PL8199B1 - Pompa z silnikiem elektrycznym pograzonym w plynie otworu wiertniczego. - Google Patents

Description

Wynalazek niniejszy dotyczy pompy, polaczonej bezposrednio z silnikiem elek¬ trycznym, wiszacej na rurze tlocznej i (za¬ nurzonej w plynie otworu wiertniczego.Pompy tego rodzaju znane sa juz w prze¬ róznych wykonaniach.Najpierw zastosowane tu sa wydyszy- ny, zawierajace dwutlenek wegla, pocho¬ dzace z silników spalinowych, znajduja¬ cych sie na powierzchni. Znany jest spo¬ sób, polegajacy na doprowadzaniu z po¬ wierzchni powietrza sprezonego lub dwu¬ tlenku wegla do elektrycznego silnika na- pednego w tym celu, aby w nim wytwo¬ rzyc taka preznosc, któraby nie pozwala¬ la plynom, w jakich silnik jest gleboko zanurzony, przeniknac do wnetrza przez nieszczelne dlawnice lub podobne narza¬ dy i uszkodzic jego uzwojenie. Jednak w niektórych warunkach powietrze sprezone nie moze byc stosowane z powodu niebez¬ pieczenstwa wybuchu, a dostarczanie zas sprezonego dwutlenku wegla jest malo e- konomiczne. Uzyte spaliny ze znajdujacej sie na powierzchni instalacji parowej lub wydyszyny silników spalinowych wprowa¬ dza sie po oczyszczeniu i osuszeniu do silnika elektrycznego pracujacego na dole.Umieszczanie sprezarki na powierzchni wymaga osobnego silnika i calego szeregu przyrzadów, jak równiez wymaga przepro¬ wadzenia wdól przewodu tlocznego, któ¬ rym doprowadza sie gaz sprezony do sil¬ nika elektrycznego. Jezeli jednak na waleglównego silnika elektrycznego umiesci sie mala sprezarke, to zbednym bedzie osobny * silniki vnapedy \ |iafeprzyrzad rozruchowy-, albo tez inne**p°dbbne urzadzenie i nie be¬ dzie potrzeba skierowac rury ssawnej na powierzchnie. W wielu razach wystarcza calkowicie, gdy rure ssawna wydluzy sie o pare metrów ponad najwyzszy poziom plynu. Przy zastosowaniu wiec sprezarki, napedzanej bezposrednio od silnika pom¬ py, oszczednosc na samej tylko rurze jest dosc duza.Zastosowanie samoczynnego miarkow- nika preznosci, który utrzyma odpowiednia preznosc we wnetrzu silnika bedzie rów¬ niez wskazane. Znane sa sposoby oddzia¬ lywania na te preznosc, polegajace na tem, ze powierzchnia plynu przenikajacego do silnika ztostaje wykoraystywana do .steiioiwa- nia preznosci we wnetrzu silnika.Jednak urzadzenia takie powinny byc zaniechane, poniewaz wilgoc z tloczonej repy, solanki lub wody wywiera bardzo szkodliwy wplyw na rózne czesci silnika, Wedlug wynalazku niniejszego stosuje sie miarkownik, którego dzialanie opiera sie na równowadze trzech sil: cisnienia ze¬ wnetrznego, cisnienia wewnetrznego o^ raz nacisku malej sprezyny róznicowej. Ta ostatnia sila w poszczególnych przypad¬ kach moze byc równa zeru. Miarkownik uzywa sie zarówno przy wylaczaniu spre¬ zarki, jak i do zamykania doplywu dopro¬ wadzanego z zewnatrz czynnika sprezo¬ nego.Aby zapobiec opadnieciu ciezkiego ze¬ spolu maszyn stosowane byly urzadzenia oparte na dzialaniu sprezyny uginanej przez mase. W chwili rozpoczynajacego sie opadania masa jest niewazka i sprezy¬ na przyspiesza, co wykorzystuje sie do usuniecia hamujacych klocków pomiedzy rure otworu wiertniczego i silnik, wzgled¬ nie pompe. Klocki hamujace, uzyte do za¬ suwania, posiadaja równie o bardzo du¬ zym kacie nachylenia (45°), które odrazu powoduja bardzo szybki ruch w kierunku promienia. Dopiero gdy kliny znajda sie blisko scianek otworu wiertniczego katy o wielkosci okolo 45° zmieniaja sie na katy bardzo oistre. Dzialanie tego przyrzadu pole¬ ga na szybkiej zmianie odleglosci miedzy pompa (lub silnikiem) i scianka otworu wiertniczego. Urzadzenie wiec pomimo du¬ zych glebizn pracuje bardzo pewnie.Poniewaz pompa wisi czesto na 1000 m, lub glebiej, pod powierzchnia ziemi, przeto zawór wsteczny musi uszczelniac nalezy¬ cie, by nie dopuszczac do silnika tloczo¬ nego plynu, znajdujacego sie w rurze tlocznej. Jednak przy zupelnie szczelnym zaworze wstecznym silnik i pompa pod¬ czas uruchomiania musza odrazu pracowac na najwyzsze cisnienie. Aby uniknac tego najwiekszego uderzenia urzadzone sa ko¬ mory, w których czynnik tloczny dopro¬ wadza sie odpowiednio do preznosci, stopniowo wzrastajacej podczas tloczenia.Gdy pompa jest nieczynna, to gaz (powie¬ trze), silnie sprezony w górnym koncu ko¬ mory, powoduje wytlaczanie plynu z ko¬ mory, przez pompe niezupelnie szczelna.Zatem pompa i silnik z poczatku nie maja pelnego obciazenia, pomimo, iz caly po¬ przednio natloczony plyn cisnie jeszcze na zawór wsteczny.Poniewaz pompa znajduje sie gleboko w ziemi i calemi miesiacami nie wyciaga sie jej z otworu wiertniczego, przeto nie mozna smarowac zapomoca smaru dopro-* wadzonego z zewnatrz. Lozyska sa zatem tak wykonane, ze smarowanie odbywa sie zapomoca samego plynu tloczonego, któ¬ ry przytem oczyszcza sie zapomoca osob¬ nego przyrzadu i ogranicza ilosciowo za¬ pomoca dlawienia. Nieprzerwany stru¬ mien tloczonego plynu uzyty do smarowa¬ nia otrzymuje sie w ten sposób, ze koniec zlobka ze smarem laczy sie z przestrzenia ssawna, podczas gdy poczatek zlobka la¬ czy sie z przestrzenia tloczna.Na rysunku fig. 1 uwidacznia urzadze- — 2 -nie, w którcm pompa umieszczona jest nad silnikiem.Fig, 2 jest to w powiekszeniu znana pompa zlozona z kól zebatych; fig. 3 jest powiekszonym widokiem samoczynnego miarkownika cisnienia; fig. 4 jest zespo¬ lem gleboko opuszczonym, w którym pom¬ pa odsrodkowa umieszczona jest pod sil¬ nikiem; fig. 5 jest powiekszonym widokiem samoczynnego miarkownika cisnienia; fig. 6 jest powiekszonym widokiem przyrzadu zatrzymujacego.Pompa dziala w sposób nastepujacy.Na fig. 1 zespól pompujacy wisi na ru¬ rze tlocznej 1, przez która plyn tloczony jest wgóre. Wal silnika elektrycznego 2 przepuszczono przez dlawnice 3, przyczem za posrednictwem sprzegla 4 napedza pompe zebnicowa 5. Pompa ssie plyn (np. rope naftowa) w kierunku strzalki 6 i tlo¬ czy ja przez zawór wsteczny 7 do prze¬ wodu 1.Na walku silnika 2 osadzono sprezarke 8, znanej budowy , ssaca przez oczyszczacz 9 i sprezajaca ten gaz z otworu wiertnicze¬ go 10, który przez wlot 11 dostaje sie do wnetrza silnika. Mozna równiez pominac oczyszczacz 9 i skierowac przewód ssaw¬ ny 12 az na powierzchnie, wtedy przez o- suszacz 13 i oczyszczacz 14 mozna ssac majace mniej tlenu wydyszyny silnika spa¬ linowego 15, przez co unika sie wybuchów przy powstawaniu iskier we wnetrzu sil¬ nika.Gaz sprezony wypelnia wnetrze 16 sil¬ nika i zapobiega przenikaniu plynu tloczo¬ nego przez nieszczelna dlawnice 3 do wnetrza. Aby preznosc