Диафрагменный насос

внутренние полости от полостей, образованных каждой диафрагмой и корпусом. Самая нижняя из полостей является насосной и снабжена всасывающим и нагнетательным клапанами. Диафрагмы установлены последовательно между гидропульсатором и насосной полостью, а внутренняя полость сердечника каждой последующей диафрагмы подключена соединительным каналом к полости, расположенной между предшествующей диафрагмой и корпусом. Полость верхней диафрагмы подключена к гидропульсатору трубопроводом. Насос установлен в обсадной колонне на пакере. Полости сердечников, соединительные каналы и трубопровод заполнены приводной жидкостью.
Известен диафрагменный гидроприводный насос Авторское свидетельство СССР № 435372, МКИ F 04 В 43/06, опубл, 03.06.75. Диафрагменный гидроприводный насос., содержащий гидропульсатор и погружную часть. Погружная часть содержит корпус, в центральной части которого помещена перфорированная труба. Внутренняя полость корпуса разделена эластичной трубчатой диафрагмой на продуктовую и гидроприводную камеры. Заглушенный по концам эластичный шланг навит по спирали на перфорированную трубу и образует на её поверхности рёбра, с которыми взаимодействует диафрагма. В нижнем конце погружной части установлен всасывающий клапан, а в верхней - нагнетательный. Гидроприводная камера погружной части трубопроводом связана с гидропульсатором, установленным на поверхности. Перекачиваемая жидкость поступает на поверхность по напорному трубопроводу, который подключен к полости нагнетательного клапана.
Недостатки данных насосов состоят в следующем:
1. Использование обсадной трубы в качестве напорной Авторское свидетельство СССР № 987172 МКИ F 04 В 43/10, F 04 В 47/04, опубл. 17.01.83. Глубинная гидроприводная насосная установка; Авторское свидетельство СССР №
652346, МКИ F 04 В 43/10, F 04 В 47/02, опубл. 15.03.79. Гвдроприводный диафрагменный насос. Это требует применения соответствующего диаметра пакеров, герметичности обсадной трубы. Применение пакеров усложняет монтаж и демонтаж насоса в скважине, а также снижает надежность работы насоса вследствие нарушения герметичности пакеров по причине их засорения или перетирания.
2. Применение двух трубопроводов: гидроприводного и напорного Авторское свидетельство СССР № 652346, МКИ F 04 В 43/10, F 04 В 47/02, опубл. 15.03.79. Гидроприводный диафрагменный насос; Авторское свидетельство СССР № 435372, МКИ F 04 В 43/06, опубл, 03.06.75. Диафрагменный гвдроприводный насос; Информационный бюллетень Диафрагменный насос ДН-50М. Алма-Ата, изд. Кайнар, 1971., что снижает надёжность насоса, т.к. необходимо обеспечить герметичность стыков, требуются меры по предотвращению перетирания трубопроводов, вдвое увеличивается потребная длина трубопроводов по сравнению с глубиной скважины, а также затрудняется монтаж и демонтаж насоса.
Наиболее близким техническим рещением, выбранным в качестве прототипа, является диафрагменный гидроприводный насос Патент РФ № 2099600 МКИ F 04 В 43/10, F 04 В 47/02, опубл. 20.12.97. Гидроприводный диафрагменный насос, содержащий гидропульсатор и погружную часть. Погружная часть имеет по меньшей мере две эластичные трубчатые диафрагмы, охватывающие с натягом перфорированные трубчатые сердечники с ребрами и отделяющие их внутренние полости от полостей, образованных каждой диафрагмой и корпусом, и по меньщей мере одна из полостей является насосной и снабжена всасывающим и нагнетательным клапанами. Погружная часть разделена на нагнетательную, промежуточную и всасывающую полости, последовательно соединенных между собой и окружающей средой посредством обратных клапанов, причем между нагнетательной и
всасывающей полостью, а также между промежуточной полостью и окружающей средой установлены эластичные диафрагмы с возможностью передачи давления между указанными полостями, а гидропульсатор выполнен с возможностью периодической разгерметизации нагнетательной полости.
Недостатком этого насоса является наличие заглушенного конца оребренной перфорированной трубы, образующей всасывающую полость, что снижает производительность и надежность эксплуатации насоса. Снижение надежности эксплуатации насоса происходит вследствие того, что при опускании погружной части насоса в скважину в перекачиваемую жидкость полости погружной части начинают заполняться этой жидкостью, при этом заглушенный конец оребренной перфорированной трубы препятствует выходу воздуха из всасывающей полости. Насос не перекачивает жидкость совсем или с малой производительностью до тех пор, пока воздух из всасывающей полости не выйдет через неплотности посадки диафрагмы в соединительный трубопровод. Это происходит потому, что образующаяся воздушная пробка сжимается, и илгаульс давления не передается на нижнюю диафрагму. По этой причине насос долго запускается в работу при первом погружении, а также может прекратить подачу в случае, если жидкость в скважине при выкачивании понижается настолько, что погружная часть насоса начинает засасывать воздзгх. При восстановлении уровня жидкости в скважине в погружной части насоса вновь образуется воздушная пробка.
