобразователь движения.

К недостаткам известных конструкций следует отнести то, что их применение ограничено малодебитными скважинами, из-за ограниченной подачи.

Наиболее близким по технической сущности является диафрагменный насос, принятый за прототип, включающий цилиндрический корпус с картером, в котором расположен кулачковый вал, диафраг-

мы установленные в расточках корпуса по обе стороны кулачкового вала и образующие насосные камеры, связанные с наружным пространством корпуса через всасывающие клапаны и коллектором с нагнетательными клапанами.

К недостаткам прототипа следует отнести небольшую производительность и соот- ветственно ограниченность применения (малодебитными скважинами).

Целью изобретения является повышение производительности насоса за счет увеличения числа диафрагм.

Цель достигается тем. что нагнетательный коллектор выполнен в виде двух канаXI

jt

О Ю

лов в корпусе, параллельных его оси, причем каждый канал гидравлически связан с одной группой рабочих камер, образованных диафрагмами, установленными по одну сторону кулачкового вала, и снабжен нагнетательным клапаном. При этом кулачки выполнены с возможностью радиального перемещения относительно кулачкового вала и снабжены радиальными и осевыми каналами, соединяющими их наружную поверхность с полостью, образованной валом и кулачком. Во внутренних радиальных каналах кулачков размещены подпружиненные плунжеры с возможностью перемещения и перекрытия осевых каналов.

Анализ прототипа и изобретения указывает на наличие новых признаков: нагнетательный коллектор выполнен в виде двух каналов в корпусе параллельных его оси; в выполнении гидравлической связи нагнетательного коллектора с рабочими камерами диафрагм; кулачки выполнены подвижными относительно кулачкового вала; кулачки снабжены радиальными каналами, в которых размещены подпружиненные плунжеры с возможностью перемещения и перекрытия осевых каналов.

Анализ известных аналогичных конструкций и изобретения показывает, что количество диафрагм, у известных конструкций ограничено и не.превышает двух, в изобретении - практически не ограничено. При этом достигается повышение производительности насоса за счет увеличения числа диафрагм.

На фиг. 1, фиг. 2 показаны сечения насоса по А-А и Б-Б; на фиг. 3 (а,б,в,г) - варианты исполнения кулачков, f родольный разрез; на фиг. 4 - сечения конструкции по В-В и Г-Г.

Конструкция состоит из корпуса 1, картера 2, в котором размещены преобразователь движения 3, включающий кулачковый вал 4. посаженный на подшипниках 5 в корпусе 1, и кулачки 6, взаимодействующие с диафрагмами 7, установленными в карманах 8 корпуса 1 и закрепленными крышками 9, снабженными пружинами 10, всасывающих подпружиненных клапанов 11, установленных в крышке 9, рабочих камер 12, причем каждая образована внутренней поверхностью крышки 9 и диафрагмой 7, и сформированы в две группы, сообщенные с областью нагнетания нагнетательными ка- валзми 13, снабженными клапанами 14 и выполненными в корпусе параллельно его оси, образующими нагнетательный коллектор 15, предохранительного поршня 16, установленного с возможностью перемещения по нагнетательной линии 13,

подпружиненного клапана 17 размещенного в теле предохранительного поршня 16, срезной шайбы 18, фиксирующей предохранительный поршень 16 и зажатой между

корпусом 1 и переводником 19, привинченным к корпусу 1, отверстия 20, выполненного в теле переводника 19,

Конструкции кулачков 6, представленные на фиг. 3 (а,б,в,г), состоят из собственно

0 кулачка б с радиальным пазом 21, плунжера 22, закрепленного одной или двумя пружинами 23 в радиальном пазу 21, кулачка 6, подвижных клапанов в теле кулачка 6; 24 - для поступления масла в радиальный паз 21

5 кулачка б и 25 - для подачи масла на рабочую поверхность трения 26 диафрагмы 7.

Устройство работает следующим образом,

При вращении кулачкового вала 4 кулач

0 ки 6 периодически взаимодействуют с рабочей поверхностью трения 26 диафрагмы 7, отгибая ее в максимальной точке на величину эксцентриситета (фиг.Зб). За счет уменьшения рабочей камеры 12 добываемая

5 жидкость поступает по нагнетательному коллектору 15 и нагнетательным каналам 13 за клапаном 14. Всасывание происходит за счет сокращения объема добываемой жидкости в рабочей камере .12, нагнетательном

0 коллекторе 15 и нагнетательном канале 13 после такта нагнетания, Работа другой (или других, если установлено большее число диафрагм) диафрагмы 7 осуществляется аналогично.

5 Асимметричное расположение кулачков 6 уравновешивает нагрузки на кулачковый вал 4, а смещение рабочих циклов нагнетания позволяет компенсировать изменение объема масла, заполняющего картер 2, не0 работающей (неработающими, если установлено большее число диафрагм) диафрагмой 7.

