СКВАЖИННЫЙ НАСОС С ПЛАШЕЧНЫМ УПЛОТНЕНИЕМ

СКВАЖИННЫЙ НАСОС С ПЛАШЕЧНЫМ УПЛОТНЕНИЕМ


RU (11) 2044162 (13) C1

(51) 6 F04B53/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 92007695/29 
(22) Дата подачи заявки: 1992.11.24 
(45) Опубликовано: 1995.09.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Справочная книга по добыче нефти. /Под ред.Ш.К.Гиматудинова, М.: Недра, 1974, с.318-319. 2. Авторское свидетельство СССР N 1028874, кл. F 04B 21/04, 1980. 
(71) Заявитель(и): Корнев Борис Петрович; Никифоров Сергей Николаевич; Шопов Иван Иванович 
(72) Автор(ы): Корнев Борис Петрович; Никифоров Сергей Николаевич; Шопов Иван Иванович 
(73) Патентообладатель(и): Корнев Борис Петрович; Никифоров Сергей Николаевич; Шопов Иван Иванович 

(54) СКВАЖИННЫЙ НАСОС С ПЛАШЕЧНЫМ УПЛОТНЕНИЕМ 

Сущность изобретения: плашки вставлены в канавки, расположенные на наружной поверхности плунжера, и имеют такую же кривизну наружной поверхности, как цилиндр и пружины, на которые опираются плашки. Накладки установлены на плашки заподлицо с их наружной поверхностью и удерживаются цилиндром. Посадочным местом на плашках являются радиальная и осевая полки, поверхности которых совпадают с торцевой и внутренней поверхностями накладок. Торец плашек и свободный торец накладок лежат на одной радиальной плоскости. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для откачки жидкости из глубоких скважин.

Известен скважинный насос, в котором высокая герметизирующая способность пары плунжер-цилиндр достигается за счет установки на плунжере самоуплотняющихся резиновых, пластмассовых и прочих колец, имеющих относительно большую упругую деформацию [1]

Недостатком этого насоса является быстрый износ уплотнительных элементов, работающих в условиях абразивной среды при больших контактных напряжениях.

Попытка замены эластичных колец на износостойкие стальные кольца не дали положительных результатов из-за малого допустимого износа их, при котором сохраняется хорошая герметичность.

Известен скважинный насос, содержащий плунжер, на наружной поверхности которого имеются углубления с размещенными в них подпружиненными стальными уплотнительными плашками [2]

На плунжере установлены поперечные тонкие шайбы, препятствующие сквозному протоку жидкости под плашками. Для создания лучшей герметичности пары плунжер-цилиндр диаметр поперечных шайб должен быть близок к диаметру цилиндра, а толщина шайб должна быть минимальной. Однако это требование приводит к тому, что при длительной работе насоса верхняя кромка шайб изнашивается, на ней образуются заусенцы и загибы, которые мешают перемещению плашек, а это приводит к их заклиниванию и снижению герметичности. В связи с этим известный насос имеет ограниченную продолжительность работы с высокой герметичностью пары плунжер-цилиндр.

Технической задачей изобретения является увеличение межремонтного периода работы скважинного насоса, во время которого сохраняется его высокая герметизирующая способность.

Эта задача решается тем, что скважинный насос с плашечным уплотнением, содержащий цилиндр, клапаны, плунжер с канавками на наружной поверхности, плашки, вставленные в канавки и имеющие такую же кривизну наружной поверхности как цилиндр, и пружины, на которые опираются плашки, снабжен накладками, посаженными на плашки заподлицо с их наружной поверхностью и удерживаемыми на них цилиндром, а посадочным местом на плашках являются радиальная и осевая полки, поверхности которых совпадают с торцовой и внутренней поверхностями накладок, при этом торец плашек и свободный торец накладок лежат на одной радиальной плоскости.

На фиг. 1 показан скважинный насос с плашечным уплотнением; на фиг. 2 узел I, где плашка и накладка, установленные в канавку плунжера, контактируют с цилиндром.

Скважинный насос содержит плунжер 1, цилиндр 2, нагнетательный клапан 3, приемный клапан 4, фильтр 5. На плунжере в канавках 6 установлены плашки 7, а на них посажены накладки 8. Посадочным местом на плашке являются радиальная полка 9 и осевая полка 10. Плашки опираются на пружину 11.

Насос спущен в скважину на штангах 12 и размещен в насосно-компрессорных трубах 13 на коническом седле 14.