Др)пгая причина снижения производительности кроется в неиспользовании динамики потока всасываемой жидкости. В фазе всасывания, когда диафрагмы распрямляются, поток жидкости устремляется во всасывающую полость и тормозится заглушенным концом перфорированной трубы.
Задачей, на решение которой направлено заявляемая полезная модель, является повышение производительности и надёжности эксплуатации насоса.
Указанная задача решается тем, что в гидроприводном диафрагменном насосе, содержащем гидропульсатор и погружную часть, погружная часть разделена на нагнетательную, промежуточную и всасывающ)гю полости, последовательно соединенных между собой и окружающей средой посредством обратных клапанов, причем между нагнетательной и всасывающей полостью, а также между промежуточной полостью и окружающей средой установлены эластичные диафрагмы с возможностью передачи давления между указанными полостями, а гидропульсатор выполнен с возможностью периодической разгерметизации нагнетательной полости, в отличие от прототипа, заглушенный конец оребренной перфорированной трубы снабжен обратным клапаном.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого гидроприводного диафрагменного насоса, на фиг. 2 - схема погружной части насоса, продольный разрез.
Насос состоит из цилиндрического корпуса гидропульсатора 1, в котором помещен поршень 2, и погружной части 3. Корпус гидропульсатора соединен с погружной частью трубопроводом 4. К боковой стенке корпуса гидропульсатора прикреплен выкидной патрубок 5.
Погружная часть насоса имеет цилиндрический корпус 6, в котором коаксиально и по всей длине корпуса размещена оребренная перфорированная труба 7, нижним концом герметично соединенная с цилиндрическим корпусом 6, причем труба перфорирована во впадинах между ребрами. На оребренную перфорированную трубу надеты эластичные трубчатые диафрагмы верхняя 8 и нижняя 9. Образованное кольцевое пространство между корпусом и оребренной перфорированной трубой разделено поперек на нагнетательную 10 и промежуточную 11 полости, которые
сообщены между собой через перепускной клапан 12. Внутри оребренной перфорированной трубы 7 установлены обратный клапан 13 и всасывающий клапан 14, при этом между клапанами и внутренней поверхностью верхней эластичной трубчатой диафрагмы 8 образована всасывающая полость 15, а внутренняя полость нижней эластичной трубчатой диафрагмы 9 через перфорацию и нижний открытый конец оребренной перфорированной трубы 7 соединена с окружающим пространством. Всасывающая полость 15 соединена с нагнетательной полостью 10 через обратный клапан 13 и с промежуточной полостью 11 через нагнетательный клапан 16.
Насос работает следующим образом. При опускании погружной части насоса в жидкость внутренние полости диафрагм заполняются, вытесняя воздух через всасывающий клапан 14 и обратный клапан 13. Далее насос полностью заливается этой же жидкостью. При движении поршня 2 вниз перекрывается выкидной патрубок 5 и создается давление жидкости в нагнетательной полости 10. Перепускной клапан 12, обратный клапан 13 и всасывающий клапан 14 при этом закрыты. Давление жидкости вынуждает верхнюю эластичную трубчатую диафрагму 8 прогнуться и вытеснить жидкость через перфорацию оребренной трубы 7 и нагнетательный клапан 16 в промежуточн5 ю полость 11. Давление жидкости в этой полости прогибает нижнюю эластичную трубчатую диафрагму 9, которая своей внутренней поверхностью вытесняет жидкость за пределы насоса. Далее поршень 2 движется вверх и открывает выкидной патрубок 5, вследствие чего происходит уменьшение давления и разгерметизация нагнетательной полости 10. После уменьшения давления нижняя эластичная трубчатая диафрагма 9 распрямляется, вытесняя жидкость из промежуточной полости 11 в нагнетательную полость 10 через перепускной клапан 12. Из нагнетательной полости 10 через трубопровод 4 и выкидной патрубок 5 жидкость поступает к потребителю. Верхняя эластичная трубчатая диафрагма 8 также 6
распрямляется, вытесняя жидкость в трубопровод 4. Вследствие увеличения объема внутренней полости верхней эластичной трубчатой диафрагмы 8, во всасывающей полости 15 создается разрежение, всасывающий клапан 14 открывается и новая порция жидкости засасывается в полость 15. Новая порция жидкости движется вверх, к обратному клапану 13. Вследствие инерционного соударения жидкости и клапана, обратный клапан 13 открывается. Так как в этот момент жидкость, вытесняемая верхней эластичной трубчатой диафрагмой 8 и нижней эластичной трубчатой диафрагмой 9, по трубопроводу 4 движется вверх, дополнительная порция жидкости поступает в трубопровод 4, увеличивая тем самым производительность насоса. Далее цикл повторяется.