ПОГРУЖНОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ НАСОС ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Полезная модель относится к гидравлическим машинам объемного вытеснения, а именно, к погружным насосам, приводимым в действие электродвигателями с соленоидом и может быть использована в нефтедобывающей промышленности.
Известен погружной электромагнитный насос, содержащий цилиндрический корпус, в котором размещены рабочая камера с нагнетательным и всасывающим клапанами, поршень и электромагнитные обмотки возбуждения (см. а.с. SU 1498942, кл. F04B 17/04, опубл. 07.08.1989). Недостатками известного устройства является недостаточная мощность и недолговечность, обусловленная контактом рабочих органов с агрессивной средой.
Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков. Технический результат заключается в повышение эффективности работы и увеличении срока службы насоса. Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что погружной электромагнитный насос высокого давления содержит цилиндрический корпус, в котором сверху вниз последовательно размещены рабочая камера с диафрагмой в нижней части и нагнетательным и всасывающим клапанами в верхней части, контактирующий с диафрагмой телескопический поршень и, по крайней, две электромагнитные обмотки возбуждения, верхняя из которых приводная, а нижняя - возвратная, сердечники обмоток выполнены в виде плунжеров, снабженных штоками, причем у смежных плунжеров шток общий, а у верхнего соединен с телескопическим поршнем, при этом обмотки расположены в полости, заполненной трансформаторным маслом.
На фиг.1 изображена схема предлагаемого насоса;
на фиг.2 - телескопический поршень в собранном виде;
на фиг.3 - телескопический поршень в разобранном виде.
Погружной электромагнитный насос высокого давления содержит цилиндрический корпус 1, тяговые электромагниты 2 и 2' с обмотками возбуждения 3, сердечники-плунжеры 4, телескопический поршень 5, шток 6, рабочую камеру пластовой жидкости 7 с всасывающим клапаном 8 и нагнетательным 9. В корпус 1 насоса залито трансформаторное масло 10, отделенное от пластовой жидкости диафрагмой 11. Для возвращения системы в исходное положение после рабочего хода используют возвратный электромагнит 12 со своей обмоткой возбуждения.
Насос, по сути, состоит из головной диафрагменно-поршневой части (позиции 5, 7-9) и приводной части, которая состоит из последовательно соединенных электромагнитов 2, 2' и 12 связанных общим штоком 6. Давление жидкости в обеих частях уравновешены.
Насос работает следующим образом.
При подаче питания в виде импульса тока, имеющего форму спадающей экспоненты в начале фронта, электромагнитны 2 и 2' одновременно начинают втягивать сердечники-плунжеры 4, которые жестко связаны со штоком 6. Электромагниты имеют форму цилиндра для эффективного использования цилиндрического корпуса насоса.
В свою очередь шток 6 жестко связан с телескопическим поршнем 5. Нагрузочный график телескопического поршня 5 имеет приблизительно параболический характер поведения. Взаимодействие штока 6 с электромагнитами 2 и 2' имеет экспоненциальный характер, что в совокупности дает равномерную тяговую характеристику штока 6, дополнительную корректировку в которую вносит форма питающего напряжения. В результате анализа графиков поведения телескопического поршня 5 и электромагнитов 2 и 2', скорректированных формой питающего тока, было обнаружено, что давление поршня на диафрагму 11 максимально равномерно, т.е. предлагаемая компоновка позволяет минимизировать разрывную нагрузку на диафрагму и дает возможность использовать предлагаемый насос на больших глубинах.
Приведенный в движение телескопический поршень 5 изгибает диафрагму 11 и при закрытом клапане 8 выталкивает жидкость через клапан 9 в отводящий трубопровод. Возврат в исходное состояние приводится путем подачи тока на возбуждающие обмотки электромагнита 12, работающего в обратном направлении, при этом клапан 9 закрывается и открывается клапан 8 наполняя рабочую камеру 7 над диафрагмой 11 новой порцией пластовой жидкости. Напряжение питания и цикл работы формируется контролером станции управления. Цикличность работы насоса предполагается, порядка от 1 - до 10 циклов в секунду.
Предлагаемый насос выгодно отличается от известных аналогов своей долговечностью, простотой компоновки и обслуживания. Главной его отличительной особенностью является гидроизоляция исполнительных элементов (в том числе электромагнитов) от перекачиваемой жидкости, что в несколько раз повышает его износоустойчивость.