ШИБЕРНЫЙ НАСОС ДЛЯ ДОБЫЧИ НЕФТИ

Полезная модель относится к насосостроению, в частности к многоступенчатым объемным насосам, и может быть использована для подъема жидкости из нефтяных скважин.
Известны конструкции шиберных насосов, состоящих из цилиндрического статора, с подводящим и отводящим патрубками, и эксцентрично расположенного ротора, в котором имеются радиальные пазы с находящимися в них шиберами - пластинами, роликами, или фигурными шиберами. Эти элементы легко перемещаются в пазах, прижимаясь к статору силой инерции, пружинами или давлением жидкости, подводимой изнутри, [см., например, Касьянов В.М. Гидромашины и компрессоры. М., «Недра», 1981. Стр.132, рис.10.6]
Недостатком подобных конструкции является неприспособленность к многоступенчатому исполнению, а так же недостаточная надежность при работе с жидкостями, содержащими абразивные частицы, т.к. твердые частицы, попадая между шиберами и корпусом, вызывают изнашивание пластин и поверхности, по которым они скользят, что приводит к снижению надежности, и, в конечном итоге, к выходу насоса из строя.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к полезной модели является шиберный насос, состоящих из цилиндрического статора, с подводящим и отводящим патрубками, и соосно расположенного ротора с пазами в форме секторов, в которых размещены шиберы Г-образной формы, установленные с возможностью поворота вокруг оси крепления в роторе [Касьянов В.М. Гидромашины и компрессоры. М., «Недра», 1981. Стр.132, рис.10.6 г]. Во время работы такого насоса выдерживается зазор между боковой поверхностью наружной ветки шибера и стенкой паза, что повышает абразивостойкость ротора насоса.
Основным недостатком данной конструкции является постоянный контакт металл по металлу между торцом шибера и внутренней поверхностью корпуса, что в условиях абразивосодержащих сред способствует их износу. Другим недостатком является невозможность многоступенчатого исполнения, что ведет к ограничению создаваемого напора.
Задачей данной полезной модели является создание конструкции шиберного насоса, выполненной в многоступенчатом исполнении, устойчивой к абразивному износу.
Указанный технический результат достигается тем, что шиберный насос для добычи нефти, состоящий из корпуса с профилированной направляющей поверхностью, с впускным и выпускными каналами, верхним и нижним основаниями и из соосно установленного в нем ротора, насаженного на вал, с пазами, в которых размещены рабочие шиберы Г-образной формы, согласно полезной модели, рабочие шиберы Г-образной формы снабжены ножками, а в основаниях для них выполнены пазы, обеспечивающие при вращении ротора образование зазора между краем шибера и внутренней поверхностью корпуса. Для улучшения фиксации на каждом рабочем шибере может быть несколько ножек, при этом для каждой ножки выполнен отдельный паз. Насос может быть выполнен многоступенчатым. Кроме того, профилирующая направляющая поверхность может быть образована с помощью отдельно изготовленных направляющих профилей, установленных в корпусе и разделяющих его на две рабочие области.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен заявляемый шиберный насос, вид сбоку; на фиг.2 - рабочая ступень насоса, разрез А-А, фиг.1; на фиг.3 - рабочая ступень в аксонометрии без верхнего основания, на фиг 4. - рабочая ступень насоса, разрез В-В, фиг.1.
Шиберный насос состоит из ступени, расположенный на валу 1 (фиг.1-4). Ступень включает цилиндрический корпус 2 с профилированной направляющей поверхностью 3 (фиг.2-3), ограниченный в осевом направлении нижним 4 (фиг.1-4) и верхним 5 основаниями, и цилиндрический ротор 6, установленный соосно корпусу 2 (фиг.2-3). В роторе 6 выполнены пазы форме секторов, в которых размещены рабочие шиберы 7, имеющие Г-образной форму. На торцах рабочего шибера 7, обращенных в сторону оснований 4 и 5, расположено, как минимум, по одной ножке 8, выполненной, например, в виде стержня. В нижнем 4 и верхнем 5 основаниях нанесены замкнутые пазы 9 (фиг.4), в которых установлены ножки 8. Расстояние между замкнутым пазом 9 и профилированной направляющей поверхностью 3 выбирают таким образом, чтобы при вращении ротора 6 между краем шибера 7 и внутренней поверхностью корпуса 2 оставался зазор. Для улучшения фиксации на каждом шибере 7 может быть несколько ножек 8, в этом случае для каждой серии ножек 8 выполняется отдельный паз 9. В нижнем основании 4 имеются впускные каналы 10 (фиг.2, 4), в верхнем основании 5 - выпускные каналы (не показаны). Профилированная направляющая поверхность 3 может быть образована за счет направляющих профилей 11 (фиг.2, 3), разделяющих рабочую область на две. Направляющие профиля 11 могут быть выполнены отдельно от корпуса 2.
Шиберный насос работает следующим образом. При запуске насоса ротор 6, расположенный в полости корпуса 2 с профилированной направляющей поверхностью 3, вращает рабочие шиберы 7, ножки 8 скользят в пазах 9, ограничивая тем самым выдвижение шиберов 7 из ротора 6, благодаря чему выдерживается зазор между профилированной направляющей поверхностью 3 корпуса и краями шиберов 7. В результате в области впускного канала 10 создается разряжение и шиберы 7 проталкивают жидкость в полости корпуса 2 от впускного канала 10 к выпускному каналу, расположенному на верхнем основании 5.
Предлагаемая конструкция шиберного насоса для добычи нефти обеспечивает высокую надежность за счет создания зазора между внутренней поверхностью корпуса и рабочими шиберами, который препятствует заклиниванию абразивных частиц между шиберами и корпусом насоса, увеличивая тем самым абразивную устойчивость.