Вставной скважинный штанговый насос Советский патент 1982 года по МПК F04B47/00 

(54) ВСТАВНОЙ СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС

1

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к вставным скважинньш штанговым насосам и может быть использовано для добычи нефти при фиксации вставного насоса на заданной глубине скважины.5

Известен вставной скважинный штанговый насос, содержаш,ий рабочую пару плунжер-цилиндр, шток которой связан со штангами посредством муфты, замковую опору с опорным кольцом, установленным в корпу- ,Q се, спускаемом на. трубах, пружинный якорь, выполненный в виде пружины сжатия, опирающейся на упорную втулку и посадочный конус, расположенный на насосе 1.

Недостаток известной конструкции вставного скважинного штангового насоса состо- 15 ит в том, что для осуш.ествления ревизии его замковой опоры необходим подъем из скважины колонны труб. Кроме того, невозможно создание и удержание определенного усилия запрессовки и необходимость Q изготовления сопрягаемых поверхностей конуса и кольца с высокой точностью. Это, в свою очередь, снижает надежность работы и удобство эксплуатации устройства в целом.

Цель изобретения - повышение надежности работы и удобства эксплуатации вставного скважинного штангового насоса, а также герметичности замковой опоры.

Указанная цель достигается тем, что пружинный якорь установлен на насосе и дополнительно снабжен верхней и нижней крестовинами с расположенным между ними упругим распорным кольцом, имеюш,им продольную прорезь, и тонкостенной втулкой со шелями вдоль ее продольной оси, расположенной на упорной втулке, состоящей из сегментов, а корпус снабжен фиксатором пружинного якоря, выполненным в виде плашки с зубьями, стопорным кольцом и дистанционной втулкой, на которой установлена упомянутая плашка с зубьями, при этом шток плунжера снабжен буртом, взаимодействующим с нижней крестовиной для срыва якоря при подъеме насоса.

Тонкостенная втулка снабжена внутренним буртом и наружным конусным концом для взаимодействия соответственно с нижней крестовиной и упорной втулкой.

Посадочный конус выполнен из упругопластичного материала, например, низкоуглеродистых сталей, цветных металлов, пластмасс или резин.

На фиг. 1 представлен вставной скважинный штанговый насос, общий вид; на фиг. 2 момент посадки насоса в замковую опору; на фиг. 3 - момент срыва насоса из замКОБОЙ опоры.

Описываемый насос 1 содержит рабочую пару плунжер-цилиндр 2, шток 3, который связан со штангами 4 посредством муфты 5, замковую опору (на чертеже не обозначена) с огюрным кольцом 6, установленным в корпусе 7, спускаемом на трубах 8, пружинный якорь 9, выполненный в виде пружины сжатия, составленной из конусных колец и открывающейся на упорную, втулку 10 и посадочный конус 11, расположенный на насосе 1. Пружинный якорь 9 также установлен на насосе 1 и дополнительно снабжен верхней 12 и нижней 13 крестовинами с расположенным между ними упругим, выполненным из пружинной стали, распорным кольцом 14, имеющим продольную прорезь 15, и тонкостенной втулкой 16 со щелями 17 вдоль ее продольной оси, расположенной на упорной втулке 18, состоящей из сегментов (на чертеже не обозначены), удерживаемых вместе пружинным проволочным кольцом (не показано). Распорное кольцо 14 установлено на тонкостенной втулке 16, которая снабжена внутренним буртом 19 (фиг. 2, 3) и наружным конусным концом 20 для взаимодействия соответственно с нижней крестовиной 13 и упорной втулкой 18. Корпус 7 снабжен ф,иксатором 21 пружинного якоря 9 с дополнительными верхней 12 и нижней 13 крестовинами и расположенным между ними упругим распорным колЬцом 14, имеющим продольную прорезь 15, и тонкостенной втулкой 16 со щелями 17 вдоль ее продольной оси, расположенной на упорной втулке 18, состоящей из элементов, выполненных в виде плашки с зубьями 22, стопорного кольца 23 и дистанционной втулки 24, на которой установлена упомянутая плашка с зубьями 22. При этом шток 3 плунжера 25 снабжен буртом (не показан), образованным напрессовкой втулки 26 определенной длины на упомянутый щток 3 и. взаимодействующим с нижней крестовиной 19 для срыва якоря (позиции 9, 12-18) при подъеме насоса 1 (фиг. 3). Посадочный конус 11 выполнен из упруго-пластичного материала, например, низкоуглеродистых сталей, цветных металлов, пластмасс или резин. Благодаря прорези 15 кольцо 14 может уменьшать свой диаметр. Наличие щелей 17 ослабляет тело тонкостенной втулки 16 и позволяет ей изменять свой диаметр. Замковая опора в сборе (на чертеже не обозначена) опускается в скважину на трубах 8, а насос 1 - на штангах 4 в корпус 7.

