DE4307330A1 - Bohrlochförderpumpe mit Backendichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Bohrlochförderpumpe mit Backendichtung, bestehend aus einem Zylinder, Ven­ tilen, einem Tauchkolben, bei dem auf der Mantel­ fläche Nuten angebracht sind, in denen sich Backen befinden, die an ihren Außenflächen die gleiche Krümmung aufweisen wie der Zylinder, sowie in jeder Nut eine Backenstützfeder. Sie wird in der Erdölin­ dustrie zum Auspumpen von Flüssigkeit aus tiefen Bohrlöchern verwendet

Im Stand der Technik ist nach S.K. Gimatudinov: Nachschlagebuch zur Erdölgewinnung, 1974, S. 318-319, eine Bohrlochförderpumpe bekannt, bei der ein hohes Dichtvermögen der Tauchkolben-Zylinder-Paa­ rung dadurch erreicht wird, daß auf dem Tauchkolben Dichtungsringe aus Gummi, Kunststoff oder anderen elastisch gut verformbaren Materialien verwendet werden. Bei dieser Pumpenanordnung ist nachteilig, daß die Dichtungselemente einem hohen Verschleiß unterliegen, was insbesondere durch das als Schleifmittel wirkende zu fördernde Medium und durch die großen Druckbelastungen hervorgerufen wird. Versuche, die elastischen Ringe durch ver­ schleißfeste Stahlringe zu ersetzen, schlugen bis­ her fehl, weil die geforderte gute Abdichtung nur einen sehr geringen Verschleiß dieser Stahlringe zuläßt. Nach UdSSR-Autorbescheinigung 1 028 874 ist auch eine Bohrlochförderpumpe mit einem Tauchkolben bekannt, bei der sich auf der Zylinderfläche des Kolbens Vertiefungen befinden, in welcher federnd gelagerte Stahldichtungsbacken angebracht sind. In dem Tauchkolben sind dabei dünne Querringe ange­ bracht, die ein Durchdringen der Flüssigkeit unter die Backen verhindern. Um dabei eine gute Abdich­ tung der Tauchkolben-Zylinder-Paarung zu erreichen, muß der Durchmesser der Querringe möglichst genau mit dem Durchmesser des Zylinders übereinstimmen und Scheiben mit sehr geringer Dicke verwendet wer­ den. Die Verwirklichung dieser Forderungen führt jedoch dazu, daß an der oberen Scheibenkante ein hoher Verschleiß auftritt, wodurch die Nutzungs­ dauer der Pumpe stark verringert wird. An den Rin­ gen bildet sich Grat und es treten Einknickungen auf, die die Beweglichkeit der Backen behindern, zum und zur Verminderung der Abdichtung führt. Dem­ zufolge zeichnen sich Pumpen mit hoher Abdichtung der Tauchkolben-Zylinder-Paarung durch eine sehr geringe Lebensdauer aus.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bohrlochförderpumpe anzugeben, die ein hohes Ab­ dichtungsvermögen der Tauchkolben-Zylinder-Paarung gewährleistet und bei der die beim Betreiben der Pumpe erforderlichen Reparaturintervalle erhöht werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß auf den Backen Aufliegestücke angeordnet sind, deren zylindrische Außenfläche mit der Außenfläche der Backen übereinstimmen, daß an den Backen eine radiale und eine axiale Fläche angebracht ist, an denen die Stirn- bzw. Innenflächen der Auflege­ stücke anliegen und daß die Stirnseite der Backen und die freie Stirnseite der Auflegestücke in einer Ebene liegen.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfin­ dungsgemäßen Pumpe befinden sich in jeder Nut drei bis sechs Backen.

Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht es, die zylindrische Oberfläche des Tauchkolbens exakt dem Durchmesser des Zylinders anzugleichen und damit eine spaltlose Abdichtung zwischen Zylinder und Tauchkolben zu gewährleisten.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines Aus­ führungsbeispieles näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfin­ dungsgemäße Bohrlochförderpumpe mit Backendich­ tung und

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnittes der Dichtungsstelle.

