Электромагнитный скважинный насос Советский патент 1982 года по МПК F04B43/04 F04B17/04 

(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ СКВАЖИННЫЙ НАСОС

1

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к электромагнитным скважинным насосам, и может быть ис-пользовано для добычи нефти из глубоких скважин.

Известен электромагнитный скважинный насос для откачки нефти, содержащий корпус, установленный в нем рабочий орган с изменяющимся объемом, сливную полость, всасывающую и нагнетательную линии с системой клапанов, индуктор бегущего магнитного поля, охваченный обечайкой, и расположенный в зоне действия индуктора жидко металл и чески и порщень, объем рабочей, части которого, расположенной в .зоне действия индуктора, меньще изменяющегося объема рабочего органа 1.

Недостаток известного электромагнитного скважинного насоса состоит в низкой эффективности его работы.

Цель изобретения - повышение эффективности насоса в работе.

Указанная цель достигается тем, что в насосе сливная полость снабжена размещенной в ней камерой с изменяющимся объемом, превышающим объем рабочей части жидкометаллическогр порщня, расположенной в зоне действия индуктора, а жидкометаллический поршень заключен в кожух, при этом камера установлена со стороны одного из торцов кожуха соосно с поршнем.

При этом рабочий орган и камера с изменяющимися объемами выполнены в виде сильфонов, причем рабочий орган расположен соосно с поршнем со стороны противоположного камере торца кожуха, а камера сообщена со всасывающей и нагнетательной линиями.

10

Кроме того, камера с изменяющимся объемом выполнена герметичной, заполнена газом с избыточным давлением и охвачена жесткой оболочкой, связанной с жидкометаллическим порщнем.

На фиг. 1 схематично представлен элек15тромагнитный скважинный насос, общий вид; на фиг. 2 - то же, вариант его исполнения.

Электромагнитный скважинный насос включает корпус 1, установленный в нем

20 рабочий орган 2 с изменяющимся объемом, сливную полость 3, всасывающую 4 и нагнетательную 5 линии с системой входных и выходных клапанов соответственно 6 и 7, индуктор 8 бегущего магнитного поля, охваченный обечайкой 9, и расположенный в зоне действия индуктора 8 жидкометаллический поршень 10, объем YI рабочей части которого, расположенной в зоне действия индуктора 8, меньше изменяющегося объема V2 рабочего органа 2. Сливная полость 3 снабжена размещенной в ней камерой 11 с изменяющимся объемом 2 , превышающим объем Vt рабочей части жидкометаллического поршня, расположенной в зоне действия индуктора 8, а жидкометаллический поршень 10 заключен в. кожух 12. Индуктор 8 бегущего магнитного поля снабжен обмоткой 13, которая посредством кабеля 14 подсоединена к источнику питания (не показан). Кожух 12 в зоне действия индуктора 8 выпол.нен в виде винтовой спирали 15 (фиг. 1). Для усиления магнитного поля коаксиально индуктору 8 установлен дополнительный магнитопровод 16, охватывающий винтовую спираль 15 индуктора. Нагнетательная линия 5 выведена в общую выдачную трубу 17. Рабочий орган 2 и камера 11 с изменяющимися объемами выполнены в виде сильфонов 18, причем рабочий орган 2 расположен соосно с поршнем 10 со стороны противоположного камере 11 торца кожуха 12, а камера 11 сообщена со всасывающей 4 и нагне .тательной 5 линиями. В варианте конструкции электромагнитного скважинного насоса (фиг. 2) камера 11 с изменяющимся объемом, расположенная на выходе из насоса, выполнена герметичной, заполнена газом, с избыточным давлением и охвачена жесткой оболочкой 19, связанной с жидкометаллическим поршнем 10 Электромагнитный насос двойного действия (фиг. 1) устанавливается в обсадной колонне скважины (не обозначена) и работает следующим образом. При подаче напряжения на обмотку 13 индуктора 8 жидкий металл, находящийся в полости рабочего органа 2 и частично в винтовой спирали 15 жидкометаллического поршня 10, под действием бегущего магнитного поля поднимается по спирали и заполняет камеру 11, являющуюся также рабочим органом. В это Время в рабочем органе 2 создается разрежение и под деиствием стенок сильфона 18, в виде которого выполнен рабочий орган 2, объем полости последнего уменьшается. В полости же корпуса 1, в месте установки рабочего органа 2, выполненного в виде сильфона 18, также создается разрежение и под .давлением столба жидкости в скважине открывается расположенный на входе в рабочий орган 2 входной клапан 6, а жидкость заполняет освободившееся пространство указанной полости. При этом входной клапан 6 со стороны камеры 11 закрывается, а пластовая жидкость из полости между корпусом 1 насоса и камерой 1 i поступает в нагнетательную линию 5 и далее - в общую Быдачную трубу 17. При переключении ни-дуктора 8 на реверс жидкий металл из камеры 11, выполненной в виде сильфона 18, перекачивается в рабочий орган 2. Объем камеры 11 уменьшается, входной клапан 6 на входе в камеру 11 открывается и жидкость из скважины заполняет сливную полость 3. В это время объем рабочего органа 2 увеличивается по мере заполнения его жидким металлом, входной клапан 6 на входе в нее закрывается и пластовая жидкость по нагнетательной линии 5 поступает в общую выдачную трубу 17. Выполнение по торцам кожуха 12 рабочего органа 2 и камеры И с изменяющимися объемами в виде сильфонов 18, обеспечивает нормальный теплоотвод из рабочей зоны индуктора 8 благодаря многократной смене металла в этой зоне. Поскольку объем V2 камер 2 и 11 приблизительно в два раза превышает объем Vj жидкометаллического поршня 10 в рабочей зоне и пока происходит перекачка металла из одной камеры в другую по тракту с меньшим объемом, увеличивается релаксационный период для нормального открытия и закрытия входных 6 и выходных 7 клапанов. Электромагнитный насос (фиг. 2) устанавливается в обсадной колонне скважины и работает также как и насос по фиг. 1 только по принципу действия насоса одинарного действия. При этом на жидкий металл жидкометаллического поршня 10 оказывает воздействие избыточное давление газа арOf nf IXC TDJX 1ЛО LTTOriUi O TTOnn UTJ ГОПО ОГЧ гона в камере 11, охваченной жесткой оболочкой 19,.связанной с жидкометаллическим поршнем 10. Поскольку на вытесняемую пластовую жидкость действует суммарное давление (давление сжатого газа в камере и давление, развиваемое в жидком металле поршня), пластовую жидкость можно поднять на- большую высоту. Таким образом, выполнение жидкометаллического поршня 10 с рабочим органом 2 и камерой -11 по торцам, а также размещение в камере 11с изменяющимся объемом сильфона 18, заполненного газом с избыточным давлением, позволяет увеличить напор жидкости, предотвратить возможный разрыв жидкого металла поршня в момент вытеснения жидкости и устранить накопление газа, выделяющегося из откачиваемой жидкости. Формула изобретения 1. Электромагнитный скважинный насос для откачки нефти, содержащий корпус, установленный в нем рабочий орган с изменяющимся объемом, сливную полость, всасьн вающую и нагнетательную линии с системой клапанов, индуктор бегущего магнитного поля, охваченный обечайкой и расположенный в зоне действия индуктора жидкометаллический поршень, объем рабочей ч-ас