ПРИВОД ПОГРУЖНОГО ПЛУНЖЕРНОГО НАСОСА
BOREHOLE PLUNGER PUMP DRIVE

Изобретение относится к области гидравлических машин объемного вытеснения, в частности к конструкции привода погружных плунжерных насосов, применяемых для добычи пластовых жидкостей с больших глубин, преимущественно в нефтедобыче.
Из уровня техники известен привод погружного плунжерного насоса, выполненный в виде цилиндрического линейный асинхронного двигателя, состоящий из корпуса с высокопроводящим покрытием, на внутренней поверхности, и цилиндрического индуктора с многофазной обмоткой, смонтированного внутри корпуса с возможностью осевого перемещения (см. патент RU №2266607 С2, H02K 41/025, публ. 10.10.04).
Недостатком данного привода является то, что для повышения тягового усилия, необходимо масленое охлаждение двигателя, а это требует применения сложной системы его герметизации.
Из уровня техники также известен привод погружного плунжерного насоса, выполненный виде линейного электродвигателя, имеющего цилиндрический корпус с концевой пробкой, внутри которого размещены статор и головка возвратно-поступательного действия, состоящая из вала, с установленными на нем постоянными магнитами и магнитопроводящими сердечниками, у которого полости, образовавшиеся внутри корпуса и разделенные между собой статором и головкой возвратно-поступательного действия, заполняются пластовой жидкостью (см. евразийский патент №009268 В1, F04B 47/06, публ. 28.12.07). Данная конструкция привода выбрана в качестве прототипа.
Недостатком данного привода является то, что полости, образовавшиеся внутри корпуса и разделенные между собой статором и головкой возвратно-поступательного действия, сообщаются с затрубным пространством через сетчатые трубы и при работе в них постоянно поступает пластовая жидкость. Это отрицательно сказывается на долговечности и надежности привода, особенно при работе в скважинах с большим содержанием механических примесей, поскольку происходит интенсивный износ головки возвратно-поступательного действия, а при попадании в полости крупных частиц может произойти ее заклинивание. Кроме того, затруднено охлаждение средней части головки возвратно-поступательного действия, что также отрицательно сказывается на надежности привода.
Технический результат, достигаемый при осуществлении заявленного изобретения, заключается в повышении долговечности и надежности привода при работе в скважинах с большим содержанием механических примесей.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в приводе погружного плунжерного насоса, выполненном виде линейного электродвигателя, имеющего цилиндрический корпус с концевой пробкой, внутри которого размещены статор и головка возвратно-поступательного действия, состоящая из вала, с установленными на нем постоянными магнитами и магнитопроводящими сердечниками, у которого полости, образовавшиеся внутри корпуса и разделенные между собой статором и головкой возвратно-поступательного действия, заполняются пластовой жидкостью, вал головки возвратно-поступательного действия выполнен полым и через радиальные отверстия соединяет между собой полости, образовавшиеся внутри корпуса, при этом, по крайней мере, одна из полостей сообщается с затрубным пространством через фильтрующий элемент.
В частных случаях реализации изобретения вал головки возвратно-поступательного действия может быть выполнен со сплошным удлинителем, проходящим сквозь концевую пробку, снабженную опорой скольжения и уплотнительной манжетой, внутри фильтрующего элемента могут быть размещены ингибиторы коррозии и солеотложения, а полости, образовавшиеся внутри корпуса, могут быть предварительно заполнены очищенной жидкостью, которая соответствует пластовой жидкости. Осуществление изобретения
На фиг.1 показан продольный разрез привода погружного плунжерного насоса.
Привод погружного плунжерного насоса 1, выполнен в виде линейного электродвигателя, который имеет цилиндрический корпус 9 с концевой пробкой 14. Внутри корпуса размещены статор 8 и головка возвратно-поступательного действия 7, состоящая из полого вала 17, с установленными на нем постоянными магнитами и магнитопроводящими сердечниками (не обозначены). Полости А и В, образовавшиеся внутри корпуса 9 и разделенные между собой статором 8 и головкой возвратно-поступательного действия 7, сообщаются между собой через полый вал 17 и радиальные отверстия 6 и 10. Полый вал 17 имеет сплошной нижний удлинитель 11 и сплошной верхний удлинитель 16. Нижний удлинитель 11 проходит сквозь концевую пробку 14, снабженную опорой скольжения 15 и уплотнительной манжетой 18. Верхний удлинитель 16 проходит сквозь крышку 3, снабженную опорой скольжения 15 и уплотнительной манжетой 18, и соединяет головку возвратно-поступательного действия 7 с плунжером насоса 1. В нижней части 12 корпуса 9 установлен буфер 13, под которым образована полость С. Полость А, через каналы в крышке 5 и фильтрующий элемент 4, сообщается с затрубным пространством. Плунжерный насос 1 сообщается с затрубным пространством через приемную решетку 2.
Работает привод погружного плунжерного насоса следующим образом. При опускании насосной установки в скважину пластовая жидкость, пройдя через фильтрующий элемент 4, очищается от механических примесей и по каналам в крышке 5 поступает в полость А, откуда через радиальное отверстие 6, полый вал 17 и радиальное отверстие 10 попадает в полости В и С. После включения линейного электродвигателя, головка 7 начинает совершать возвратно-поступательные движения, приводя в действие плунжерный насос 1. При движении головки возвратно-поступательного действия 7 вверх объем полости А уменьшается, а объем полости В увеличивается и жидкость, через полый вал 17 и радиальные отверстия 6 и 10, перетекает из полости А в полость В. При движении головки возвратно-поступательного действия 7 вниз объем полости А увеличивается, а объем полости В уменьшается и жидкость, через полый вал 17 и радиальные отверстия 6 и 10, перетекает в обратном направлении. Перетекание жидкости по полому валу 17 обеспечивает эффективное охлаждение средней части головки 7. Благодаря наличию нижнего удлинителя 11, суммарный объем полостей А, В и С, в процессе работы привода не меняется, поэтому обратно в фильтрующий элемент 4 жидкость на выдавливается, что сокращает гидравлические потери в приводе. Мелкие абразивные частицы, которые могут пройти через фильтрующий элемент, а также продукты естественного износа, оседают в полость С.
При работе в особо сложных условиях, внутри фильтрующего элемента 4 могут быть размещены ингибиторы коррозии и солеотложения, что дополнительно повысит долговечность и надежность привода. Кроме того, полости внутри корпуса, могут быть предварительно заполнены очищенной жидкостью, которая соответствует пластовой жидкости, на пример водой или нефтью, при этом пластовая жидкость из затрубного пространства будет поступать через фильтрующий элемент 4 только для компенсации возможных утечек.
Заявляемая конструкция привода погружного плунжерного насоса обеспечивает повышение долговечности и надежности привода, особенно при работе в скважинах с большим содержанием механических примесей, благодаря заполнению полостей внутри корпуса очищенной пластовой жидкостью и эффективному охлаждению головки возвратно-поступательного действия.