Скважинный струйный насос W-ЦЕНТРАЛ Советский патент 1992 года по МПК F04F5/02 

изобретение относится к области струйной техники, преимущественно к струйным насосам для геотермальных скважин с естественным фонтанированием.

Цель изобретения -- повышение надежности работы и производительности при естественном фонтанировании скважин.

На фиг. 1 изображен струйный насос, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - струйный насос в области камеры смешения, продольный -разрез; на фиг. 4 - разрез Б-Б н;з фиг. 3; на фиг. 5 - струйный насос в области камеры смешения в момент работы при естественном фонтанировании скважины, продольный разрез; на фиг. 6 - пакер в нерабочем положении, продольный разрез: на фиг. 7 - пакер в рабочем положении, продольный разрез; на фиг. 8 - струйный насос в области

управляющей втулки, продольный разрез; на фиг. 9 - насос в области управляющей втулки при ее верхнем положении, продольный разрез; на фиг. 10 - сечение Г-Г на фиг. 8: на фиг. 11 - распорный элемент, вид в плане; на фиг. 12 - насос в области установки обратного клапана, продольный разрез.

Скважинный струйный насос, содержащий корпус 1, подключенный посредством перепускных патрубков 2 к колонне 3 насос- но-компрессорных труб, и активное сопло 4, камеру 5 смешения и диффузор 6 с напорным патрубком 7, установленные в корпусе 1 соосно ему с образованием кольцевого канала 8, причем активное сопло 4 посредством приемных патрубков 9 подключено к кольцевому каналу 8 и снабжено обратным клапаном 10, седло 11 которого размещено

XI

XI ю

00

о о

в нижней части сопла 4 под приемными патрубками 9, а на корпусе 1 размещен пакер 12, выполненный в виде эластичной манжеты 13, закрепленной герметично на корпусе 1 меньшим основанием. Насос снабжен распорным элементом 14, установленным коаксиально диффузору 6, и перепускным кольцевым клапаном 15, размещенным на входе в камеру 5 смешения, напорный патрубок 7 снабжен управляющей втулкой 16с кольцевыми уплотнительными элементами 17, установленной с возможностью осевого перемещения, а в напорном патрубке 7 выполнены перепускные отверстия 18 для сообщения с кольцевым каналом 8 при верхнем положении управляющей втулки 16, при этом обратный клапан 10 снабжен дополнительным седлом 19, размещенным в верхней части сопла 4, пакер 12 снабжен перфорированной подпружиненной относительно корпуса 1 втулкой 20, герметично укрепленной на манжете 13 со стороны ее большего основания, а камера 5 смешения снабжена дистанционной втулкой 21 и профилированной фиксирующей гайкой 22. Насос снабжен поршнем 23 со штоком 24, размещенным в колонне 3 труб ниже перепускных патрубков 2, а управляющая втулка 16 жестко закреплена на штоке 24 поршня 23. Распорный элемент 14 выполнен в виде двух равновеликих полукольцевых сегментов с радиальными распорными ребрами 25 и конической внутренней поверхностью, а наружная поверхность диффузора 6 в зоне установки распорного элемента 14 также выполнена конической и сопряжена с внутренней поверхностью распорного элемента 14.

При работе скважины в режиме естественного фонтанирования жидкостная среда из скважины проходит через обратный клапан 10, приемные патрубки 9, кольцевой канал 8, колонну 3 труб и через камеру 5 смешения, диффузор 6. перепускные отверстия 12 и отверстия в управляющей втулке 16 в затрубное пространство колонны 3 труб. При этом управляющая втулка 16 находится в верхнем положении, а перепускной клапан 15 открыт потоком среды, что уменьшает суммарное гидравлическое сопротивление при протекании потока через струйный насос.

