Погружной насос

(46) 23.01.9. Бюл.ГРУЖНОЙ Нобретение м.честной цире. Цель изобрационной над1 установленьд) собой ино корпуса 1) поршни 1 оответственно в е геологичсское об ьерайонов Р(:Ф(;Р ел ьство ( (,(,Р2/00, 1959. ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) 11 с (57) Из создания скважин зксплуат кори)се ные меж носитель сосный жены со А(:О(:б. исшзл ьзова но дл я кхл я ции ж идкос ти в етения - повыше нис ежности и КП,с Вчсханически связан- подпружиненные отприводной 2 и наршни 2 и 3 располо. цилиндрах 4 и 5 рабо1622626 чей 6 и насосной 7 камер. Вдоль оси камеры 7 размегцен впускной клапан 8. Каналы 11 гидравлически сообщают затрубное пространство скважины с полостью клапана 8. Механическая связь поршней 2 и 3 выполнена посредством штока 13, снабженного установленными на нем с возможностью ограниченного перемещения вверх и вниз в корпусе 1 верхним 14 и нижним 15 опорными кольцами. Пружина 16 размещена на Изобретение относится к гидромашнностроению, в частности к погружным насосам, и может быть использовано при бурении скважин для создания местной циркуляции жидкости в скважине.Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности путем компенсации гидравлических ударов ири обратном ходе насосного поршня за счет упругоо сжатия пружины и компенсации несоосности цилиндров приводного и насосного поршней, а также повышение К 13 за счет устранения вредного влияния центробежных сил на работу клапанов и эффективность про. цесса всасывания жидкости из затрубного пространства скважины ири ее прямой промывке.На фиг. 1 схематично представлен погружной насос для создания местной циркуляции жидкости в скважине, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А- Л на фиг. 1; на фиг. 3 - узел шарнирного соединения поршня со штоком; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 3; на фиг. 5сечение В В на фиг. 3.Погружной насос для создания местной циркуляции жидкости в скважине содержит корпус 1, установленные в корпусе 1 механически связанные между собой и подпружиненные относительно корпуса приводной 2 и насосный 3 поршни, расположенные соответственно в цилиндрах 4 и 5 рабочей 6 и насосной 7 камер, размещенный вдоль оси насосной 7 камеры впускной 8 клапан, выпускной 9 и вспомогательный 10 клапаны, а также каналы 11, гидравлически сообщающие затрубное пространство скважины (не показаны) с плоскостью 12 впускного 8 клапана. Механическая связь приводного 2 и насосного 3 поршней выполнена посредством штока 13, снабженного установленными на нем с возможностью ограниченного перемещения вверх и вниз в корпусе 1 верхним 14 и нижним 15 опорными кольцами. Пружина 16 размещена на штоке 13 с возможностью взаимодействия с приводным 2 и насосным 3 поршнями через опорные 14 и 15 кольца. 20 25 30 35 40 45 50 55 штоке 13 с возможностью взаимодействия с поршнями 2 и 3 через кольца 14 и 5. Шток 13 связан ио крайней мере с одним из поршней 2 и 3 шарнирным соединением 17, установленным с возможностью наклона и радиального смещения. Клапаны 8 и 10 размещены вдоль оси насоса. Каналы 11 выполнены по касательной к полости клапана 8 и направлены в сторону вращения. 3 з. п. ф-лы, 5 ил. Шток 13 по крайней мере с одним из поршней, например насосным поршнем 3, шарнирным соединением 17, установленным с возможностью наклона и радиального смещения. Шарнирное соединение 17 штока 13 с одним из поршней, например насосным иоошнем 3, выполнено в виде связанной со штоком 13 шейкой 18 шарообразной головки 19, расположенной в выполненной в теле насосного поршня 3 радиально ориентированной цилиндрической полости 20, имеющей паз 21, причем шейка 18 выполнена с возможностью взаимодействия с пазом 2 (фиг. 3 - 5).Выпускной 9 и вспомогательный 10 кла. паны размещены вдоль оси насоса (не обозначен), причем вспомогательный клапан 10 установлен в осевом канале 22 насосного поршня 3, гидравлически сообщающего штоковую полость 23 с насосной камерой 7 через боковой канал 24 шейки (не обозначена) насосного поршня.Каналы 11, гидравлически сообщающие затрубное пространство скважины с полостью впускного клапана 8, выполнены по касательной к ней и направлены в сторону вращения (фиг. 2). Впускной 8, выпускной 9 и вспомогательный 10 клапаны выполнены подпружиненными с ограничительным кольцом (не обозначено). Приводной 2 и насосный 3 поршни установлены в соответствующих цилиндрах 4 и 5 рабочей 6 и насосной 7 камер через уплотнения 25 и 26. Цилиндр 4 приводного 2 поршня с помощью трубы 27 связан с верхним переводником 28, а корпус 29 выпускного 9 клапана связан с нижним переводником 30. Впускной клапан 8 снабжен каналом 31, гидравлически сообщающим насосную камеру 7 с полостью 32 выпускного клапана 9,Погружной насос для создания местной циркуляции жидкости в скважине работает следующим образом.