ПОГРУЖНОЙ ПЛУНЖЕРНЫЙ НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ
BOREHOLE PLUNGER PUMP ASSEMBLY

Изобретение относится к области насосного оборудования и может быть использовано для подъема жидкости с большой глубины, в том числе для добычи нефти.
Известен привод плунжерного насоса, содержащий электродвигатель, вал которого связан с винтом передачи винт-гайка, а гайка связана с плунжером насоса колонной штанг [Патент РФ №2133875 от 1999.07.27].
Недостатком устройства является сложность конструкции, наличие колонны штанг, низкая надежность и небольшой кпд.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является погружной плунжерный насосный агрегат, содержащий реверсируемый электродвигатель, размещенную в корпусе, заполненном маслом, передачу винт-гайка качения, винт которой связан с валом электродвигателя промежуточным валом, а гайка связана с плунжером насоса полым и хромированным штоками, направляющие указанной гайки, пружинные демпферы [Патент РФ №2347947 от 2007.09.04].
Недостатком устройства является низкая надежность, связанная с тем, что пружинные демпферы не могут погасить инерцию вращающегося ротора электродвигателя и обеспечить плавное реверсирование агрегата. В результате этого при реверсировании возникают большие динамические нагрузки, которые разрушают как сами демпферы, так и другие нагруженные детали.
Целью изобретения является повышение надежности погружного плунжерного насосного агрегата.
Указанная цель достигается тем, что погружной плунжерный насосный агрегат, содержащий реверсируемый электродвигатель, размещенную в корпусе, заполненном маслом, передачу винт-гайка качения, винт которой связан с валом электродвигателя промежуточным валом, а гайка связана с плунжером насоса полым и хромированным штоками, направляющие указанной гайки, пружинные демпферы, согласно изобретению снабжен гидродинамическим амортизатором, а на полом штоке выполнен нажимной бурт. Указанные признаки позволяют устранить недостатки, присущие прототипу, обеспечить плавное реверсирование установки и повысить ее надежность.
На фиг.1 схематично изображен плунжерный насосный агрегат. На фиг.2 схематично изображен гидродинамический демпфер.
Насосный агрегат содержит реверсируемый электродвигатель 1, заполненный маслом корпус 2, винт 3 и гайку 4 передачи винт-гайка качения, направляющие указанной гайки 5, промежуточный вал 6, который связывает винт 3 с валом реверсивного электродвигателя 1, плунжер насоса 7, связанный с гайкой 4 посредством полого штока 8 и хромированного штока 9, пружинные амортизаторы 10 и 11, подпружиненный кольцевой поршень 12 гидродинамического амортизатора с подпружиненными клапанами 13 и 14 и толкателем 15. Причем поршень амортизатора 12 размещен с уплотнением и возможностью перемещения вдоль оси устройства между корпусом 2 и юбкой амортизатора 16, на полом штоке выполнен нажимной бурт 17, а в клапанах 13 и 14 по их оси выполнены отверстия.
Насосный агрегат работает следующим образом.
Реверсивный электродвигатель 1 через промежуточный вал 6 вращает винт 3. Направляющие гайки 5 ограничивают ее вращение. Поэтому гайка 4 и связанные с ней штоки 8 и 9 и плунжер насоса 7 перемещаются вдоль оси устройства, вверх или вниз. При ходе вниз полый шток 8 нажимным буртом 17 через пружинный демпфер 10 и толкатель 15 перемещает поршень 12 гидродинамического амортизатора. В результате этого в подпоршневой области повышается давление, а излишки масла выходят через отверстия в клапанах 13 и 14 в надпоршневую область. Это приводит к повышению сопротивления перемещению полого штока и тока электродвигателя. При достижении заданного значения давления, на которое настраивается клапан 14, и тока электродвигателя, достаточного для команды на реверс, клапан 14 открывается. Далее поршень перемещается при постоянном давлении в подпоршневой области в течение времени, достаточном для плавного реверсирования электродвигателя станцией управления в нижней «мертвой» точке плунжера насоса 7. После реверсирования электродвигателя гайка 4, штоки 8 и 9 и плунжер 7 поднимаются вверх. При этом клапан 14 закрывается, а клапан 13 открывается. Полый шток 8 освобождает поршень 12, и он возвращается в исходное положение. Вал электродвигателя вращается на заданное число оборотов, после чего станция управления плавно реверсирует электродвигатель в верхней «мертвой» точке плунжера 7, и процесс повторяется.
Плавное реверсирование установки существенно повышает надежность погружного плунжерного насосного агрегата.