При работе скважины в насосном режиме откачки жидкостной среды, активная среда по колонне 3 труб подается в активное сопло 4 насоса. При этом под давлением активной среды поршень 23 перемещает управляющую втулку 16 в нижнее положение и перекрывает последней отверстия 18 в напорном патрубке 7. Одновременно под

давлением активной среды закрываются перепускной кольцевой клапан 15 и обратный клапан 10 в его нижнем положении. Активная среда, истекая из сопла 4, увлекает в

камеру 5 смешения откачиваемую жидкостную среду из скважины. В диффузоре 6 кинематическая энергия смеси сред частично преобразуется в потенциальную энергию и смесь сред из диффузора 6 через отверстия

0 в управляющей втулке 16 поступает в затрубное пространство колонны 3 труб и далее к потребителю. Одновременно под давлением потока смеси сред в затрубном пространстве подпружиненная перфориро5 ванная втулка 20 смещается вниз, а эластичная манжета, растягиваясь под давлением потока,герметично закрывает кольцевой зазор между корпусом 1 насоса и обсадной колонной скважины. При остановке насоса

0 за счет уменьшения давления в системе потребителя под действием пружины перфорированная втулка 20 поднимается вверх и под скважинным давлением жидкости эластичная манжета 13 пакера 12 сжимается,

5 освобождая кольцевой зазор между корпусом 1 и обсадной колонной скважины. Формула изобретения 1. Скважинный струйный насос W-цент- рал, содержащий корпус, подключенный по0 средством перепускных патрубков к колонне насосно-компрессорных труб, и активное сопло, камеру смешения и диффузор с напорным патрубком, установленные в корпусе соосно с ним с образованием коль5 цевого канала, причем активное сопло посредством приемных патрубков подключено к кольцевому каналу и снабжено обратным клапаном, седло которого размещено в нижней части сопла под

0 приемными патрубками, а на корпусе размещен пакер, выполненный в виде эластичной манжеты, закрепленной герметично на корпусе меньшим основание, отличающийся тем, что, с целью повышения

5 надежности в работе и производительности при естественном фонтанировании скважины, насос снабжен распорным элементом, установленным коаксиально диффузору, и перепускным кольцевым клапаном, разме0 щенным на входе в камеру смешения, напорный патрубок снабжен управляющей втулкой с кольцевыми уплотнительными элементами, установленной с возможностью осевого перемещения, а в напорном

5 патрубке выполнены перепускные отверстия для сообщения с кольцевым каналом, при верхнем положении управляющей втулки, при этом обратный клапан снабжен дополнительным седлом, размещенным в верхней части сопла, пакер снабжен перфорированной подпружиненной относительно корпуса втулкой, герметично укрепленной на манжете со стороны ее большего основания, а камера смешения снабжена дистанционной втулкой и профилированной фиксирующей гайкой.

2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен поршнем со штоком, размещенным в колонне труб ниже перепускных патрубков, а управляющая втулка жестко закреплена на штоке поршня.

3. Насос по п. 1,отличающийся тем. что распорный элемент выполнен в виде двух равновеликих полукольцевых сегментов с радиальными распорными ребрами и конической внутренней поверхностью, а наружная поверхность диффузора в зоне установки распорного элемента также выполнена конической и сопряжена с внутренней поверхностью распорного элемента.

использование: в геотермальных скважинах с естественным фонтанированием. Сущность изобретения: распорный элемент установлен коаксиально диффузору. Перепускной кольцевой клапан размещен на входе в камеру смешения. Напорный патрубок снабжен управляющей втулкой с кольцевыми уплотнительными элементами, установленной с возможностью осевого пере- мещения. В патрубке выполнены перепускные отверстия для сообщения с кольцевым каналом при верхнем положении управляющей втулки. Обратный клапан снабжен дополнительным седлом, размещенным в верхней части сопла. Пакер снабжен перфорированной подпружиненной относительно корпуса втулкой, герметично укрепленной на манжете со стороны ее большего основания. Камера смешения снабжена дистанционной втулкой и профилированной фиксирующей гайкой. Поршень со штоком размещен в колонне труб ниже перепускных патрубков. Управляющая втулка жестко закреплена на штоке поршня. 2 з.п. ф-лы, 12 ил. сл

Шиг.1

А-А

1779800

а

Фиг.З

Фиг.4

Фиг. 5

фиг. 6

-J

-4 CO ОЭ

О

о

J-J

ошш

Фиг. ft