Насосная установка Советский патент 1992 года по МПК F04B47/00 

Изобретение относится к машиностроению в частности к насосостроению, и может быть использовано в устройствах для подъема жидкости из скважин.

Известна скважинная штанговая насосная установка для подачи пластовых жидкостей, содержащая двигатель, .штанговый насос и колонку насосных труб 1.

Известна также насосная установка, содержащая размещенную в скважине колонку подъемных труб с расположенным в ней набором полых эластичных элементов, полости которых соединены распределителем с источником сжатого воздуха и атмосферой, и приводной двигатель. Перемещение жидкости производится путем изменения.

объемов упругих элементов за счет подачи в них сжатого воздуха 2.

Недостатком известной установки является то, что распределитель совершает возвратно-поступательное перемещение (в предлагаемой конструкции он вращается) и, следовательно, из-аа переменного ускорения по величине и направлению имеет значительные инерционные силы, которые снижают быстродействие распределителя. Сами упругие элементы имеют вид плоской ленты, накладываемой при ее деформации на сферическую поверхность. Все это снижает надежность и эффективность установки.

VJ

N3

Ю О 00

Целью изобретения является повышение надежности и эффективности установки.

Для этого в насосной установке, содержащей размещенную в скважине колонку подъемных труб с расположенным в ней набором полых эластичных элементов, полости которых соединены распределителем с источником сжатого воздуха и атмосферой, и приводной двигатель, полые эластичные элементы выполнены в виде торов, расположенных в колонке подъемных труб по всей ее высоте, в центральном отверстии торов установлена труба, разделенная на три параллельных канала, с которыми последовательно соединены внутренние полости эластичных элементов, а в верхней части трубы установлен трехлинейный крановый распределитель, привод которого кинема- Чичёски связан с приводным двигателем .внутреннего сгорания, причем линии распределителя соединены с атмосферой, источником давления и всасывающим воздушным коллектором двигателя.

На фиг. 1 изображена предлагаемая установка, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4-сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - сечение Г-Г на фиг. 1.

Установка содержит колонку насосных труб 1 с сопряженными с ее стенками полыми вытеснительными эластичными элементами 2 в виде торов, расположенными по всей длине скважины 3. Соосно с колонкой насосных труб 1 установлен трехсекци- онный распределительный трубопровод 4, в стенке которого выполнены окна 5, сообщающие объемы внутри секций 6 - 8 с полостями 9 вытеснительных эластичных элементов 2.

В верхней части скважины 3 расположена нагнетательная труба 10 для отвода жидкости.

Трехлинейный крановый распределитель 11 содержит подвижную 12 и неподвижную 13 части с полостями 14 внутри них и подсоединен через трубу 15 к атмосфере и к всасывающему 16 и нагнетательному 17 воздухопроводам ДВС. Нагнетательный воздухопровод 17 подключается либо к трубе 18 любого источника сжатого воздуха ДВС, либо к каналу 19 системы воздушного охлаждения 20 ДВС. Всасывающий возду- хопросод 16 подсоединен к каналу 21 системы впуска воздуха двигателя внутреннего сгорания 22, Вал последнего при помощи передаточного механизма 23 кинематически связан с подвижной частью 12 распределителя 11.

Установка работает следующим образом.

После запуска двигателя внутреннего сгорания 22 его вал вращает через передаточный механизм 23 подвижную часть 12 распределителя 11, сообщая через полости 14 распределителя 11 объемы внутри секций 6-8 трехсекционного распределительного трубопровода 4 с атмосферой через

трубу 15, с всасывающим воздухопроводом 16, где всегда существует разрежение со стороны канала 21 системы впуска ДВС, и с нагнетательным воздухопроводом 17, где всегда существует давление воздуха либо от

любого источника воздуха ДВС (например, компрессора), подсоединенного через трубу 18, либо от системы воздушного охлаждения 20 ДВС. При этом одна и та же секция, например секция 6, последовательно соединяется с линиями атмосферного давления,

разрежения и избыточного давления возду- ха.Через окна 5 указанное давление создается и внутри полостей 9 эластичных элементов 2. Последние уменьшаются в объеме за счет деформации при разрежении в

их полостях, либо восстанавливаются в объеме за счет упругости стенок .эластичного элемента 2 либо за счет избыточного давления в их полостях.

