СКВАЖИННЫЙ ЭЛЕКТРОДИАФРАГМЕННЫЙ НАСОС
WELLBORE ELECTRICAL DIAPHRAGM PUMP

Изобретение относится к насосостроению, может быть использовано в нефтяной промышленности при добыче нефти из нефтяных скважин.
Наиболее близким техническим решением к описываемому насосу является скважинный диафрагменный электронасос, содержащий резиновую диафрагму, рабочую нагнетательную полость с клапанами всасывания и нагнетания и приводную полость, заполненную маслом, содержащую плунжер с возвратной пружиной, получающий возвратно-поступательное движение с помощью эксцентрика и конического редуктора с асинхронным электродвигателем (SU 1700280 A, 23.12.1991).
Практика эксплуатации таких насосов показывает, что они выдают свою производительность только тогда, когда столб жидкости над приемом насоса велик, а точнее, когда этот столб жидкости создает в полости насоса давление выше давления насыщения газов (Рнас), содержащихся в нефти. Когда с началом работы насоса и откачки давление, создаваемое уменьшающимся столбом жидкости в полости насоса, станет меньше Рнас, производительность насоса падает. Причиной этого являются газы, содержащиеся в добываемой нефти. Резина диафрагмы и компенсатора газопроницаемы. Газ, проникший в полость насоса при давлении, большем Рнас, находится в масле насоса в растворенном состоянии. Когда с началом работы насоса столб жидкости над приемом насоса снижается и давление в полости насоса становится меньше Рнас, растворенный в масле газ переходит в свободное состояние и, подымаясь, собирается в поддиафрагменной нагнетательной полости, а всякий газ, находящийся в нагнетательной полости и никуда оттуда не вытесняемый, то сжимаясь, то расширяясь, снижает эффективность работы насоса.
Технической задачей, поставленной в настоящем изобретении, является создание скважинного диафрагменного электронасоса, в котором появляющиеся свободные газы будут удаляться из полости нагнетания и не будет происходить снижения эффективности работы насоса.
Эта задача достигается тем, что скважинный диафрагменный электронасос, содержащий резиновую диафрагму, рабочую нагнетательную полость с клапанами всасывания и нагнетания и приводную полость, заполненную маслом, содержащий плунжер с возвратной пружиной, получающий возвратно-поступательное движение с помощью эксцентрика, и конический редуктор с асинхронным электродвигателем, содержит клапан стравливания свободных нефтяных газов из полости, заполненной маслом, установленный в диафрагме, при этом тарелка клапана стравливания прижата к его седлу подпорной пружиной с возможностью срабатывания через тягу, связанную с плунжером при появлении в поддиафрагменной полости свободных газов.
На чертеже изображен общий вид скважинного диафрагменного электронасоса.
Скважинный диафрагменный электронасос состоит из асинхронного электродвигателя 1, конического редуктора 2, эксцентрика 3, плунжерной пары 4 с возвратной пружиной 5, тяги 6, клапана стравливания газа 7 с подпорной пружиной 8, клапанов всасывающего 9 и нагнетательного 10. Насос выполнен в виде вертикального моноблока, заполнен маслом. От перекачиваемой среды маслонаполненная полость изолирована в верхней части насоса разделительной резиновой диафрагмой 11, в нижней части - резиновым компенсатором.
Вращение вала электродвигателя 1, уменьшая обороты конической передачей 2, передает вращение эксцентрику 3. Прижатый к эксцентрику возвратной пружиной 5 плунжер 4 совершает возвратно-поступательные движения, нагнетая и откачивая масло в нижней полости от разделительной диафрагмы 11. При движении плунжера 4 вниз и откачивании масла в нижней полости диафрагмы 11 в верхней полости над диафрагмой создается разряжение, открывается всасывающий клапан 9 и верхняя полость заполняется перекачиваемой жидкостью. При движении плунжера 4 вверх нагнетается масло в нижнюю полость диафрагмы 11. Создаваемым давлением закрывается всасывающий клапан 9, открывается нагнетательный клапан 10 и перекачиваемая жидкость выдавливается в колонну подъемных труб. При появлении под диафрагмой (в рабочей нагнетательной полости) свободных газов газы, то сжимаясь, то разжимаясь, не дают диафрагме возвращаться в нижнее нормальное положение, а плунжер 4 возвратной пружиной 5 всегда возвращается в свое нижнее положение, т.е. расстояние от нижнего положения диафрагмы 11 до нижнего положения плунжера 4 увеличивается от нормы и плунжер 4, тягой 6 поджимая подпорную пружину 8, открывает клапан стравливания газа 7. Свободный газ из нижней полости вырывается в верхнюю полость, а оттуда через нагнетательный клапан 10 в колону подъемных труб. Эффективность работы насоса восстанавливается. Изобретение позволит достигнуть планируемых режимов добычи нефти из малодебитных скважин диафрагменными электронасосами