Устройство для подъема воды из скважины Советский патент 1992 года по МПК E03B11/16 E03B3/06 

Изобретение относится к системам орошения, водоснабжения, осушения и вертикального дренажа, преимущественно использующих подземные воды, а именно к устройствам для подъема воды из скважи- ны.

Известно устройство для безударного пуска погружного скважинного насоса, включающее запорное средство погружного насоса, цилиндр с поршнем, установлен- ным на штоке через пружину, эжектор, жестко связанный с подпружиненным поршнем и установленный внутри штока с возможностью осевого перемещения, и водоподъемную колонну труб.

Наиболее близким является устройство для подъема воды из скважины, включающее клапанный затвор, выполненный с герметичным сильфоном, внутренняя полость которого соединена с емкостью, заполнен- ной расширяющейся при нагреве средой и снабженной датчиком температуры и электронагревателем.

Недостатком данного устройства является низкая надежность работы из-за ис- пользования энергии расширяющейся при нагреве жидкости. Так электронагреватель нагревает среду емкости, что приводит к закрытию клапанного затвора. Датчик, настроенный на заданную температуру, пере- дает сигнал на пульт управления для включения насоса и отключения электронагревателя.

Продолжительность открытия клапанного затвора зависит от теплоотдачи емко- сти, а закрытия - от состояния электронагревателя.

Надежность работы зависит от большого количества разнообразных факторов. Так, при выходе из строя датчика или элек- тронагревателя клапанный затвор стновит-0 ся неработоспособным. По указанным причинам устройство имеет низкую надежность работы.

Целью изобретения является повыше- ние надежности.

Поставленная цель достигается за счет того, что устройство для подъема воды из скважины, содержащее обсадную трубу и погружной насос, соединенный посредст- вом напорного патрубка с затвором, имеющим корпус, полый открытый сверху запорный элемент, взаимодействующий со стенками напорного патрубка и соединенный верхним торцом с установленным над ним соосно сильфоном, снабжена уплотни- тельным пакернымэлементом,

установленным между напорным патрубком и обсадной трубой. Кроме того, корпус его снабжен вертикальными стойками с

фиксаторами. Причем верхний торец корпуса выполнен открытым с седлом, имеющим расположенный под ним перфорированный диск, и с подпружиненным относительно последнего обратным клапаном с осевым отверстием. Запорный элемент выполнен с подпружиненными зацепами, установленными с возможностью перемещения по направляющим стойкам и взаимодействия с фиксаторами. Верхний конец сильфона соединен с седлом. На напорном патрубке выше уплотнительного пакерного элемента выполнено боковое отверстие.

На чертеже представлен общий вид устройства для подъема воды из скважины, разрез.

Устройство для подъема воды из скважины размещено внутри обсадной трубы 1 и состоит из погружного насоса 2, снабженного напорным патрубком 3, к верхнему концу которого присоединен корпус 4. Внутри последнего размещен сильфон 5, присоединенный своим нижним торцом к полому открытому сверху запорному элементу б, контактирующему с верхним торцом напорного патрубка 3. Запорный элемент 6 имеет боковые подпружиненные зацепы 7 и вертикальные направляющие стойки 8, на которых установлены фиксаторы 9. Верхний торец сильфона 5 присоединен к седлу 10 обратного клапана 11, опирающегося на пружину 12. Последняя установлена на диске 13, выполненном с оверстиями 14. Обратный клапан 11 выполнен с калиброванным осевым отверстием 15. Седло 10 жестко прикреплено к упору 16.

В верхней части напорного патрубка 3 имеется водопропускное отверстие 17.

Вертикальные направляющие стойки 8 и упор 16 прикреплены к стенке корпуса 4. Зазор между внутренней стенкой обсадной трубы 1 и напорным патрубком 3 герметизируется при помощи пакерного элемента 18.

Устройство для подъема воды из скважины работает следующим образом.

Перед запуском погружного насоса 2 запорный элемент 6 находится в закрытом положении.

При запуске погружного насоса 2 действует давление воды на запорный элемент б снизу вверх. Он постепенно перемещается вверх по мере вытеснения воды из сильфона 6 через отверстия 14 и осевое отверстие 15. Вместе с запорным элементом 6 поднимаются вверх по вертикальным направляющим стойкам 8 боковые подпружиненные зацепы 7 до соединения с фиксаторами 9.

