Плунжер для глубокого насоса Советский патент 1934 года по МПК F04B53/14 F04B47/02 

Изобретение касается плунжеров для глубокого насоса.

Предлагаемый плунжер состоит из двух частей-верхней и нижней. Верхняя часть навинчена на штангу насоса и снабжена внутренним кольцевым выступом и рядом вертикальных канавок, сообщающихся помощью отверстий с резервуаром, образованным уширением верхней части и имеющим в днище отверстия. Нижняя часть навинчена на трубу, входящую внутрь верхней части.

Означенное устройство предназначено для пополнения, без остановки работы насоса, набивки плунжера, зажимаемой между его частями, и для уплотнения ее путем придания последним некоторого мертвого хода относительно друг друга,

В другой форме выполнения плунжера, на нижней части его применен пружинящий упор, а на верхней-воротник и расположенные над ним головки и клапанная коробка, снабженные вертикальными канавками для пропуска элементов набивки в пространстве между упорами и воротником..

На чертеже фиг. 1 изображает вид спереди плунжерного порщняв рабочем состоянии внутри цилиндра; фиг. 2-

(646)

ТОТ же порпгень в вертикальном продольном разрезе; фиг. 3-разрез по линии 3-3 на фиг. 2; фиг. 4-разрез по линии 4-4 на фиг. 2; фиг. 5-часть вида спереди другого варианта; фиг. 6-разрез по линии 6-6 на фиг. 5; фрг. 7-разрез по линии 7--7 на фиг. 5; фнг. 8-разрез по линии 8-8 на фиг. 7.

В рабочем цилиндре (фиг. 1-4) помещается плунжер, нижняя трубчатая часть 2 которого снабжена шаровым клапаном 3 и работает через обыкновенный неподвижный клапан. Эта часть плунжера поддерживает центральную выпускную трубу 4, через которую вытекает поднятая жидкость. Верхний конец трубы 4 снабжен на торце диаметрально противоположными радиальными гнездами 5, в которые может входить соответственный ключ для вращения трубы, а ниже верхнего своего конца труба cHa6HveHa наружным кольцевым заплечиком 6. Верхняя часть 7 плунжера может скользить по трубе 4; верхний конец ез с.чабжен внутренней парезкой, в которую входит втулка 8 с прикрепленным к пей нижним концом обычного вида штанги. В верхней плунжерной части 7 имеются простирающиеся вертикально канавки 9, а в их верхних частях-щели 10 (на дне этих канавок для соединения между рабочим цилиндром и пространством между втулкой 8 и трубой 4 для выпуска поднятой жидкости. Верхняя часть 7 плотно соприкасается, но может скользить вокруг верхняго конца трубы 4 и с внутренней стороны снабжена кольцевым выступом 11, находящимся против заплечика 6 и расдалож нным так, что имеется некото piSf Мертвый ход между двумя частями плунжера. Внутренний диаметр части 7 в нижней ее части увеличен, образуя резервуар 12, который в верхней части сообщается через отверстие 13 с канавками 9.

Когда штанги движутся вверх, верхняя часть плунжера также поднимается независимо от трубы 4, пока заплечик 11 не упрется в заплечик 6, после чего труба 4 и вся часть 2 плунжера начнет подниматься. На части 2 лежит набивка, состоящая из кольцевого тела 14 из какого-либо сжимаемого материала, пропитанного маленькими шариками 15 из такого материала или состава, который может легко сжиматься во время работы насоса. Выпускные отверстия 16, устроенные в днище резервуара 12, позволяют шарикам набивки свободно притекать и останавливаться в кольцевом набивочном теле 14. Щели 10 устраиваются такой щирины, чтобы, допуская свободный сток поднятой жидкости, они все я;е препятствовали проходу внутрь трубы элементов набивки; для отклонения набивки нижние концы щелей скошены, чтобы направлять попавшие в щели элементы набивки наружу в канавки.

Работа насоса происходит обычным образом. Элементы набивки укладываются в рабочий цилиндр с выходного его конца и, под влиянием собственной тяжести, опускаются в цилинд|:е до плунжера; затем они входят в канавки 9 и направляются по ним через отверстия 14 в резервуар 12, где и собираются, наполняя его, пока насос будет спущен в скважину. Если пространство под резервуаром свободно, то набивка пе останется в нем, а немедленно пройдет через отверстие 16 и расположится на части 14. Тогда при работе поршня опускание нижней его части будет остановлено

упором в неподвижную клапанную вставку (клетку) или иного рода упор, имеющийся в нижней части цилиндра, в то время как верхняя часть поршня будет опускаться до упора в набивку, лежащую на верхней части плунжерной части 2, причем от этого удара набивка будет сжиматься и закроет щель между плунжером и стенками цилиндра.

Если плунжер будет вынут из цилиндра, набивка вынимается вместе с ним, и все части ее, которые могли еще остаться в резервуаре, будут удерживаться в нем, когда плунжер вытягивается на поверхность, постольку, поскольку шарики стремятся наполнить отверстие 16 и закрыть выход, за исключением того случая, когда шарики потревожены сотрясением от удара верхней части плунжера по иижней его части. Устройством резервуара достигается возможпвсть иметь некоторый начальный запас набивки, которая автоматически опускается своею тяжестью через отверстие 16 по мере сжатия или расходования нижележащей набивки, так что насос исправно снабжен набивкой и автоматически предохранен от утечки, и работа может продолжаться в течение долгого времени без ухода за набивкой. Когда плунжер поднят до верха колодца, втулка 8 снимается, после чего плоская пластинка ключа вставляется в вырезы,5. Поворотом этой пластинки или ключа можно вынуть трубу 4 из нижней части 2 плунжера, в результате чего части 2 и 7 будут отделены друг от друга. Шарики легко опускаются собственной своею тяжестью по канавкам 9 и сжимаются, в то время как часть 14 служит задержкой, предупреждающей утечку шариков вокруг нижней плунжерной части. По мере добавления шариков из резервуара они сжимаются и тесно связываются с телом 14.

