Пневматический насос для колодцев Советский патент 1933 года по МПК F04F1/08 

Изобретение касается пневматических насосов для колодцев с применением регулирующего интервалы рабочего времени приспособления, приводящего в движение вспомогательный клапан, управляющий работой главного клапана, пропускающего сжатый газ.

В предлагаемом пневматическом насосе регулирующее интервалы времени приспособление снабжено качающимся коромыслом, на котором укреплены попеременно пополняющиеся жидкостью сосуды, которые соединены одним концом с клапаном, управляющим протеканием жидкости из одного сосуда в другой, а другим концом - со вспомогательным клапаном, управляющим открыванием главного клапана.

На чертеже изображен общий вид насоса частично в вертикальном разрезе.

Колодец А (например, нефтяная скважина) снабжен обсадной трубой Д оканчивающейся наверху крышкой С. Внутри колодца помещается бак D, снабженный клапаном , и к нему присоединены труба F, подающая сжатую среду, и труба G, от373

водящая выкачиваемую жидкость к газоуловителю /7, снабженному газоотводной трубкой J. В качестве давящей среды для насоса применен сжатый натуральный газ. Источником газа может служить резервуар К, из которого труба высокого давления L ведет к коробке О главного клапана Р, а из последней труба L подает газ в нагнетательную трубку F, входящую в колодезный бак. В коробке R помещается выпускной клапан. Q, соединенный трубой S с нагнетательной трубой F. Кроме того, трубка Т соединяет коробку R с выпускной трубой и, ведущей к отводной трубке У газоуловителя.

Помещенный в коробке W вспомогательный клапан V управляет открыванием главного клапана jp, а регулирующая интервалы времени машина X, имеющая форму качающейся машины, управляет движениями вспомогательного клапана К и в то же время приводит в действие реверсивный клапан Y, управляющий проходом газа низкого давления, ответвляющегося из главной трубы L и заставляющего вспомогательную жидкость распределяться по

очереди между двумя установленнымина качающемся коромысле с сосудами а к Ь регулирующей время машины X.

В результате переливания жидкости между сосудами коромысло пбворачиваетсЯ вправо или влево через определенные промежутки времени. Понижающий давление клапан d, вставленный в трубку е, ответвляющуюся от главной трубы высокого давления L, доставляет газ низкого давления, который при помощи реверсивного клапана Y направляет его то в один, то в другой дз сосудов а и Ь заставляя вспомогательную жидкость попеременно переливаться из одного сосуда в другой и тем приводить коромысло с в качательное движение.

Когда части насоса и машины X находятся в положении, показанном на чертеже, то сосуд а наполнен жидкостью, а сосуд Ь почти пуст и, следовательно, коромысло С наклонено в левую сторону, причем изогнутое под прямым углом пфчо f передвинет вспомогательный клапан У в нижнее положение, при котором выпускной канал g открыт, так как сообщается трубкой k с полостью стержня вспомогательного клапана, а эта полость соединена .трубкой k с трубкой V, ведущей к газоотводной трубе J, идущей от газоуловителя Н. Газ высокогодавления, проходящий из главного резервуара К по трубе L, нажимает пружиной о главный клапан Р кверху и держит его открытым, позволяя газу проходить по трубам L и F в бак D. Когда бак D наполнился нефтью, то входящая в бак сжатая среда вытесняет нефть вверх по разрядной трубе g до тех пор, пока вес столба жидкости в этой трубе не уравновесит давления в баке g. В нижней части разрядной трубы имеется небольшое отверстие-/, помещенное на такой высоте, что по мере вытеснения нефти и понижения ее уровня в баке, отверстие р обнажится как раз перед тем моментом, когда высота столба в разрядной трубе достигнет максимальной величины, соответствующей давлению газа в баке. Как только отверстие р обнажится, часть газа войдет в это отверстие вследствиетого, что давление в баке больше противодавления, оказываемого столбом нефти, находящейся в трубе. Газ, входящий через отверстие р, начнет насыщать столб нефти , в разрядной трубе и постепенно расширять объем столба, пока рефть не попадёт в газоуловитель Н. Отверстие р недостаточно велико для I тоЬо, чтобы весь газ, нагнетаемый в бак, мог входить в трубу g, и поэтому, несмотря на утечку некоторого количества газа в отверстие р, давление внутри бака удет сохраняться: Выбрасывание части нефти в газоуловитель облегчает вес столба нефти в трубе, что дает возможность находящемуся в баке газу вытеснять новую порцию нефти в разрядную трубу и таким образом продолжить начавшийся раньше подъём жидкости по принципу аэролифта. Когда уровень нефти в колодезном баке понизится настолько, что обнажит нижний конец разрядной трубы, газ хль1нет в эту трубу, промывая ее, причем главный клапан Р автоматически закроется. -Главный клапан Р имеет форм чашечного клапана л снабжен чашкой или кольцевым фланцем W, облегчающим пробку А, ввинченную в коробку О клапана. Если давление внутри чашки клапана падает, а снаружи чашки имеется давление, то клапан открывается. При этом канал g сообщается через трубку у, коробку W, полость стержня клапана V и через трубку k, с газоотводной трубой У. Таким образом, клапан V является контролирующим органом, от положения которого зависит присутствие или отсутствие давления в канале g, а, следовательно, iaвисит и положение главного клапана Р. Нижняя часть клапанной чашки главного клапана Р снабжена шейкой t, диаметр которой на определенную величину меньше внутреннего диаметра втулки и, внутри которой движется шейка t. Газ высокого давления, проходящий из главной трубы L в камеру г и из последней в кольцевое отверст ие между клапаном и втулкой и, стремится прижать чашку клапана Р к клапанному седлу, преодолевая действие клапанной пружинь о. Напор газа высокого давления около шейки t и ъ промежутке между шейкой и втулкой W создает движущийся поток, стремящийся прижать клапан к его седлу. Этому движению способствует давление, накопляющееся над верхней стороной шейки L Закрытие главного клапана Р влечет за собой прекращение прохода газа высокого давления, в колодезный бак. Внутренний диаметр клапанной чашки внутри втулки W имеет нескЬлько больШую величину, чем диаметр клапанной поверхности х, прижимающейся к седлу. В виду того, что чашка клапана с целью устранения утечки плотно прилегает к пробке Л, то получается кольцевое тело, толщина которого соответствует разности диаметров двух подвергающихся давлению поверхностей, из которых одна находится внутри, а другая снаружи чашки- Давление, производимое на нижнюю часть йольцевого тела, будет больше, чем на верхнюю часть, и поэтому, при равенстве давления газа внутри и снаружи чашки, последняя будет стремиться двигаться вверх и открывать клапан до тех пор, пока внезапный приток газа не закроет клапана.

