Диафрагменная насосная установка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 09) И А 47/06 1)5 04 ИЯ дляВсего С 6 Мб ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЭОБРВТОРИЧНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 21) 4464265/25-29(7 1) Специальное проектно-йонсторское и технологическое бюропогружному электрооборудованиюбурения скважин и добычи нефтисоюзного научно-производственн13 1объединения Потенциал(56) Авторское свидетельство СВ 667685, кл. Г 04 В 43/06, 19 54) ДИАФРАГИЕННАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА(57) Изобретение м,б, использовано внасосных установках, предназначенныхдля подъема жидкости из скважин,Цель изобретения - повышение надежности и упрощение конструкции диафрагменной насосной установки. В корпусе К) 1 установлены кольцевой коллектор 7 и К 8 распределителя. Эксцентриковый вал 5 распределителякпкематически жестко связан с валомобъемного роторного насоса 4 и уста1562524 новлен вдоль его оси вращения в про-дольном отверстии 9 К 8, Вал 5 уста новлен с возможностью взаимодействия с толкателями клапанов 17, 19 высокого и низкого давлений соответственно, расположенных в К 8 радиально соответственно между выполненными в К 8 глухими продольными отверстиями . 12 и 13, Отверстия 12 и 13 связаны коллектором 7, соединенным с выходом насоса 4, и образуют выходы К 8. ТолИзобретение относится к гидрома,шиностроению, в частности к гидроприводным диафрагменным электронасосам,и может быть использовано для подъе,ма жидкости из скважин,Цель изобретения - повышение надежности и упрощение конструкции на;сосной установки.На фиг,1 изображена диафрагменная насосная установка, продольныйразрез; на фиг.2 - сечение А-А нафиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б нафиг,1.Диафрагменная насосная установкасодержит корпус 1, приводной маслонаполненный электродвигатель 2, валкоторого эластичной муфтой 3 соединен с валом объемного роторного на-.соса 4. С противоположной сторонывал насоса 4, кинематически жестко связан с эксцентриковым валом 5,например, через понижающий редуктор6, обеспечивающий снижение скоростивращения эксцентрикового вала 5 поотношению к скорости вращения валанасоса 4.В корпусе 1 установлены кольцевой коллектор 7 и корпус 8 распределителя. Продольное отверстие 9 вкорпусе 8 распределителя совмещенос продольным отверстием в кольцевомколлекторе 7, выполнено, например,центральным и составляет часть полости 10 низкого давления, ограниченной снизу торцом питающего насоса.,в котором расположен вход насоса 4.В центральном продольном отверстии9 установлен вдоль оси вращения насоса 4 эксцентриковый вал 5. Гидролиния 11 высокого давления связывает выход насоса 4 с кольцевым коллектором 7. В корпусе 8 распределителя выполнены пары из глухих прокатели клапанов 1 установлены с возможностью пересечения отверстий 12 и12. Каждый эксцентрик 16 и 18 на валу 5 установлен с возможностью взаимодействия с толкателями клапанов17 и 19, Оси симметрии поперечногосечения эксцентриков 16 и 18 смещены на угловое расстояние, равное смещению равномерно расположенных поокружности отверстий 12 и 13. 1 з,п,ф-лы, 3 ил. дольных отверстий, равномерно расположенные по окружности поперечногосечения корпуса 8 распределителя, 20 например, одна пара (фиг.1) образована отверстиями 12 и 13. Число парсоответствует числу рабочих каналов,которое для обеспечения равномерности нагрузки приводного двигателя 2 25 может равняться трем и более (фиг.1 -3, показана установка, имеющая три, рабочих канала). Продольное отверстие 12. соединено с кольцевым коллектором 7, а продольное отверстие13 является одним из выходов корпуса 8 распределителя. Отверстие 13(фиг.1) соединено с гидролинией 14,связанной с приводной камерой 15,Зксцентрик 16 вала 5 выполнен с возможностью взаимодействия с толкателем клапана 17 высокого давления,который, открываясь, соединяет глухие отверстия 12 и 13, причем толкатель клапана 17, установленный в 40 корпусе Ы распределителя, по скользящей посадке пересекает отверстие13. Клапан 17, соединяя отверстия12 и 13, тем самым связывает приводную камеру 15 с гидролинией 11 45 высокого давления.