В устройстве по фиг. 5-8 рабочий цилиндр 100 в нижнем своем конце снабжен клапаном 102. Насос имеет в нижнем конце трубы 104 вставку 103 и чашечки 105 для набивки, расположенные вокруг этой трубы выше вставки, причем эти чащки, плотно входя в ци-. линдр, предупреждают возможность обратного течения. Над чашками 105 к трубе 104 прикреплен воротник 106, а над ним иа трубу насаясен пружинящай

-удор 107, ;Котор,ый под давлен: ем может .слегка передвигаться; труба окружена спиральной пружиной 108 меясду.воротником 106 и упором 107, который удерживается ею в своем верхнем положепии. В верхнем конце трубы 104 наглухо укреплена втулка 109, входящая в верхнюю часть 110 и снабженная наружным кольцевым выступом 111, который может скользить по верхней части ПО, допуская таким образом движение между частями насоса Это движение ограничивается внутренннм кольцевым выступом 112 на нижнем конце части ПО, упираюп имся в выступ 111. В нижнем конце трубы ПО имеется воротник 113, диаметр коего меньше внутреннего диаметра рабочего цилиндра, так что он может свободно двигаться в нем, а на наружной его поверхности расположены вертикальные канавки 114, причем следует иметь в виду, в особенности по отношению к фиг. 4, что нижний конец трубы ПО присиособлен к тому, чтобы упираться в верхни край трубы 104. К трубе ПО прикреплены головка 115 и клапанная коробка 116, в которой находится обыкновенный шаровой клапан, причем обычного вида штанга 118 прикреплена к верхнему концу коробки 116. Для выхода нефти в этой коробке предусмотрены выпускные отверстия 119, а по окружности головки и коробки устроены вертикальные канавки 120. Верхний конец рабочего цилиндра снабжен обычной головкой (крышкой) 121 с боковым отверстием 122.

Подъем нефти из скважины производится так же, как и в обычных насосах. Когда нефть достигает клапанной коробки 116, то при отпускании поршня она, проходя через эту коробку, будет собираться в цилиндре, а следующий подъем поршня поднимет ее к отверстию 122. Когда нефть выходит из отверстий 119, то она стремится собраться в цилиндре и течь обратно вокруг труб насоса, для предупреждения чего вокруг верхней части трубы 104 выше упора 107 устроена уполотняющая набивка 123 из маленьких шариков такого диаметра, чтобы они могли свободно проходить по канавкам 120 и 114 и останавливаться, ложась на верхний край упора 107. Шарики вводятся в рабочий цилиндр через

выходное отверстие 122 или какое-либо другое отверстие, сделанное для этой цели в подходящем месте головки 121; при этом работа насоса не прерывается. Благодаря некоторому мертвому ходу частей 109, 111 и П2 верхняя часть насосной труби получает возможность небольшого передвижения вниз, не увлекая с собой нижней трубы 104; это отдельное движение позволит воротнику 113 или канавке 114 удариться о набивку 123, прижимая ее к упору 107. Набивка делается из материала, легко поддающегося сясатию в этих условиях (например, из свинца). Когда уменьшение потока нефти, вытекающей из верхней 1оловки, укажет на то, что набивка сделалась уже неудовлетворительной, добавляют вновь некоторое ее количество через голову цилиндра; добавленная набивка опускается сама по канавкам 120 и 114 к упору 107 или к набивке, которая уже лежит на этом упоре. После этого при первом опускании порщня насоса эта набивка подвергнется сжатию, а при поднятий его часть ПО своим выступом 112 придет в соприкосновение с заплечиком 111, так что нижняя труба 104 поднимется вместе с частью ПО и обе трубы будут совместно совершать свою работу обычным порядком, заставляя нефть течь в трубу 104.

Пружина 108 служит для смягчения удара плунжерной части ПО в трубу 104, так что, хотя набивка и сжимается, все же опасность поломки движущихся частей устраняется.

Предмет патента

. Плунжер для глубокого насоса, отличающийся тем, что он составлен 1) из навинченной на штангу насоса верхней части 7 (фиг. 1-4), снабженной внутренними кольцевым выступом Пи имеющей ряд вертикальных канавок 9, сог.бщающихся посредством отверстий 13 с резервуаром 12, образованным уширением части 7 и имеюшим в днище отверстия 16, и 2) из нижней части 2, навинченной на трубу 4, которая входит своим верхним концом, снабженным заплечиком 6, внутрь части 7, каковое устройство предназначено для возможности пополнения, без остановки работы насоса, набивки плунжера, зажимаемой

между частями 7 и 2 и для уплотнения ее, путем придания последним некоторого мертвого хода друг относительно друга.

2. Форма выполнения плунжера по п. 1, отличающаяся применением на нижней части 104 (фиг. 5-8) пружиня.

щего упора 107, а на верхней части 110- воротника 118 и расположенных над ним головки 115 и клапанной коробки 116, снабженных вертикальными канавками 114 и 120 для пропускания элементов набивки в пространство между упорами 107 и воротником 113.

к патенту ин-ца Джона Куллен

Л2/

Л

fOO

фиг.

Ю4

/02

фИГб//9

гс

ф№п:

03

о

//

фиг.д

l|t- /A;S

//# В омана № Н(5981