В то время как жидкость вытесняется в трубу g, газ в трубе L проходит через клапан Р со сравнительно малой скоростью. Но в тот момент, когда благодаря уменьшению противодавления газа, проходящего Ь трубу g, скорость течения газа в трубе L внезапно увеличивается, получившееся ускорение заставляет газ ударять о шейку t клапана Р с большой силой, достаточной для преодоления действия пружины о и закрытия главного клапана.

Когда клапан Р закроется, дальнейший приток газа в бак D прекратится, и газ в нем начнет расширяться и будет продолжать выходить через трубу до тех пор, пока давление не упадет настолько, что перестанет при кимать книзу шаровой клапан , вследствие чего нефть из колодца начнет снова наполнять бак. Поднимающийся в последнем уровень нефти сперва заполнит нижнюю часть трубы g, а затем закроет отверстие р, после чего вытекание газа через трубу g прекратится. Для того, чтобы бак мог полностью наполниться нефтью, устроено приспособление в виде выпускного клапана Q, позволяющего удалять из бака воздух.

Само собой разумеется, что в определенный момент времени потребуется произвести некоторое действие, в результате которого наполнение бака прекратится и начнется снова выкачивание, прекратившееся при закрытии клапан Р. Означенное действие должно прекратить дальнейшее поднятие жидкости в баке и прохождение ее через клапан Q, что производится следующим образом. Пока насос

выкачивает и части устройства находятся показанном на чертеже положении, газ низкого давления проходит в верхнюю часть сосуда а, и жидкость из этого сосуда вытесняется по трубке 3 в сосуд Ь. Газ низкого давления проходит из клапана d по трубе е в коробку 4 реверсивного клапана и оттуда по трубе 5 в верхнюю часть сосуда а. Соединяющая сосуды а и Ь трубка 3 снабжена возвратным клапаном 6 и игольчатым клапаном 7, урегулированным таким образом, что жидкость переливается в течение заранее определенного интервала времени. Когда сосуд Ь почти наполнится, а сосуд а почти опорожнится, коромысло с повернется в противоположную сторону, причем изогнутое плечо 8 нажмет вниз реверсивный клапан Т, а плечо / поднимет вспомогательный клапан V.

Описанное действие жидкости происходит одновременно с выкачиванием жидкости из бака D, причем игольчатый клапан 7 между двумя сосудами должен быть урегулирован так, чтобы более низкое плечо коромысла нажало клапан почти в тот момент, когда бак D опорожнился.

Когда указанные части находятся в противоположном положении, газ низкого давления, выходящий из трубы е, пройдет через трубку 9 в верхнюю часть сосуда, вследствие чего жидкость из означенного сосуда начнет вытесняться через трубу JO, снабженную игольчатым клапанов 7/ и возвратным клапаном /Я и проходить в сосуд а. Означенные клапаны расположены и урегулированы таким образом, что жидкость выбирает указанный путь предпочтительно перед путем через трубку 3, а игольчатый клапан 77 урегулирован так, что для переливания жидкости из сосуда в сосуд требуется заранее определенный интервал времени. Во рремя описанного перехода жидкости между сосудами бак D наполняется нефтью, причем в тот самый момент, когда сосуд а почти полон, а сосуд Ь почти пуст, нижнее плечо коромысла возвращается снова в первоначальное положение, и процесс выкачивания начинается снова благодаря тому, что канал g. внутри клапана Р начинает сообщаться с отводящей трубой /, и главный клапан Р передвигается в положение, позволяющее начать выкачку.

Предмет патента.

1. Пневматический насос для колодцев с применением регулирующего интервалы рабочего времени приспособления, приводящего в движение вспомогательный клапан, управляющий работой главного клапана, пропускающего сжатый газ, отличающийся тем, что регулирующее интервалы времени приспособление снабжено качающимся коромыслом с, на котором

укреплены попеременно наполняемые жидкостью сосуды с и и которое однивд концом соединено с кладаном Y, управляющим перетеканием жидкости из одного сосуда в другой, а другим концом -со вспомогательным клапаном К, управляющим открыван;{ем главного клапана Р.

2; При насосе по п. 1 применение выпускного клапана Q, служащего для удаления воздуха из бака D и сообщающегося трубой Т с газоотводной трубою J.