ПОГРУЖНОЙ ДИАФРАГМЕННЫЙ НАСОС

Полезная модель относится к технике добычи нефти, в частности, к погружным диафрагменным насосам и может быть использована в нефтегазодобывающей промышленности для откачки продукции скважин, характеризующихся низкими коэффициентами продуктивности, эксплуатация которых ведется в периодическом режиме.
Известен погружной скважинный диафрагменный насос, содержащий компенсатор температурного расширения масла, асинхронный четырехполюсный электродвигатель, конический редуктор, плунжерный насос с эксцентриковым приводом, возвратной пружиной, обратный и сливной клапан, кабельную линию. Вал электродвигателя, соединяется с валом редуктора, с помощью шлицевой муфты. Остальные элементы установки соединяются на шпильки по фланцам, а герметичность соединений обеспечивается кольцевыми радиальными уплотнениями (патент РФ №103144 от 27.03.2011, кл. F04B 47/08, F04B 43/10).
Недостатком известного диафрагменного насоса являются увеличенные габаритные размеры из-за наличия конической передачи. Кроме того, прохождение силового кабеля вдоль насоса на уровне установки конической передачи снижает надежность кабельной линии, электрических соединений во время спуско-подъемных операций насоса и установки в целом.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является скважинный диафрагменный электронасос, содержащий плунжерный насос, получающий привод через эксцентрик и конический редуктор от асинхронного электродвигателя. В разделительную диафрагму насоса вмонтирован клапан стравливания газа, открывающийся при появлении в маслонаполненной полости насоса свободного газа (патент РФ №2360146 от 27.09.2009, кл. F04B 47/06). Данное устройство принято за прототип.
Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемой полезной модели - герметично изолированный корпус, в котором размещены резиновая диафрагма, рабочая камера с всасывающим и нагнетательным клапанами, головка, подъемный патрубок, соединенный с рабочей камерой, привод с питающим кабелем.
Недостатком известного устройства, принятого за прототип, является низкий коэффициент полезного действия из-за наличия потери полезной работы электродвигателя на механическое трение в конической передаче и эксцентриковом приводе. Кроме того, повышенный риск разрыва диафрагмы при высокой частоте вращения вала асинхронного двигателя и, следовательно, возвратно-поступательного движения пружины, соединенной с диафрагмой снижает надежность насоса.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель - увеличение коэффициента полезного действия насоса, повышение его надежности и упрощение конструкции.
Поставленная задача была решена за счет того, что известный погружной диафрагменный насос, содержащий расположенные в герметично изолированном корпусе резиновую диафрагму, рабочую камеру с всасывающим и нагнетательным клапанами, головку, подъемный патрубок, соединенный с рабочей камерой, привод с питающим кабелем, снабжен газосепаратором с всасывающей трубкой, расположенным в корпусе, а привод выполнен в виде электромагнита, изолированного резиновой диафрагмой, на которой установлены вставки из металлического порошка, обладающего ферромагнитными свойствами.
Признаки заявляемого технического решения, отличительные от прототипа - наличие газосепаратора с всасывающей трубкой, расположенного в корпусе; выполнение привода в виде электромагнита, изолированного резиновой диафрагмой, на которой установлены вставки из металлического порошка, обладающего ферромагнитными свойствами.
На чертеже схематично представлен погружной диафрагменный насос, продольный разрез.
Устройство содержит расположенный в герметично изолированном корпусе 1 привод с кабелем 2, выполненный в виде электромагнита 3, изолированного диафрагмой 4. В корпусе 1 установлены всасывающий 5 и нагнетательный 6 клапаны, соединенные с рабочей камерой 7. Корпус 1 содержит газосепаратор 8 с рядом сквозных отверстий 9 и всасывающей трубкой 10. С корпусом 1 соединена головка 11. С головкой 11 соединен подъемный патрубок 12, выходящий из рабочей камеры 7. Корпус снабжен крышкой 13. С целью придания магнитных свойств диафрагма 3 изготавливается из резины с вставками из металлического порошка, обладающего ферромагнитными свойствами. В качестве материала порошка использованы металлы с высокой величиной намагниченности: железо, кобальт, никель.
Погружной диафрагменный насос работает следующим образом.
Проходя через кабель 2 на электромагнит 3 ток высокой частоты создает переменное магнитное поле, которое воспринимается диафрагмой 4. Посредством диафрагмы 4 осуществляется откачивание пластовой жидкости из скважины. Откачиваемая из пласта жидкость посредством сквозных отверстий 9 в корпусе 1 по газосепаратору 8 и всасывающей трубки 10 попадает во всасывающий клапан 5, установленный в головке 11, а оттуда в рабочую камеру 7, а затем через нагнетательный клапан 6 в подъемный патрубок 12 и далее в колонну насосных труб (не показана).
Предложенный насос позволяет в промысловых условиях:
- повысить коэффициент полезного действия насоса за счет снижения энергопотребления и исключения потерь полезной мощности на трения;
- повысить надежность за счет уменьшения риска повреждения электрических соединений при спуско-подъемных операций насоса в скважину, тем самым увеличить межремонтный период благодаря более длительному сроку эксплуатации диафрагмы насоса;
- упростить конструкцию за счет выполнения привода в виде электромагнита, изолированного резиновой диафрагмой со вставками из металлического порошка, обладающего ферромагнитными свойствами.