Канавки 6 являются кольцевыми расточками на плунжере, их число зависит от требуемой герметичности насоса, т.е. от глубины скважины (высоты подъема жидкости), и может быть от 5 до 20. Для больших глубин скважин число канавок 6 на плунжере 1 должно быть максимальным. По длине плунжера канавки 6 размещены либо равномерно, как показано на фиг. 1, либо сгруппированы по краям, в центре или отдельными участками. Выбор размещения канавок связан с кривизной скважины.

Число плашек 7 в каждой канавке 6 устанавливается от 3 до 6 штук. Меньшее или большее количество плашек дает дополнительные утечки жидкости, так как в первом случае уменьшается по мере износа контактное давление и герметичность на концах плашки, а во втором увеличивается количество и величина зазоров между плашками. Накладки 8 размещены на стыках плашек 7. Их число соответствует числу плашек в канавке, может быть и меньше, но такое, которое обеспечивает перекрытие при самом неблагоприятном взаимном размещении плашек и накладок всех стыков плашек, кроме одного.

Полки 9 и 10 плашки 7 по геометрии поверхности совпадают с торцовой и внутренней поверхностью накладки 8, что обеспечивает беззазорное прилегание одной поверхности к другой.

Наружная поверхность накладок и поверхность плашек представляют собой единую цилиндрическую поверхность, диаметр которой точно равен диаметру цилиндра 2.

Свободный торец накладок и торец плашек, находящихся в кольцевой канавке 6, лежат на одной радиальной плоскости, что обеспечивает перекрытие канала для утечек жидкости из-под плашек вдоль нижней боковой стенки канавки 6.

Сборка насоса производится следующим образом.

На конец цилиндра 2 наворачиваются узел приемного клапана 4 и фильтр 5. Затем в цилиндр нижним концом вводится плунжер 1 с клапаном 3 и вдвигается в него до первой канавки 6. В канавку вставляются плашки 7 с пружиной 11, сажаются накладки 8 и вдвигаются в цилиндр 2 до следующей канавки 6. Операции повторяются столько раз, сколько намечено создать уплотнений для данного насоса, предназначенного к спуску в конкретную скважину. Сборка насоса может осуществляться с помощью монтажной втулки с последующей заменой ее цилиндром.

Во время работы насоса плунжер перемещается в цилиндре вверх-вниз. При ходе вверх под плунжером возникает пониженное давление, происходит всасывание жидкости в эту полость. Над плунжером в это время действует высокое давление. За счет перепада давления плашки 7 и накладки 8, прижатые к стенке цилиндра 2 пружинами 11, переместятся вниз до касания с нижней стенкой канавки 6. Таким образом, прямой проход для жидкости между плунжером и цилиндром будет закрыт: по цилиндрической контактной поверхности благодаря плотному прилеганию и точному соответствию геометрии контактирующих поверхностей цилиндра и плашек с накладками, по стыкам между плашками благодаря перекрытию их накладками и по радиальному зазору в канавке за счет прижатия к нижней стенке канавки одновременно двух торцов плашки и накладки.

При ходе плунжера вниз клапан 3 открывается, а клапан 4 закрывается. Давление над и под плунжером становится одинаковым. Плашки 7 и накладки 8 в это время не воспринимают осевую гидравлическую нагрузку и за счет трения занимают верхнее положение в канавке 6. Происходит перетекание жидкости из насоса в трубы через плунжер.

По мере износа плашек и накладок контакт между ними и цилиндром сохраняется за счет упругости пружины 11, а герметичность насоса не нарушается до тех пор, пока контакт по осевой полке 10 остается перекрытым нижней боковой стенкой канавки 6. Толщина накладок 8 конструктивно может быть взята в пределах 3-5 мм. Таким образом, в описываемом насосе высокая герметизирующая способность пары плунжер-цилиндр сохраняется длительное время допускается износ до 2-4 мм. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



СКВАЖИННЫЙ НАСОС С ПЛАШЕЧНЫМ УПЛОТНЕНИЕМ, содержащий цилиндр, клапаны, плунжер с канавками на наружной поверхности, плашки, вставленные в канавки и имеющие такую же кривизну наружной поверхности, как цилиндр и пружины, на которые опираются плашки, отличающийся тем, что он снабжен накладками, установленными на плашки заподлицо с их наружной поверхностью и удерживаемыми на них цилиндром, а посадочным местом на плашках являются радиальная и осевая полки, поверхности которых совпадают с торцевой и внутренней поверхностями накладок, при этом торец плашек и свободный торец накладок лежат на одной радиальной плоскости.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Насосы и компрессорное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+центробежный -насос".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "насос" будут найдены слова "насосы", "насосом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("насос!").



Рейтинг@Mail.ru