wewnetrzna byla zawsze w odpowiednim stosunku do ze¬ wnetrznego cisnienia plynu, którego po¬ ziom stale sie waha, przewidziany jest sa¬ moczynny miarkownik 17 (fig. 3). Przez otwór 18 dolna strona przepony 20 styka sie bezposrednio z tloczonym plynem o- tworu wiertniczego. Prócz tego w tym sa¬ mym kierunku oddzialywa na przepone nacisk sprezyny 19, która przed opuszcze¬ niem pompy mozna nastawic na wymaga¬ na róznice cisnien. Nacisk sprezyny moze byc przy miarkowaniu zmniejszony az do zera, to znaczy, ze w poszczególnych przy¬ padkach sprezyna moze byc pominieta. Z górnej strony na przepone dziala preznosc wewnetrzna, i kiedy cisnienie zewnetrzne wzrasta, to przepona 20 unosi sie. Trzpien 21, osadzony w prowadzeniu 22 przepony, naciska fprzytem na sprzeglo 23. Poniewaz trzpien laczy sie z napedem sprezarki, przeto ostatnia zaczyna pracowac i czynna jest az do chwili, gdy preznosc wewnetrz¬ na bedzie wieksza od sumy cisnienia ze¬ wnetrznego i nacisku sprezyny. W tej chwili przepona opuszcza sie i sprezarka wylaczy sie. Jezeli preznosc wewnetrzna wskutek zbyt wielkich strat zmniejsza sie przez dlajwnice, to równowaga trzech sil zostaje znowu zachwiana i gra rozpoczyna sie na nowo.Pomiedzy zaworem wstecznym 7 pom¬ py i przestrzenia tloczna osadzona jest rur¬ ka 25, która siega wdól prawie az do pom¬ py. Dzieki tej rurze przestrzen 26, dziala¬ jaca jak dzwon nurkowy, oddziela sie od wlasciwej rury tlocznej. Gdy pompa opu¬ szcza sie po raz pierwszy, przestrzen ta wypelniona jest powietrzem. Podczas tlo¬ czenia do przestrzeni tej wciska sie plyn i stlacza przytem to powietrze. Gdy pom¬ pa zatrzyma sie chwilowo, to zawór wsteczny zamyka sie niezwlocznie, a silnie sprezone powietrze w przestrzeni 26 wy¬ ciska z niej plyn przez zawsze nieco nie¬ szczelna pompe 5, silnik wiec i pompa przy ponownem uruchomieniu przez krótki czas pracuja bez przeciwcisnienia, co je bardzo oszczedza.Na fig. 2 uwidoczniono w podzialce zwiekszonej smarowanie pompy, gdzie 27 jest to rurka, wstawiona w rurze tlocznej /. Przez otwory 28, zaopatrzone w sita, plyn (np. ropa naftowa) przenika przez krazki 29, przepuszczajace tylko stosunko- — 3 —Wo maly strumien plynu tloczonego przez rure 27, która skierowana jest do prze¬ strzeni 30, polaczonej z osia 31 kól zeba¬ tych 32. Plyn tloczony przeplywa przez górne rowki smarownicze 33, poczem przez otwór 34 dostaje sie do dolnych rowków, azeby stamtad przez otwór 36 wyplynac nazewnatrz. Do tego ukladu moga byc do¬ laczone równiez inne rowki smarownicze.Przez zmiane ilosci krazków dlawiacych 29 mozna dowolnie zwiekszac lub zmniej¬ szac ilosc plynu pod cisnieniem uzywane¬ go do smarowania.Na fig. 4 pompa umieszczona jest pod silnikiem, przyczem sprezarka ssie i spre¬ za gazy o niewielkiej zawartosci tlenu.Odmiennie niz na fig. 1, zbiornik gazowy 26 jest tu utworzony w ten sposób, ze nad powietrznikiem pompy nasadzone sa dwie rury, w których gaz o zwyklej preznosci spreza sie dosc silnie przez wciskanie sie plynu tloczonego, aby przy chwilowym postoju pompy rozprezyc sie ponownie przez wytloczenie plynu.W urzadzeniu tern miarkownik cisnie¬ nia (fig. 5) rózni sie nieco od poprzedniego.Przepona 20 uruchomia trzon 21 izaworu 46, zamykajacego