ГЛУБИННО-НАСОСНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к области горной промышленности, а именно к насосам для добычи жидких полезных ископаемых из скважин.
Известны насосные установки, содержащие корпус и механизм перекачивания жидкости из скважины на поверхность в виде плунжера с клапанами, приводимый в действие с поверхности (пат. РФ №2052665 МПК F04B 47/02, опубл. 20.01. 1996 г.).
Недостатком известных установок является громоздкость конструкции и низкая производительность.
Известна также насосная установка, содержащая колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) с корпусом насоса, закрепленном на нижнем торце НКТ, механизм перекачивания жидкости из скважины на поверхность в виде рабочих колес, закрепленных на валу, соединенном с погружным электродвигателем для приведения механизма в действие, с клапанами, с кабелем для подвода электроэнергии, и с электродом в полости НКТ, питаемым с поверхности (пат. РФ №2327030 МПК E21B 43/00, опубл. 27.07.2007 г. - прототип).
Недостатком этой конструкции, выбранной нами в качестве прототипа по большинству совпадающих признаков, является громоздкость механизма перекачивания.
Задачей, решаемой с использованием заявленного устройства, является упрощение конструкции и повышение производительности.
Техническая сущность устройства заключается в том, что в известной насосной установке, включающей колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) с корпусом насоса, закрепленном на нижнем торце НКТ, с механизмом перекачивания жидкости из скважины на поверхность с клапанами, с кабелем для подвода электроэнергии, и с электродом, питаемым с поверхности, механизм перекачивания выполнен в виде сильфона, а электрод размещен в полости сильфона и снабжен электроразрядником.
Выполнение механизма перекачивания в виде металлического сильфона обеспечивает возвратно-поступательное движение, в результате которого происходит последовательное увеличение и уменьшение рабочей камеры насоса, т.е. происходит цикл нагнетания и всасывания жидкости.
Размещение электрода в полости сильфона и снабжение его электроразрядником обеспечивает пульсирующее изменение давления рабочей жидкости, вызывающее возвратно поступательное движение торца сильфона.
Заявляемое устройство содержит колонну НКТ 1, соединенную с корпусом 2 насоса посредством напорного патрубка 3. Нагнетательный 4 и всасывающий 5 шариковые клапана установлены в верхней части корпуса насоса 2. Металлический сильфон 6 нижней частью закреплен в корпусе насоса 2. верхний торец 7 сильфона заглушен. В полости сильфона, заполненного рабочей жидкостью 8, установлены электроды 9 и 10, подключенные к электроразряднику 11. Электрический кабель 12 закрепляется на трубах НКТ хомутами и подключается к электроразряднику 11.
Заявленное устройство работает следующим образом:
При включении питания по кабелю 12 электрическая энергия подводится к электроразряднику 11, который генерирует циклические разряды между электродами 9 и 10.
Вследствие циклических электрических разрядов в рабочей жидкости 8, между электродами 9 и 10 образуется плазменная зона 13 и затем в этой зоне практически мгновенно возникает парогазовая полость 14 высокого давления, с энергией в десятки раз - больше чем потраченная на электрический разряд в ней. Эта выделенная в процессе электрической молнии и ЭГД-удара - энергия давления пара приводит к волнам высокого давления в рабочей жидкости 8 и перемещению (вытягиванию) сильфона 6. В рабочей камере насоса происходит цикл нагнетания откачиваемой жидкости через открывшийся нагнетательный клапан 4.
После каждого импульсного электрического разряда вследствие интенсивного схлопывания кавитацонных пузырьков, объем рабочей жидкости 8 уменьшается, сильфон 6 возвращается в первоначальной положение (сжимается) и происходит цикл всасывания через открывшийся всасывающий клапан 5, при закрытом нагнетательном клапане 4.
Подачу насоса регулируют частотой импульсов напряжения, их амплитудой и длительностью импульсов.
Технико-экономическая эффективность заключается в следующих преимуществах предлагаемой установки:
1. Малые габариты (диаметр 50 мм, длина <1 м) значительно облегчают их применение в искривленных скважинах
2. Возможность эксплуатации скважин с низким дебитом (до 20 т/сут)
3. Отсутствие трущихся деталей и неметаллических материалов позволяет перекачивать жидкости с содержанием мехпримесей.
4. За счет кавитации в полости сильфона рабочая жидкость разогревается, что приводит к подогреву и снижению вязкости перекачиваемой жидкости.
5. Подвод энергии к насосу осуществляется по электрическому кабелю.
6. Автоматическое плавное регулирование подачи насоса и контроль за его работой.