ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ ПОРШНЕВАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к области горной промышленности, а именно к насосам для добычи жидких полезных ископаемых из скважин.
Известна скважинная штанговая насосная установка, содержащая установленный в обсадной колонне скважины штанговый насос, цилиндр и полый плунжер которого связаны соответственно с колоннами насосно-компрессорных труб и штанг, установленные в цилиндре насоса всасывающий, а в плунжере - нагнетательный клапаны, в верхней части цилиндра установлен обратный клапан, причем подплунжерная полость насоса гидравлически сообщена с одной стороны через осевой канал с патрубком, связанным полыми штангами с внутренней полостью насосно-компрессорных труб, а с другой стороны - через полость с подплунжерной полостью и через обратный клапан - с межтрубным пространством для образования в подплунжерной полости зоны смещения реагента с высоковязкой нефтью [RU №2052665 C1, МПК6 F04B 47/02, опубл. 20.01.1996]. Механизм перекачивания жидкости из скважины на поверхность выполнен в виде плунжера с клапанами и приводится в действие с поверхности.
Недостатком известных установок является громоздкость конструкции и низкая производительность.
Известна установка погружного центробежного насоса, состоящая из погружного электронасосного агрегата, который объединяет электродвигатель с гидрозащитой, насос и кабельную линию, спущенные в скважину на подъемных насосно-компрессорных трубах - НКТ, оборудование устья, станцию управления и трансформатор, при этом в скважину на глубину начала асфальтогидратопарафиновых отложений опущен электрод, выполненный в виде колонны насосных штанг, оснащенных центраторами с диэлектрическими свойствами, обеспечивающими электрическую изоляцию колонны насосных штанг от колонны НКТ, и сальниковым устройством, обеспечивающим электрическую изоляцию штанговой колонны от устьевого оборудования, в верхней наземной части колонна насосных штанг подключена к наземному источнику питания постоянного тока, второй электрод которого подключен к устью скважины [RU №2327030 С2, МПК Е21В 43/00 (2006.01), опубл. 27.07.2007]. В известной установке 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 питаемым с поверхности.
Недостатком этой конструкции, выбранной нами в качестве прототипа по большинству совпадающих признаков, является громоздкость механизма перекачивания.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является разработка конструкции насосной установки, имеющей относительно простую конструкцию, высокую степень откачки и надежность работы.
Указанный технический результат достигается тем, что электромагнитная поршневая насосная установка содержит механизм перекачивания жидкости и гибкий шлангокабель с силовой обмоткой, питаемой с поверхности, отличающаяся тем, что механизм перекачивания жидкости выполнен в виде полого металлического поршня установленного в гидравлическом канале гибкого шлангокабеля с возможностью обеспечения возвратно-поступательного движения, при этом полый металлический поршень снабжен клапаном, а на нижнем конце гибкого шлангокабеля установлена опора для посадки металлического поршня.
Сущность устройства заключается в том, что в отличие от известной насосной установки, включающей колонну стальных 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, в предлагаемой конструкции механизм перекачивания выполнен в виде гибкого шлангокабеля с силовой обмоткой и поршня, образующих соленоид.
Выполнение механизма перекачивания в виде гибкого соленоида, сердечник которого представляет собой полый металлический поршень с клапаном, обеспечивает возвратно-поступательное движение, в результате которого происходят циклы нагнетания жидкости и холостого хода вниз.
На фиг. схематично представлена электромагнитная поршневая насосная установка.
Заявляемое устройство содержит гибкий шлангокабель 1 с силовой обмоткой 2 и гидравлическим каналом, полый металлический поршень 3 с клапаном 4 и крышкой 5 клапана 4, и нижнюю опору 6. Гибкий шлангокабель 1 с силовой обмоткой 2, размещенной в стенках шлангокабеля, подвешивается в скважине на фонтанной арматуре. На нижнем конце гибкого шлангокабеля 1 установлена опора 6 для посадки металлического поршня 3, который перемещается во внутреннем гидравлическом канале гибкого шлангокабеля 1. Внутри поршня 3 установлен шариковый клапан 4 с крышкой 5, имеющий отверстия для прохода откачиваемой жидкости.
Заявленное устройство работает следующим образом.
При подаче электрического напряжения (с поверхности) на силовую обмотку 2 гибкого шлангокабеля 1 возникает электромагнитное поле, которое вызывает перемещение полого металлического поршня 3 вверх, при этом клапан 4 закрывается, и идет процесс нагнетания откачиваемой жидкости, находящейся выше поршня 3.
При отключении электрического напряжения на силовой обмотке 2 шлангокабеля 1, электромагнитное поле исчезает, и полый металлический поршень 3 движется вниз под действием сил тяжести, при этом клапан 4 открывается, жидкость перетекает через открытый клапан 4 и поршень 3 садиться на нижнюю опору 6.
Технико-экономическая эффективность заключается в следующих преимуществах предлагаемой установки.
Малые габариты поршня (например, диаметр 54 мм, длина поршня <1 м) и гибкий шлангокабель значительно облегчают применение установки в искривленных скважинах.
Возможность эксплуатации скважин с низким дебитом (до 20 т/сут).
Замена поршня с клапаном производится без извлечения гибкого шлангокабеля, путем непрерывного подъем поршня до устьевой арматуры.
Подвод энергии осуществляется по силовой обмотке гибкого шлангокабеля, защищенной от механического повреждения.
Автоматическое плавное регулирование производительности установки путем изменения времени подачи электрического напряжения на силовую обмотку.
Силовая обмотка, образуя электромагнитное поле, позволяет намагничивать железосодержащие механические примеси в откачиваемой жидкости, что способствует отложению парафина на механических примесях, но не внутри шлангокабеля.