lub otwierajacego rure 37, przez która doprowadza sie zgóry gaz sprezony. Zamykanie i otwieranie zaworu zalezy od tego czy trzy sily: preznosc we¬ wnetrzna, cisnienie zewnetrzne i nacisk sprezyny znajduja sie lub nie beda w rów¬ nowadze.Na fig. 1, 4 i 6 pokazano przyrzad za¬ trzymujacy 38. Na przedluzeniu pompy o- sadzona jest tarcza 39, podtrzymujaca sprezyne 40, która sciska ciezar 41 w ksztalcie dzwonu. Gdy pompa zacznie o- puszczac sie, ciezar 41 przesuwa sie wgó- re z duzym naciskiem i wysuwa kliny 42 nazewnatrz. Ruch klinów nazewnatrz jest szybki dlatego, ze posuwaja sie one po¬ czatkowo po równi pochylej 43 pod katem 45°. Dopiero gdy kliny przysuna sie blisko scianek rury, równiez o kacie 45° zmieniaja sie w bardzo strome pochylenie 44, a wiec sila tarcia miedzy scianka rury 45 i kli¬ nem 42 otrzymuje wymagana wartosc do¬ piero w ostatniej chwili. PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe. lu Pompa z silnikiem elektrycznym po¬ grazonym w plynie otworu wiertniczego, znamienna tern, ze bezposrednio od walka silnika elektrycznego pompy napedzana jest sprezarka do ssania gazu z ponad po¬ wierzchni plynu i dio sprezania go we fwne- trzu silnika, 2. Pompa wedlug zasitrz. 1, znamienna tern, ze wewnatrz silnika znajduje sie sa¬ moczynny miarkownik preznosci, który w ten sposób 'oddzialywa na zmiany równo¬ wagi miedzy preznoscia wewnetrzna, ci¬ snieniem zewnetrznem i nastawiana spre¬ zyna, ze przy (wzroscie cisnienia zewnetrz¬ nego lub znizki preznosci wewnetrznej na¬ stepuje wlaczenie sprezarki (fig. 1 i 3) lub zamkniecie zaworu wlotowego (46 fig. 4 i 5), przyczem preznosc wewnetrzna jest za¬ wsze wieksza od hydrostatycznego cisnie¬ niaplynu. ; 3. Pompa wedlug zastrz. 1, znamienna tein, ze w celu unikniecia wybuchów, do wytwarzania odpowiedniej preznosci w sil¬ niku elektrycznym niezbedne wydyszyny ssane sa z silnika spalinowego, sprezane i skierowywane wdól juz w stanie sprezonym (fig. 4). 4. Pompa wedlug zastrz, 1, znamienna tern, ze miedzy rura tloczna pompy i zawo¬ rem wstecznym znajduje sie zbiornik gazu (fig. 1 i 4—26), ido którego wtlacza sie wy¬ dyszyny, gdy pompa pracuje i z którego wydyszyny sa wytlaczane, gdy pompa chwilowo sie zatrzyma, co ma na celu u- mczliwienie rozruszania pompy i silnika bez obciazenia po chwilowym postoju, pomimo ze nad zaworem wsitecznym pozostaje islup tloczonego plynu. 5. Pompa wedlug zastrz. 1, znamienna — 4 —tern, ze do smarowania zastosowajny jest przyrzad, którego plyn tloczony smaruje walki i przeplywa przez rowki smarownicze laczace calkowicie lub czesciowo rure tloczna i ssawna pompy, przyczem strumien plynu mozna nastawiac zapomoca dlawika znanej budowy. 6. Pompa wedlug zastrz. 1, znamienna tern, ze zaopatrzona jesit w przyrzad za¬ trzymujacy, w którym kliny hamujace po¬ siadaja powierzchnie wewnetrzne o wiek- szem i mniejszem pochyleniu, z których pierwsze przesuwaja klocki od polozenia poczatkowego do polozenia bliskiego po¬ czatku hamowania, a drugie zatrzymuja przesuw klocków podczas hamowania. Harry Sauveur. Zastepca: I. Myszczynski, rzecznik patentowy.Do opisu patentowego Nr 8199. Ark. i. i iM i, ADo opisu patentowego Nr 8199. Ark.

2. f% C% ffg^ Druk L. Boguslawskiego, Warszawa. PL PL