При увеличении давления в колонне на- сосно-компрессорныхтруб больше допусти5 мого предохранительный поршень 16 срезает шайбу 18 и перемещается вниз, со- о.бщая посредством отверстия 20 нагнетательную линию насоса со всасывающей. Жидкость из полости С через подпружинен0 ный клапан 17 перетекает в пространство над предохранительным поршнем 16, Применение предохранительного поршня 16 позволяет предупредить преждевременный выход из строя диафрагм 7 и повысить срок

5 службы устройства.

Одна из возможных конструкций кулач- кз представлена на фиг. За. При. вращении кулачка 6 центробежными силами он удерживается в крайнем положении. При взаимодействии с рабочей поверхностью трения

26 диафрагмы 7 кулачок 6 перемещается на величину X (фиг. 36) перекрывая подвижный канал 24, вытесняет масло из радиального паза 21 кулачка 6 по подвижному каналу 25 на рабочую поверхность трения 26 диафраг- мы 7. При прохождении точки контакта центробежная сила вернет кулачок 6 в исходное положение. По подвижному каналу 24 возместится объем масла в радиальном пазу 21 кулачка 6. Для регулирования объема масла, поступающего на рабочую поверхность трения 26 диафрагмы 7, или при незначительной величине центробежной силы, недостаточной для возврата кулачка 6 в крайнее положение, возможно установле- ние пружины 23 (фиг. Зв)..

На фиг. Зг представлен вариант конструктивного исполнения кулачка 6 с установлением дополнительного плунжера 22 с возможностью инерционно-колебательно- го движения. Под действием центробежных сил колеблющийся плунжер 22 подает масло по подвижному каналу 25 на рабочую поверхность трения 26 диафрагмы 7, а по подвижному каналу 24 возмещается израс- ходованный объем масла в радиальном пазу 21 кулачка 6.

Применение изобретения позволяет повысить работоспособность, увеличить производительность, значительно упро- стить изготовление и сборку скважинных .диафрагменных насосов, качественно улучшить ремонтопригодность устройства.

Формула изобретения

1.Скважинный диафрагменный насос, включающий корпус с картером, в котором соосно расположен кулачковый вал, диафрагмы, установленные в расточках корпуса по обе стороны кулачкового вала и образующие насосные камеры, связанные с наруж- ным пространством корпуса через всасывающие клапаны и коллектором - с ктнетательными клапанами, о т л ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения производительности насоса за счет увеличения числа диафрагм, нагнетательный коллектор выполнен в виде двух каналов в корпусе, параллельных его оси, причем каждый канал гидравлически связан с одной группой рабочих камер, образованных диафрагмами, установленными по одну сторону кулачкового вала и снабжен нагнетательным клапаном.

2.Насос по п.1,отличающийся тем, что кулачки выполнены с возможностью радиального перемещения относительно кулачкового вала и снабжены радиальными и осевыми каналами, соединяющими их наружную поверхность с полостью, образованной валом и кулачком.

3.Насос по п.2, о тличающийся тем, что во внутренних радиальных каналах кулачков размещены подпружиненные плунжеры с возможностью перемещения и перекрытия осевых каналов.

«L

Фиг..

Изобретение относится к технике подъема жидкости из скважин, а именно к объемным погружным насосам, и может быть использовано при эксплуатации нефтяных скважин. Целью изобретения является повышение производительности насоса. Сква- жинный диафрагменный насос включает корпус 1 с картером, в котором соосно расположен кулачковый вал 4, диафрагмы 7, установленные в расточных корпусах по обе стороны кулачкового вала и образующие насосные камеры, связанные с наружным пространством корпуса через всасывающие клапаны 11 и коллектором с нагнетательными клапанами 14. Нагнетательный коллектор 13 выполнен в виде двух каналов в корпусе, параллельных его оси. Каждый канал гидравлически связан с одной группой рабочих камер, образованных диафрагмами, установленными по одну сторону кулачкового вала, и снабжен нагнетательным клапаном 14. Кулачки 6 выполнены с возможностью радиального перемещения относительно кулачкового вала 4 и снабжены радиальными и осевыми каналами, соединяющими их наружную поверхность с полостью, образованной валом и кулачком. Во внутренних радиальных каналах кулачков размещены подпружиненные плунжеры с возможностью перемещения и перекрытия осевых каналов. 2 з.п. ф-лы, 4 ил. (Л С

ЬА 15

Ю

ЈL§ 15

Фиг .З

ю

Фиг. а

Редактор - Й.оляда

Составитель А.Лягов Техред М Моргентал

М

15

ФиеМ $

Корректор Л.Патай