Таким образом, происходит периодическое изменение объемов эластичных элементов 2, т.е. совершается работа. Расположение секций 6-8 внутри трубопровода 4 и полостей 14 внутри распредели- . теля 11 и направление вращения

подвижной части 12 распределителя подобраны таким образом, что изменение объема эластичных элементов 2 происходит в строго определенной последовательности, обеспечивающей постепенное перемещение жидкости вверх по скважине 2.

При уменьшении объема нижнего элемента 2 его стенки отходят от стенки колонки, насосных труб 1. Второй (по высоте) элемент 2 в это время еще прижат к стенке

колонки 1. В образовавшийся объем между нижним элементом 2 и стенкой колонки 1 за счет создавшегося разрежения поступает жидкость. После смены давлений воздуха в секциях 6 - 8 нижний элемент 2 начинает

возвращаться в исходное положение, а второй элемент 2 начинает отходить от стенки колонки насосных труб 1. Происходит вытеснение жидкости из нижнего объема в более верхний. После завершения изменения

объемов элементов 2 нижний элемент 2 плотно прилегает к стенке колонки 1, а второй по высоте элемент 2 максимально уменьшается в размере, обеспечивая доступ жидкоеги в образовавшийся обьем между стенками элемента 2 и колонки 1,

Описанная процедура повторяется между вторым и третьим элементами, третьим и четвертым элементами и т.д. по самого верха скважины, вплоть до вытеснения жид- кости из трубы 10. При этом в одном цикле участвуют три близлежащих элемента, самый нижний из которых запирает выход жидкости вниз за счет избыточного давления внутри его полости, второй (по высоте) элемент перемещает стенку элемента 2 в сторону уменьшения объема между стенками элемента 2 и колонки 1 за счет упругости стенки самого элемента при атмосферном давлении внутри полости элемента 2, а тре- тий (по высоте) элемент 2 имеет минимальный объем за счет разрежения внутри его полости.

Таким образом, происходит перемещение жидкости вверх по скважине 3 за счет работы эластичных элементов 2 указанным способом.

Использование предлагаемого устройства позволяет устранить трущиеся пары и использовать газовую связь для привода рабочих элементов насоса при отсутствии утечек жидкости (и, следовательно, при наивысшем КПД), Все это повышает надежность и эффективность предлагаемой насосной установки.

Формула изобретения Насосная установка, содержащая размещенную в скважине колонку подъемных труб с расположенным в ней набором полых эластичных элементов, полости которых соединены распределителем с источником сжатого воздуха и атмосферой, и приводной двигатель, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности, полые эластичные элементы выполнены в виде торов, расположенных в колонке подъемных труб по всей ее высоте, в центральном отверстии торов установлена труба, разделенная на три параллельных канала, с которыми последовательно соединены внутренние полости эластичных элементов, а в верхней части трубы установлен трехлинейный крановый- распределитель, привод которого кинематически связан с приводным двигателем внутреннего сгорания, причем линии распределителя соединены с атмосферой, источником давления и всасывающим воздушным коллектором двигателя.

11 20 .

//

Фиг.1

6

8

Изобретение относится к машиностроению, в частности к насосостроению и может быть использовано в устройствах для подъема жидкости из скважин. Целью изобретения является повышение надежности и эффективности установки. Насосная установка содержит размещенную в скважине колонку насосных труб 1 с расположенным в ней набором полых эластичных элементов 2, полости которых соединены распределителем с источником сжатого воздуха и атмосферой, и приводной двигатель 22. Полые эластичные элементы 2 выполнены в виде торов, расположенных в колонке подъемных труб по всей её высоте. В центральном отверстии торов установлена труба 4, разделенная на три параллельных канала, с которыми .юследовательно соединены внутренние полости эластичных элементов. В верхней части трубы 4 установлен трехлинейный храповый распределитель 11, привод которого кинематически связан с приводным двигателем внутреннего сгорания 22. Линии распределителя соединены с атмосферой, источником давления и всасывающим воздушным коллектором двигателя. 5 ил. Ё