Скважинный насос

Полезная модель относится к насосам, предназначенным для подъема жидкостей с больших глубин, например из скважин с агрегатами двигатель-насос, расположенными на большой глубине.
Известны скважинные плунжерные насосы (патент RU 96619 U1, МПК F04B 47/06 (2006.01), опубл. 2010 г. и патент RU 2525060 С1, МПК F04B 47/06 (2006.01), опубл. 2014 г.), содержащие цилиндр, снабженный нагнетающим клапаном и плунжер с всасывающим клапаном, шток плунжера выполнен с возможностью соединения с погружным приводом, расположенным ниже насоса.
Недостатком насосов является низкая надежность работы скважинной установки с такими насосами, что объясняется большими ударными нагрузками на элементы привода насоса в конечных положениях плунжера насоса.
Наиболее близким к заявляемому и принятым в качестве прототипа заявляемого насоса является погружной насосный агрегат (патент RU 2568022, МПК F04B 47/06 (2006.01), опубл. 2015 г.), содержащий реверсивный электродвигатель, ведущий вал которого соединен с передачей винт-гайка качения, упорно-радиальные подшипники, установленные на нижнем конце передачи винт-гайка качения, полый шток с продольным пазом, охватывающий винт и соединяющий гайку со штангой, уплотненной в корпусе, являющейся приводом плунжерного насоса, вставку для размещения в ней верхнего подшипника передачи винт-гайка качения, соединенную через продольный паз с корпусом агрегата, антиротационный механизм, исключающий вращение гайки относительно корпуса, пружинные демпферы, предотвращающие ударные нагрузки.
Такой насосный агрегат более надежен в работе, что объясняется снижением ударных нагрузок на элементы привода насоса в конечных положениях плунжера насоса.
Недостатками такого привода являются сложность конструкции, что объясняется наличием двух последовательно соединенных между собой передач винт-гайка качения, имеющими противоположные направления движения винтовой поверхности, двух полых штоков, а также короткого хода гайки, что снижает напор, создаваемый насосом, и ограничивает его использование. Представленная конструкция насоса имеет сложную конструкцию двойных плунжеров и цилиндров, увеличенное количество клапанных пар, что снижает надежность работы всей компоновки.
Конструкция демпферов сложна и ненадежна из-за возможности заклинивания витков пружин демпфера в условиях работы насосного агрегата.
Технической задачей заявляемой полезной модели является повышение надежности скважинной установки за счет надежного снижения ударных нагрузок на элементы привода насоса в конечных положениях плунжера насоса.
Техническая задача решается за счет усовершенствования скважинного насоса, содержащего цилиндр, снабженный нагнетающим клапаном и плунжер с всасывающим клапаном, шток плунжера выполнен с возможностью соединения с погружным приводом, расположенным ниже насоса, снабженного узлами демпфирования плунжера в конечных положениях.
Это усовершенствование состоит в том, что узлы демпфирования плунжера в конечных положениях выполнены в виде плунжерных пар, один элемент каждой из которых жестко соединен с плунжером насоса, а второй жестко соединен с цилиндром насоса.
Такая конструкция обеспечивает надежное демпфирование плунжера, как в нижнем, так и верхнем конечном положении.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором на фиг. 1 изображен заявляемый скважинный насос в конечном нижнем положении плунжера, на фиг. 2 - то же в конечном верхнем положении плунжера.
Скважинный насос содержит цилиндр 1, снабженный нагнетающим клапаном 2 и плунжер 3с всасывающим клапаном 4, шток 5 плунжера 3 выполнен с возможностью соединения с погружным приводом 6, расположенным ниже насоса. Насос снабжен узлами 7 и 8 демпфирования плунжера 3 в конечных положениях. Узлы 7 и 8 демпфирования плунжера 3 в конечных положениях выполнены в виде плунжерных пар. Плунжерная пара 7 образована цилиндром 9, жестко соединенным с верхней частью плунжера 3 насоса, и плунжером 10, жестко соединенным с цилиндром 1. Плунжерная пара 8 образована плунжером 11, жестко соединенным с нижней частью плунжера 3 насоса и цилиндром 12, жестко соединенным с цилиндром 1. Позицией 13 обозначен фильтр.
Устройство работает следующим образом.
Шток 5 насоса соединяют с выходным элементом привода 6 и устанавливают в скважину насос с погружным приводом 6 так, чтобы привод 6 находился ниже насоса. При работе привода 6 шток 5 и связанный с ним плунжер 3 совершает возвратно-поступательное движение. При ходе плунжера 3 вниз всасывающий клапан 4 открывается, жидкость из скважины попадает в полость 14 цилиндра 1. При подходе плунжера 3 к нижнему конечному положению плунжер 11 входит в цилиндр 12, обеспечивая демпфирование плунжера 3 в нижнем конечном положении. При ходе плунжера 3 вверх всасывающий клапан 4 закрывается и происходит выталкивание жидкости плунжером 3. В результате давления жидкости нагнетающий клапан 2 открывается, жидкость перекачивается в пространство скважины выше насоса. При этом при подходе плунжера 3 к верхнему конечному положению плунжер 10 погружается в цилиндр 9, обеспечивая демпфирование плунжера 3 в верхнем конечном положении.
Таким образом, использование заявляемой полезной модели позволяет надежно снизить ударные нагрузки на элементы насоса и привода, и за счет этого повысить надежность работы насоса, привода и установки в целом.