Манжетный плунжер скважинного штанговогоНАСОСА Советский патент 1981 года по МПК F04B53/14 F04B47/00 

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к скважин ным штанговым насосам, а именно к и манжетнь1м плунжерам, и может быть использовано при откачке нефти из скважин. Известен манжетный плунжер скважинного штангового насоса, содержащий трубчатый стержень, установленн в нижней части плунжера нагнетатель ный клапан, в корпусе которого разм щен запорный элеумент, распорные и уплотнитель.ные кольца с взаимодейстзвующими коническими поверхностяМИ, а также установленный на трубчатом стержне с возможностью осевого перемещения подпружиненный раз щитель с уплотнителем ГП. Недостаток известного манжетного плунжера состоит в том, что деформация уплотннтельных колец осуществляется только под воздействием силы пружины, приводимой в рабочее (сжатое) положение непосредственно при сборке плунжера на поверхности. В процессе работы уплотнительные кольца изнашиваются, что приводит к уменьшению их высоты и силы сжатия их пружиной, а , следовательно, к увеличению зазора между контактирующими поверхностями пары цилиндрплунжер насоса. Это, в свою очередь, приводит к увеличению утечки откачиваемой ясидкрсти через з еличивающийся зазор пары цилиндр-плунжер и к снижению производительности скважинного штангового насоса в целом. Кроме того, конструкция известного манжетного плунжера слож- на и не позволяет обеспечить необходимую герметичность мест стыка взаимодействующих разобщителя и распорных и уплотнительных колец, что снижает надежность и долговечность конструкции плунжера. Цель изобретения - повьппение надежности и долговечности манжетного плунжера скважинного штангового

насоса путем снижения утечек откачиваемой жидкости через зазор пары плунжер-Цилиндр насоса и упрощение конструкции самого плунжера.

Указанная цель достигается тем, что между внутренними поверхностями подпружиненного разобщителя распорных и уплотнительных колец и поверхностью трубчатого стержня образована камера, гидравлически связанная с подпружиненной полостью цилиндра насоса посредством радиальных и осевых каналов, выпол-, ненных, соответственно, к прилега- ,ющем к корпусу клапана распорном .кольце и корпусе клапана.

На чертеже изображен манжетный плунжер скважинного штангового насоса, продольный разрез.

Манжетный плунжер содержит набор распорных и поочередно установленных между ними уплотнительньк 2 колец с взаимодействующими коническими поверхностями, расположенных на трубчатом стержне 3, причем в нижней части плунжера установлен нагнетательный клапан 4, в корпусе 5которого размещен запорный элемент 6. Крайнее Hi-жнее распорное кольцо указанного набора прилегает к корпусу 5 нагне тательного клапана 4, а верхним элементом в этом наборе является разобщитель 7 с уплотнителем 8, установленный на трубчатом стержне 3 с возможностью осевого перемещения и подпружиненный относительно трубчатого стержня. 3 с помощью пружины 9. Сверху плунжер снабжен колонной насосных штанг (на чертеже не показана).

В крайнем нижнем распорном кольце э прилегающем к корпусу 5 нагнетательного клапана 4, выполнены радиальные каналы 10, а в корпусе клапана - осевые каналы 11. Между внутренними поверхностями подпружиненного разобщителя 7, распорных 1 и уплотнительных 2 колец и наружной поверхностью трубчатого стержня 3 образована камера 12, гидравлически связанная с подплунжерной полостью цилиндра насоса (на чертеже не показана) посредством радиальных 10 и осевых 11 каналов.

Устройство работает следующим образом.

При ходе колонны насосных штанг и вместе с ней плунжера вверх, т.е. при всасьгоании жидкости в цилиндр насоса и подачи откачиваемой жидко840458

сти из надплунжерной полости в колонну насосных труб (на чертеже не показаны) и далее на поверхность, на разобщитель 7 сверху действует давление гидростатического столба откачиваемой жидкости в насосных трубах, а снизу из-за гидравлической связи камеры 12 с подплунжерной полостью цилиндра насоса давление, равное давлению под плунжером насоса, т,е. давление на приеме насоса, которое ниже давления гидростатического столба жидкости в насосных трубах. Вследствие возникающей разности давлений на подпружиненный разобщитель 7, образуется сила, сжимающая набор распорных 1 и уплотнительных 2 колец, обеспечивая надежное уплотнение манжетного .плунжера вцилиндре насоса, даже в случае происходящего в процессе работы насоса износа уплотнительных колец 2. При этом нагнетательньй клапан 4 закрыт.

При ходе колонны насосных штанг, а вместе с ней и плунжера вниз, происг

ходит переток жидкости из подплунжерной полости насоса в его надплунжерную полость через открывшийся запорный: элемент 6 нагнетательного клапана 4,/т.е. процесс аналогичный процессу, происходящему в стандартных скважинных штанговых насосах со стандартными конструкциями манжетных и обычных плунжеров.

Использование изобретения позволит упростить конструкции манжетного плунжера и снизить утечку жидкости в паре цилиндр - плунжер скважинного штангового насоса, что, в свою очередь, будет способствовать повьш ению надежности, долговечности работы плунжера и насоса в целом. Все это повысит и эффективность работы насоса.

Формула изобретения

Манжетный плунжер скважинного штангового насоса, содержащий трубчатый стержень, установленный в нижней части плунжера нагнетательный клапан, в корпусе которого размещен запорный элемент распорные и уплотнительные кольца с взаимодействующими коническими поверхностями, а также установленный на трубчатом стержне с возможностью осевого перемещения подпружиненн1б1й разобщитель с уплотни5840458

телем, отличающийся тем, чтЪ, с целью повьшения надежности и долговечности путем снижения утечек откачиваемой жидкости и упрощения конструкции, между внутренними поверхностями подпружиненного разобщителя распорных и уплотнительных колец и наружной поверхностью трубчатого стержня образована камера, гидравлически сообщенная с подплунжерной полостью цилиндра насоса посредством радиальных и осевых каналов, выполненных, соответственно, в прилегающем к корпусу клапана распорном кольце и корпусе клапана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СССР № 10150, кл. F 04 В .21/04, 1928.

8