Эксцентрик 18 выполнен с возможностью взаимодействия с толкателем19 низкого давления, которьп, открываясь, соединяет для данного ваРианта глухое продольное отверстие13 с центральным продольным отверстием 9,тем самым связывая приводную камеру 15 с полостью 10низкого давления и входом насоса 4,Каждая эластичная диафрагма 20 разделяет рабочую камеру на приводную15 и насосную 21, Насосная камера21 соединена с гидролинией 22, которая доходит до насосной головки1562524 523 и соединяется с каналом 24 вней. Канал 24 в головке 23 соединенс всасывающим клапаном 25 и нагнетательным клапаном 26.Торец головки 23 ограничивает полость 10 низкого давления сверху.Над головкой 23 размещен фланец 27с коллектором 28, в который выходитнагнетательный клапан 26. Аналогичным образом выполнены и остальныерабочие каналы, которые начинаютсяв корпусе 8 распределителя и заканчиваются в коллекторе 28, К второмурабочему каналу относятся глухиепродольные отверстия 29 и 30 и клапаны 31 и 32 соответственно низкого и высокого давлений, а к третьему рабочему каналу - глухие продольные отверстия 33 и 34, клапан35 низкого давления и клапан 36высокого давления,К фланцу 27 присоединена насосно-компрессорная труба 37, котораясообщена с коллектором 28, и токоввод 38. Оси симметрии поперечногосечения эксцентриков 16 и 18 смещены на угловое расстояние, равноесмещению отверстий 12 и 13 относительно отверстий 33 и 34,Эксцентрики 16 и 18, Открывающие клапаны 19, 3 1, 35 и 17, 32, Збнизкого и высокого давлений соответственно, для обеспечения равномерной работы установки, включающейтри камеры, выполнены с возможностью перекрытия одновременно двухклапанов, каждым эксцентрик 18 устаоновлен с угловым смещением 120относительно эксцентрика 16, обеспечивающим отставание по фазе от эксцентрика 16 так, что в одном рабочем канале клапаны высокого и .низкого давлений не открыты или закрытыодновременно. В этом случае получено постоянство нагрузки приводного электродвигателя 2 и питающего насоса 4, так как в момент включения или отключения одного из рабочих каналов на нагнетание или всасывание всегда параллельно с ним работает еще один канал,Так, например, эксцентрик .16 (фиг.З) открывает одновременно клапаны 17 и 32 высокого давления, а эксцентрик 18 (фиг,2) открывает клапан 35 низкого давления,6В камере 15 находится приводнаяжидкость, камера 21 заполнена пластов ой жидкостью еДиафрагменная насосная установка 5работает следующим образом.При включении электродвигателя 2вращение его вала через муфту 3передается на вал объемного роторного насоса 4, который нагнетает при-водную жидкость по гидролинии 11 высокого давления в кольцевой коллеке%тори в отверстие 12 в корпусе 8распределителя, Вал насоса 4 начинает вращать входной вал понижающегоредуктора б, выходной вал .которогоприводит во вращение эксцентриковыйвал 5.Эксцентрик 16 нажимает толкатель клапана 17 высокого давления и .20 открывает последний, соединяя приэтом глухие продольные отверстия 12и 13. Приводная жидкость под высокимдавлением поступает в отверстие 13,из него в гидролинию 14 и далее в 25 приводную камеру 15, которая эластичной диафрагмой 20 отделяется от на сосной камеры 21, в которой находится пластовая жидкость. Под действием давления приводной жидкости диа фрагма 20 перемещается в сторону насосной камеры 21 и вытесняет пластовую жидкость по гидролинии 22 черезнагнетательный клапан 26, коллектор28 в насосно-компрессорную трубу 37,При дальнейшем вращении эксцентрикового вала эксцентрик 16 освобождает толкатель клапана 17 высокогодавления, который закрывается, и прекращается нагнетание жидкости под 40 высоким давлением в приводную камеру 15. Под действием столба жидкостив насосно-компрессорных трубах 37закрывается выпускной клапан 26. Затем эксцентрик 18 нажимает толкатель 45 клапана 19 низкого давления, последний открывается и соединяет глухоеотверстие 13 с центральным продольным отверстием 9 в корпусе 8 распределителя, совмещенным с отверсти ем в кольцевом коллекторе 7 которое является частью полости 10 низкого давления. Насос 4 откачиваетприводную жидкость из приводной камеры 15 по гидролинии 14, глухомуотверстию 13, центральному продольному отверстию 9. Под действием перепада давления,возникающего содной стороны за счет разрежения,создаваемого насосом 4, а с другой5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 551 стороны за счет подпора, создаваемого пластовой жидкостью, динамический уровень которой в условияхэксплуатации должен находиться вышеустановки, открывается всасывающийклапан 25 и пластовая жидкость поступает по гидролинии 22 в насоснуюкамеру 21, перемещая при этом диафрагму 20 в направлении к приводной камере 15.