МЕХАНИЧЕСКИЙ ЯКОРЬ СКВАЖИННОГО НАСОСА

Полезная модель относится к области добычи нефти, в том числе винтовыми насосными установками, а именно к скважинным устройствам, предназначенным для предотвращения отворота колонны подъемных насосно-компрессорных труб и статора (корпуса) насоса.
Известен «Якорь механический» (патент RU №2352752, E21B 23/00, опубл. Бюл. №11 от 20.04.2009), содержащий корпус, выполненный в виде нескольких цилиндрических поверхностей, эксцентричных относительно оси насосно-компрессорных труб, на которых подвешен якорь, подпружиненные тела заклинивания в виде шариков, расположенные в винтовых пазах накладок, при этом каждая накладка снабжена двумя штырями, имеющими возможность перемещения вместе с ней вдоль оси якоря относительно закрепленных на корпусе верхней и нижней направляющих втулок для этих штырей, а каждая нижняя направляющая втулка снабжена пружиной, поджимающей накладку к соответствующей верхней направляющей втулке, при этом каждая поверхность вдоль дорожек качения шариков на корпусе якоря сопряжена с винтовой канавкой для последних и выполнена с незначительным уклоном вдоль его оси, причем винтовые пазы накладок ориентированы в направлении, обеспечивающем заклинивание шариками якоря при их перемещении по окружности и вниз вдоль винтовых пазов накладок.
Недостатком якоря являются сложность конструкции, большое количество сопрягаемых сложных поверхностей и наличие шарика между втулками, что делает конструкцию дорогой и невозможной в использовании в скважинах малого диаметра (например: менее 102 мм).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Скважинная компоновка винтовой насосной установки» (патент RU №2250980, E21B 23/00, опубл. Бюл. №12 от 27.04.2005), содержащая дополнительно механический якорь, включающий корпус и выдвижные плашки, в корпусе механического якоря, выполненном с двумя пазами, расположен поворотный вал, на котором размещены в два яруса эксцентрики, кулачки которых установлены с возможностью взаимодействия с двумя выдвижными плашками, размещенными в двух пазах корпуса механического якоря, а механический якорь выполнен с неподвижной плашкой, жестко связанной с его корпусом.
Недостатком механического якоря скважинной насосной компоновки являются различные по конструкции плашки (одна установлена жестко) и эксцентриков (для каждой выдвижной плашки своя конструкция), что осложняет изготовление и приводит к удорожанию конструкции, невозможность точного центрирования из-за того, что одна плашка соединена с корпусом жестко.
Технической задачей предлагаемого якоря является создание простой и дешевой конструкции с возможностью использования в различных скважинах, а также с точной центрацией, за счет использования однотипных, установленных равномерно по всему периметру корпуса плашек с однотипными эксцентриками.
Техническая задача решается механическим якорем скважинного насоса, включающим корпус со сквозными пазами под выдвижные и подпружиненные наружу плашки, поворотный вал внутри корпуса с эксцентриками для поджатая наружу соответствующих плашек при повороте
Новым является то, в корпусе равномерно по периметру выполнены три паза под выдвижные плашки, а соответствующие плашкам эксцентрики выполнены однотипными, но установлены и зафиксированы на поворотном валу со смещением так, чтобы подпирать все плашки одновременно.
На фиг. 1 изображен якорь с частичным продольным разрезом.
На фиг. 2 изображен разрез А-А фиг. 1.
Механический якорь скважинного насоса, включающий корпус 1 (фиг. 1) со сквозными пазами 2 под выдвижные и поджатые пружиной 3 наружу плашки 4, поворотный вал 5 внутри корпуса 1 с парными эксцентриками 6 для поджатая наружу соответствующих плашек 3 при повороте относительно корпуса 1. В корпусе 1 равномерно по периметру выполнены три паза 2 под выдвижные плашки 4, а соответствующие плашкам 4 (фиг. 2) эксцентрики 3 выполнены однотипными, но установлены и зафиксированы верхним 7 (фиг. 1) и нижним 8 упорами на поворотном валу 5 (фиг. 2) со смещением так, чтобы подпирать все плашки 4 одновременно. Для исключения выпадения плашек 4 они могут быть зафиксированы на пружине 3 винтами 9 или буртиками за пазы 2 (на фиг. 1 и 2 не показано). Технические соединения, не влияющие на работоспособность устройства, показаны условно.
Якорь работает следующим образом.
Для сборки механического якоря в пазы 2 корпуса вставляют соответственно три плашки 4 и поджимают наружу пружиной 3 (при необходимости зафиксировав винтом 9). Внутрь корпуса вставляют поворотный вал 5 с парными одинаковыми эксцентриками 6, смещенными по углу так, чтобы подпирать все плашки одновременно при повороте поворотного вала 5 относительно корпуса 1. Для этого на валу 5 (фиг. 1) могут быть выполнены лыски 10 или многогранник 10 для исключения проворота эксцентриков 6 и точной их фиксации относительно вала 5. После этого корпус 1 и вал 4 фиксируют относительно друг друга упорами 7 и 8. Парные эксцентрики 6 обеспечивают более равномерное прижатие концов плашек 4 к стенкам скважины (на фиг. не показана).
Механический якорь устанавливают сверху или снизу винтового или центробежного насоса (на фиг. не показан) соединяя с его корпусом при помощи соответственно нижнего 8 или верхнего 7 упоров. После чего спускают в скважину в интервал установки, при этом поджатые пружиной 3 наружу плашки 4 надежно центрируют корпус насоса. После начала работы насоса корпус 1 с плашками 4 остается на месте а поворотный вал 5 с эксцентриками 6 поворачивается, при этом эксцентрики надежно фиксируют плашки 4 относительно стенок скважины, а вместе с ними корпус 1 якоря и корпус (статор) насоса. Не позволяя отворачиваться трубам, приводящим в работу насос, позволяя надежно насосу работать. Для отсоединения якоря достаточно дать кратковременное реверсивное движение на насос, так как усилие отсоединения якоря значительно ниже усилия отворота приводящих труб. При этом корпус насоса повернется в обратом направлении вместе в с поворотным валом, эксцентрики 6 перестанут подпирать плашки 4 и якоря корпус 1 освободится от жесткого соединения со стенками скважины. После этого якорь с насосом можно переместить в другой интервал установки или извлечь из скважины.
Конструкция предлагаемого механический якоря является простой и дешевой и выполнена с возможностью использования в различных скважинах с точной центрацией, за счет использования однотипных, установленных равномерно по всему периметру корпуса плашек с однотипными эксцентриками.