С помощью пульсатора от расположенного на поверхности бурового насоса через жидкость, заполняющую колонну бурильных труб (не показаны), в рабочую камеру 6 иогружного насоса подается пуль10 Формула пзобретенпя 15 20 30 40 45 50 сируюшее давление,под действием усилия от которого приводной поршень 2 и связанный с ним штоком 13 насосный поршень 3 перемещаются вниз, сжимая размещенную на штоке 13 между верхним 14 и нижним 15 опорными кольцами пружину 16 и вытесняя жидкость из насосной камеры 7 через каналы 31 в полость 32 выпускного клапана 9 и далее, открывая выпускной клапан 9 в колонну бурильных труб и буровой снаряд к забою скважины (не показаны). Когда с помощью пульсатора давление от бурового насоса снимается, то под действием возвратной реакции пружины 16, передаваемым нижнему торцу приводного поршня 2 через верхнее опорное кольцо 14, и под действием усилия на нижний торец насосного поршня 3 от гидростатического давления затрубного стол. ба жидкости, гидравлически связанной с насосной камерой 7 через каналы 11, полость 12 и впускной клапан 8, поршни 2 и 3 возвращаются в исходное положение, при этом через открывающийся впускной клапан 8 жидкость из затрубного пространства заполняет насосную камеру 7.Затем от пульсатора поступает очередной импульс, под действием которого поршни 2 и 3 перемешаются вниз, вытесняя жидкость из насосной камеры 7 к забою скважины, т. е. цикл повторяется.Компенсация гидравлически ударов при обратном ходе насосного поршня 3 происходит за счет упругого сжатия пружины 6 между верхним опорным кольцом 14, перемещение которого вверх ограничено в цилинд. ре 4, и нижним опорным кольцом 15, имеющим возможность перемещения вверх в цилиндре 5 под действием усилия от насосного поршня 3. В связи с размещением всех клапанов погружного насоса, включая впускной 8, выпускной 9 и вспомогательный 10 клапаны, вдоль оси насоса, являющейся осью вращения, устраняется вредное влияние центробежных сил на работу клапанов; они занимают устойчивое центральное положение, что позволяет повысить КП,д погружного насоса. Такое размещение позволяет применить относительно большие по размеру клапаны, в том числе клапаны от буровых насосов, что позволяет обеспечить более высокую производительность насоса, необходимую для эффективной очистки забоя скважины.В случае заполнения штоковой полости 23 жидкостью через недостаточно плотные соединения излишек жидкости вытесняется при обратном ходе насосного поршня 3 через имеющиеся в нем каналы 24 и 22 и через вспомогательный клапан 10 в насосную камеру 7, что способствует дополнительному повышению эффективности погружного насоса.Размещение каналов 16 по касательной к полости 12 в значительной мере предотвращает вытеснение жидкости из полости 12 под действием центробежных сил из-за отсутствия прямых (радиальных) каналов, совпадающих с направлением действия центробежных сил. В связи с тем, что каналы 11 ориентированы в сторону вращения, образуется скоростной напор затрубцой жидкости, дополнительно компенсирующий вредное влияние центробежных сил. В целом, благодаря описанному выполнению каналов 11, повышается эффективность всасывация жидкости и, соответственно, КПД погружного насоса. 1. Погружной наос для создания месгной циркуляции жидкости в скважине, содержагций корпус, установленные в корпусе механически связанные между собой и подпружиненные относительно корпуса приводной и насосный поршни, расположенные соответственно в цилиндрах рабочей и насосных камер, размещенный вдоль оси насосной камеры впускной клапан, выпускной и вспомогательный клапаны для выпуска воздуха из приводной камеры, а также каналы, гидравлически сообщающие затрубное пространство, скважины с полостью впускного клапана, отличающийся тем, что. с целью повышения эксплуатационной надежности путем компенсации г цдравлических ударов при обратном ходе насосного порцгня за счет упругого сжатия пружины и компенсации несоосности цилиндров приводного и насскцого поршней, механическая связь приводного и насосного поршнсй выполнена посредством штока, снабженного установленными на нем с возможностью ограниченного перемещения вверх и вниз в корпусе верхним и нижним опорными кольцами, пружина размещена ца штоке с возможностью взаимодействия с приводным и насосным поршнями через опорные кольца, прц чем шток связан по крайней мере с одним из поршней шарнирным соединенцс м, установленным с возможностью наклона и радиального смегцения.2. Насос по и 1, аглпчакгщпйея тем, что шарнирное соединение штока с одним из поршней выполнено в виде связанной со штоком шейкой шарообразной головки, расположенной в выполненной в щели поршня радиально ориентированной цилиндрической полости, имеющей паз, причем шейка выполнена с возможностью взаимодействия с пазом,3. Насос по п. 1, от.гпчавщииг я тем, что, с целью повышения КПД за счет устранения вредного влияния центробежных сцл на работу клапанов, выпускной и вспомогательный клапаны размещены вдоль оси насоса, причем вспомогательный клапан чстановлегг в осевом канале насосногопоршня, гидравлически сообщающего штоковую полость с насосной камерой.4, Насос по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД при прямой промывке скважины за счет компенсации вредного влияния центробежных сил на эффективность процесса всасывания жидкости из затрубного пространства скважины, каналы, гидравлически сообщающие затрубное пространство с полостью впускного клапа на, выполнены по касательной к ней и направлены в сторону вращения.