Распределение циклов работы между рабочими каналами осуществляютследующим образом.Пусть в начальный момент (фиг.3)эксцентрик 16 открывает клапаны 17и 32 высокого давления, соединяяглухие отверстия 12 и 13, 29 и 30,следовательно, через выходы распределителей 13 и 29 происходит нагнетание приводной жидкости в приводные камеры первого и второго рабочихканалов и вытеснение пластовой жидкости из насосных камер 21 в насосно-компрессорные трубы 3 7, Одновременно (фиг.2) эксцентрик 18открывает клапан 35 низкого давлеНия, т.е. соединяет глухое продольное отверстие 33 с отверстием 9, которое является составной частью полости 10 низкого давления, по которой приводная жидкость поступает навход насоса 4. Таким образом, втретьем ра.бочем канале происходитоткачка приводной жидкости из приВодной камеры и всасывание пластовой жидкости в насосную камеру изскважины,При вращении эксцентрикового вала5 против часовой стрелки (фиг.2 и3) эксцентрик 16 освобождает толкатель 17 высокого давления и клапан17 закрывается и, следовательно,Нрекращается нагнетание приводнойжидкости в приводную камеру 15 первого рабочего канала, а продолжается - в приводную камеру 15 второгорабочего канала. После того, какзакрылся клапан 17, эксцентриком 18открывается клапан 19 низкого давления и первый рабочий канал подключается к входу насоса 4, при этомвсасывание осуществляется одновременно в третьем и первом рабочих каналах. Аналогичным образом происходит подключение и отключение рабочих каналов при дальнейшем вращении эксцентрикового вала 5.Формула и з о б р е т е н и я1. Диафрагменная насосная установка для подъема жидкости иэ скважин, содержащая корпус, гибкие рабочие органы, каждый из которых установлен между насосной и приводной камерами, с последними из которы связаны выходы распределителя, электродвигатель, приводящий объемный роторный насос, насосную головку с всасывающим и нагнетательным клапанами, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности и упрощения конструкции, распределитель выполнен в виде корпуса с эксцентриковым валом, кинематически жестко связанным с .валом объемного роторного насоса и установленным вдоль его оси вращения в продольном отверстии корпуса распределителя с возможностью взаимодействия с толкателем клапанов высокого и низкогодавления, установленных в корпусераспределителя радиально соответственно между выполненными в корпусераспределителя глухими продольнымиотверстиями, связанными кольцевымколлектором, установленным под корпусом распределителя, соединенным свыходом насоса, и образующими выходыраспределителя глухими продольнымиотверстиями, а также между последними и продольным отверстием корпусараспределителя, которое совместно скорпусом установки, торцами объемного роторного насоса и насосной го -ловки образуют полость низкого давления, связанную с входом насоса,причем толкатели клапанов высокогодавления установлены с возможностью .пересечения отверстий, образующих выходы распределителя, а каждый эксцентрик на валу установлен с возможностью взаимодействия с толкателямиодноименных клапанов,2Установка по п.1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что оси симметрии поперечного сечения эксцентриков.смещены на угловое расстояние,равное смещению равномерно расположенных по окружности глухих отверстий, связанных кольцевым коллектором..Сердокова став Корректор Т.Мале хре ираж 497 олписное твенного комитет 113035, Москва,НИИПИ Госуд оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 1 О Редактор М,БланарЗаказ 104 б по изоб -35, Ра ениям и открытиям при ГКНТ СССРкая наб., д. 4/5