Die wesentlichen Bestandteile der Bohrlochförder­ pumpe sind der Tauchkolben 1, der Zylinder 2, ein Druckventil 3, ein Aufnahmeventil 4, und der Filter 5. In den Nuten 6 des Tauchkolbens 1 befinden sich die Backen 7, auf die die Auflegestücke 8 aufge­ setzt sind. Die Berührungsflächen von Backen 7 und Anlegestück 8 sind die Radialfläche 9 und die Axi­ alfläche 10. Die Backen 7 stützen sich an der Feder 11 ab. Die Pumpenanordnung wird mit Hilfe der Stange 12 in das Bohrloch eingebracht und stützt sich innerhalb der Pumpenkompressorrohre auf einen Kegelsattel 14 ab. In den Tauchkolben 1 sind ring­ förmige Nuten 6 eingearbeitet. Die Anzahl der Ring­ nuten bestimmt die Qualität der Abdichtung der Pumpe und damit die Förderhöhe der Pumpe. Die An­ zahl der Ringe kann vorzugsweise im Bereich von 10 bis 20 gewählt werden. Für große Bohrlochtiefen wird die maximale Anzahl der Nuten 6 auf den Tauch­ kolben 1 angebracht. Die Nuten 6 können dabei ent­ weder gleichmäßig über die Länge des Tauchkolbens verteilt sein, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, oder sie können gruppenweise an den Rändern, im Zentrum oder anderen Abschnitten angeordnet werden. Durch die Auswahl der Anordnung der Nuten ist es möglich, die Vorrichtung an die Krümmung des Bohr­ loches anzupassen. In jeder Nut 6 befinden sich drei bis sechs Backen 7. Sowohl eine höhere als auch eine geringere Anzahl der Backen 7 verursachen ein zusätzliches Durchsickern von Flüssigkeit und bewirken damit eine Verringerung der möglichen För­ derhöhe. Durch eine größere Anzahl von Backen ver­ ringert sich der Kontaktdruck an den Rändern der Backen und verringert damit die Abdichtung, insbe­ sondere wenn Verschleiß eingetreten ist. Bei gerin­ ger Anzahl der Backen werden die Spalte zwischen den einzelnen Backen größer, wodurch ebenfalls die Abdichtung verschlechtert wird.

Die Auflegestücke 8 sind auf den Berührungsstellen der Backen 7 angeordnet. Ihre Anzahl entspricht der Anzahl der Backen 7 in der Nut 6. Es ist auch mög­ lich, eine geringere Anzahl von Auflegestücken zu verwenden als Backen vorhanden sind. Wird die An­ zahl gleich gewählt, so wird eine sichere Abdich­ tung an allen Berührungsstellen der Backen auch bei ungünstigen gegenseitigen Anordnungen der Backen und Auflegestücke gewährleistet. Um ein spaltloses Anliegen zu gewährleisten, stimmen die Radialflä­ chen 9 und die Axialflächen 10 der Backe 7 mit der Geometrie des Auflagestückes 8 überein. Die Außen­ fläche von Auflagestück und Backe 7 bilden damit eine einheitliche zylindrische Fläche, deren Durch­ messer mit dem des Zylinders 2 genau übereinstimmt.

Claims (2)

1. Bohrlochförderpumpe mit Backendichtung, beste­ hend aus einem Zylinder, Ventilen, einem Tauchkol­ ben, bei dem auf der Mantelfläche Nuten angebracht sind, in denen sich Backen befinden, die an ihren Außenflächen die gleiche Krümmung aufweisen wie der Zylinder, sowie in jeder Nut eine Backenstützfeder, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Backen Auflie­ gestücke angeordnet sind, deren zylindrische Außen­ fläche mit der Außenfläche der Backen übereinstim­ men, daß an den Backen eine radiale und eine axiale Fläche angebracht ist, an denen die Stirn- bzw. In­ nenflächen der Auflegestücke anliegen und daß die Stirnseite der Backen und die freie Stirnseite der Auflegestücke in einer Ebene liegen.

2. Bohrlochförderpumpe nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich in jeder Nut (6) drei bis sechs Backen (7) befinden.