Посадка насоса 1 и его фиксация в замковой опоре осуществляется следующим образом (фиг. 2).

При достижении насосом 1 замковой опоры посадочный конус 11 садится на опорное кольцо 6 и движение насоса 1 вниз прекращается. Плунжер 25 перемещается вниз до тех по, пока муфта 5 не сядет на верхнюю крестовину 12. При дальнейщей разгрузке веса колонны щтанг 4 на якорь этот вес передается через распорное кольцо 14, тонкостенную втулку 16 и упорную втулку 18 на пружину якоря 9, сжимая последнюю. При этом тонкостенная втулка 16 и упорная втулка 18 перемещаются вниз на расстояние, равное высоте дистанционной втулки 24, которая и определяет величину усилия запрессовки.

Одновременно тонкостенная втулка 16 своим наружным конусным концом 20 расклинивает упорную втулку 18, диаметр которой увеличивается. Перемещаясь вниз, упорная втулка 18 садится на стопорное кольцо 23 опоры. С этого момента вес колонны штанг 4 передается ria трубы 8 и дальнейщего сжатия пружины пружинного якоря 9 не происходит.

Так как процесс разгрузки веса колонны штанг 4 на якорь продолжается, то наступает момент, когда распорное кольцо 14 благодаря продольной прорези 15 радиально сжимается и входит в тонко.стенную втулку 16 до упора нижней крестовины 13 в бурт 19 втулки 16. Упруго разжимаясь, распорное кольцо 14 распирает радиально втулку 16, прижимает ее боковую поверхность к зубьям плашки 22 опоры. Плашка 22 фиксирует втулку 16 от осевого перемещения под воздействием сжатой пружины пружинного якоря 9 после снятия нагрузки от веса колонны штанг 4 во время работы насоса 1. Таким образом, пружина пружинного якоря 9, сжатая в момент посадки на величину высоты дистанционной втулки 24, остается в сжатом состоянии, упираясь одним концом во втулку 16, а другим через упорную втулку 10 в насос 1, тем самым обеспечивается постоянство усилия запрессовки конуса 11 в опорное кольцо 6 замковой опоры. Герметичность узла посадки обеспечивается пластической деформацией материала конуса 11, который деформируясь, заполняет микронеровности сопрягаемой поверхности опорного кольца-6. Внутренняя поверхность тонкостенной втулки 16 и наружная поверхность распорного кольца 14 выполнены волнистыми и препятствуют случайному перемещению кольца 14 во время работы насоса 1. При работе насоса 1 втулка 26, напрессованная на шток 3 плунжера 25, не доходит до нижней крестовины 13. При подъеме насоса 1 (фиг. 3) втулка 26 упирается в нижнюю крестовину 13, выталкивает ее и распорное кольцо 14 из тонкостенной втулки 16, диаметр последней уменьшается и ее боковая поверхность срывается с зубьев плашки 22 - происходит срыв якоря и дальнейший подъем-насоса 1. Изобретение способствует сокращению продолжительности и стоимости ремонта скважины, так как исключается необходимость подъема труб для ревизии замковой опоры, а усилие запрессовки может быть дозировано в соответствии с механическими характеристиками материала посадочного конуса. Все это, в свою очередь, повышает надежность работы и удобство эксплуатации вставного скважинного штангового насоса. Формула изобретения 1. Вставной скважинный штанговый насос, содержащий рабочую пару плунжерцилиндр, шток которой- связан со штангами посредством муфты, замковую опору с опорным кольцом, установленным в корпусе, спускаемом на трубах, пружинный якорь, выполненный в виде пружины сжатия, опирающейся на упорную втулку и посадочный конус, расположенный на насосе, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и удобства эксплуатации, пружинный якорь установлен на насосе и дополнительно снабжен верхней и нижней крестовинами с расположенными между ними упругим распорным кольцом, имеющим продольную прорезь, и тонкостенной втулкой со щелями вдоль ее продольной оси, расположенной на упорной втулке, состоящей из сегментов, а корпус снабжен фиксатором пружинного якоря, выполненным в виде планки с зубьями, стопорным кольцом и дистанционной втулкой, на которой установлена упомянутая плашка с зубьями, при этом,шток плунжера снабжен буртом, взаимодействующим с нижней крестовиной для срыва якоря при подъеме насоса. 2.Насос по п. 1, отличающийся тем, что тонкостенная втулка снабжена внутренним буртом и наружным конусным концом для взаимодействия соответственно с нижней крестовиной и упорной втулкой. 3.Насос по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью повышения герметичности замковой опоры, посадочный конус выполнен из упруго-пластичного материала, например, низкоуглеродистых сталей, цветных металлов, пластмасс или резин. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР JVb 538154, кл. F 04 В 47/00, 1975. ,

фиг.д