Одновременно, по мере открытия запорного элемента б, происходит постеленмое увеличение расхода погружного насоса 2 до эксплуатационного.

После соединения боковых подпружиненных зацепов 7 с фиксаторами 9 запорный элемент б не опускается вниз даже при некотором уменьшении давления воды на него снизу вверх. После установления эксплуатационного расхода и соединения зацепов 7 с фиксаторами 9 запорный элемент 6 прекращает движение вверх. В таком по- ложении происходит подача воды потребителю.

При отключении погружного насоса 2 изменяется направление движения воды в противоположную сторону, обычно сопро- вождаемое появлением гидравлического удара. Прекращается давление воды на запорный элемент 6 снизу вверх. Одновременно резко уменьшается давление воды в сильфоне 5. Под действием столба воды (ча- стично и гидродинамических воздействий) открывается обратный клапан 11 (опускается вниз), сжимая пружину 12. Вода поступает в сильфон 5 через обратный клапан 11 и отверстия 14.

Одновременно усилия от давления столба воды и гидроудара через запорный элемент 6 передаются на боковые подпружиненные зацепы 7. Под действием этих усилий последние отцепляются от фиксато- ров 9 и в результате запорный элемент-6 опускается вниз по мере-заполнения силь- фона 5 водой. После закрытия запорного элемента 6 и заполнения сильфона 5 происходит выравнивание давлений в полости сильфона 5 и надпакерном пространстве. В результате обратный клапан 11 поднимается вверх и под действием пружины 12 закрывается. Затем сообщение полости сильфона 5. с надпакерным пространством происходит через калиброванное осевое отверстие 15.

После закрытия запорного элемента б сообщение нагнетательной зоны (выше пакерного элемента 18) со всасывающей зоной (ниже пакерного элемента 18) сохраняется через водопропускное отверстие 17, выполненное в верхней части напорного патрубка 3. Через это отверстие происходит постепенное перетекание водь из верхней зоны в нижнюю зону до установления статического уровня воды в обсадной трубе 1 скважины.

После закрытия запорного элемента 6 и обратного клапана 11 устройство готово к запуску погружного насоса 2 и возобновлению водоподачи потребителям.

Формула изобретения

Устройство для подъема воды из скважины, содержащее обсадную трубу и погружной насос, соединенный посредством напорного патрубка с затвором, имеющим корпус, полый открытый сверху запорный элемент, взаимодействующий со стенками напорного патрубка и соединенный верхним торцом с установленным над ним соос- носильфоном,отличающееся тем,что, с целью повышения надежности, оно снабжено уплотнительным пакерным элементом, установленным между напорным патрубком и обсадной трубой, корпус снабжен вертикальными направляющими стойками с фиксаторами, верхний торец корпуса выполнен открытым с седлом, имеющим расположенный под ним перфорированный диск, и с подпружиненным относительно последнего обратным клапаном с осевым отверстием, запорный элемент выполнен с подпружиненными зацепами, установленными с возможностью перемещения по направляющим стойкам и взаимодействия с фиксаторами, верхний конец сильфона соединен с седлом, а в части напорного патрубка, размещенной над уплотнительным пакерным элементом, выполнено боковое отверстие.

Сущность изобретения1 погружной насос 2 соединен напорным патрубком 3 с затвором. Затвор имеет корпус 4, полый открытый сверху запорный элемент 6, взаимодействующий с стенками патрубка 3 и соединенный верхним торцом с установленным над ним соосно сильфоном 5. Уплотнительный пакерный элемент 18 установлен между патрубком 3 и обсадной трубой 1. Корпус 4 снабжен вертикальными направляющими стойками 8 с фиксаторами 9. Верхний торец корпуса 4 выполнен 6т- крытым с седлом 10, имеющим расположенный под ним перфорированный диск 13. Обратный клапан 11 подпружинен относительно диска 13. Элемент 6 выполнен с подпружиненными зацепами, установленными с возможностью перемещения по стойкам 8 и взаимодействия с фиксаторами 9. Верхний конец сильфона 5 соединен с седлом 10 В части патрубка 3, размещенной над элементом 18, выполнено боковое отверстие 17 1 ил. сл С ч со со о 00 со