Замковая опора вставного штангового насоса

Полезная модель относится к технике добычи нефти, в частности к замковым опорам вставных штанговых насосов.
Замковые опоры используют для надежной фиксации насосов на заданной глубине и предотвращения их перемещения, вызываемого силами трения плунжера насоса по его стенкам при откачке жидкости.
Известна замковая опора штангового глубинного насоса (см. RU 2179264 C2, МПК F04B 47/02, опубликовано 10.02.2002 г.), содержащая полый сердечник, манжетную втулку, посадочное место, при этом полый сердечник выполнен в виде фланца, манжетная втулка изготовлена из упругоэластичного материала в форме конуса, переходящего в цилиндр, а затем во фланец, а посадочное место в теле опоры выполнено в форме, ответной форме манжетной втулки и фланца сердечника.
Наиболее близким техническим решением является замковая опора вставного скваженного штангового насоса (SU № 1019105 A1, F 04 B 47/00, опубликовано 23.05.1983 г.). Изобретение содержит опорную муфту с установленным в ней опорным кольцом, связанную с переводником и направляющей муфтой, пружинный якорь, выполненный в виде цанги с основанием и перьями, основание и опорная муфта снабжены внутренней фаской соответственно для посадки насоса и ограничения для подъема цанги, перья в верхней части выполнены загнутыми внутрь, а цанга установлена с возможностью возвратно-поступательного движения в направляющей муфте, причем основание и перья в рабочем положении выполнены с возможностью прилегания к внутренней поверхности муфты.
Недостатком является сложность конструкции цанги с загнутыми внутрь перьями, что вызывает затруднения, как при изготовлении, так и при эксплуатации.
Поскольку в конструкции цанги нет жесткой фиксации положения перьев в нерабочем положении, то в процессе эксплуатации, предусматривающей периодический спуск-подъем насоса и соответственно сгиб-разгиб перьев, последние могут отклониться от исходного положения при подъеме насоса, и в случае, если отклонение станет критическим (больше допустимого), это вызовет либо выход из строя цанги, либо заклинивание насоса при ее установке. Одновременно следует отметить, что откачка жидкости производится при скачкообразном изменении температурного режима в достаточно широких пределах, что также неблагоприятно влияет на работу конструкций.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности вставных штанговых насосов при их эксплуатации и ремонте.
Поставленная задача в настоящей полезной модели решена следующим образом
якорь насоса выполнен с наружным круговым выступом, ограниченным цилиндрической поверхностью и обращенными друг к другу верхней и нижней коническими поверхностями;
опорная муфта снабжена набором подвижных в радиальном направлении ползушек, сопряженным с ними посредством конической поверхности подвижным в осевом направлении кольцевым толкателем, подпружиненным упругоэластичным элементом;
внутренняя часть набора подвижных в радиальном направлении ползушек ограничена цилиндрической поверхностью и внутренними, обращенными друг к другу, верхней и нижней коническими поверхностями, сопряженными с соответствующими поверхностями кругового выступа якоря;
опорная муфта снабжена привинченной с жесткой фиксацией крышкой, ограничивающей перемещение в осевом направлении набора ползушек.
Сущность полезной модели заключается в том, что замковая опора вставного штангового насоса, содержащая якорь, опорную муфту с установленным в ней опорным кольцом и связанную с переводником, при этом якорь выполнен с наружным круговым выступом, ограниченным цилиндрической поверхностью  и обращенными друг к другу верхней и нижней коническими поверхностями, а опорное кольцо содержит внутреннюю коническую поверхность, сопряженную с ответной конической поверхностью якоря, опорная муфта снабжена набором подвижных в радиальном направлении ползушек, сопряженным с ними посредством конической поверхности подвижным в осевом направлении кольцевым толкателем и подпружиненным упругоэластичным элементом, внутренняя часть набора подвижных в радиальном направлении ползушек ограничена цилиндрической поверхностью и внутренними, обращенными друг к другу верхней и нижней коническими поверхностями, сопряженными с соответствующими поверхностями кругового выступа якоря, кроме этого опорная муфта снабжена привинченной с жесткой фиксацией к опорной муфте крышкой, ограничивающей перемещение в осевом направлении набора ползушек.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на
фиг. 1 – общий вид устройства;
фиг. 2- разрез по А-А.
Конструкцию заявляемой замковой опоры вставного штангового насоса включает якорь 1, опорную муфту 2, опорное кольцо 3, фиксируемое переводником 4, связанным посредством конической резьбы с опорной муфтой 2, набор ползушек 5, расположенных с возможностью радиального перемещения в опорной муфте 2, кольцевой толкатель 6, подпружиненный упругоэластичным элементом 7, крышку 8, привинченную с жесткой ее фиксацией к опорной муфте 2. Якорь 1 снабжен круговым выступом 9 с нижней  конической поверхностью 10, которая контактирует с верхней внутренней конической поверхностью 11 набора ползушек 5. Набор ползушек  5 снабжен наружной конической поверхностью 12. Верхняя коническая поверхность 13 якоря 1 контактирует с нижней конической поверхностью 14 набора ползушек 5, а круговой выступ 9 якоря 1 ограничен цилиндрической поверхностью 15 и обращенными друг к другу верхней 13 и нижней 10 коническими поверхностями.
Замковая опора работает следующим образом. При спуске насоса в определенный момент якорь 1 нижней конической поверхностью 10 своего кругового выступа 9 вступает в контакт c верхней внутренней конической поверхностью 11 набора ползушек 5, размещенными в опорной муфте 2 с ограничением их осевого перемещения крышкой 8. При дальнейшем продвижении якоря 1 вниз посредством взаимодействия указанных конических поверхностей раздвигает составные части набора ползушек 5 в радиальном направлении. Одновременно наружная коническая поверхность 12 набора ползушек 5 воздействует на коническую поверхность кольцевого толкателя 6 и перемещает его вниз в осевом направлении, сжимая упругоэластичный элемент 7, и при этом создает в нем определенную потенциальную энергию, переходящую на определенном этапе в кинетическую, позволяющую посредством взаимодействия конических поверхностей кольцевого толкателя 6 и набора ползушек 5 вернуть их в исходное положение.
При подъеме насоса происходит обратный процесс: его якорь 1 верхней конической поверхностью 13 кругового выступа 9 вступает в контакт с нижней конической поверхностью 14 набора ползушек 5 и при дальнейшем перемещении вверх якорь 1 раздвигает составные части набора ползушек 5 в радиальном направлении, освобождая якорь 1 от их противодействия подъему насоса.
Предлагаемое устройство имеет следующие преимущества.
1. Полностью исключена некорректная установка насоса при спуске, так как взаимодействие конических поверхностей якоря 1 и набора ползушек 5 обеспечивается также и конической поверхностью якоря 1, ответной конической поверхности кольцевого толкателя 6.
2. Варьируя углы конусности взаимодействующих поверхностей якоря насоса 1, набора ползушек 5 и кольцевого толкателя 6, а также размеры упругоэластичного элемента 7 можно оптимизировать соотношение сил при спуске-подъеме насоса.
3. Одной из функций замковой опоры является, как указано, предотвращение несанкционированного перемещения вверх насоса за счет сил трения о его стенки плунжера (не показан). В предлагаемой полезной модели можно, варьируя размеры всех перечисленных элементов, обеспечить эту функцию определенным силовым воздействием набора ползушек 5 на якорь насоса.