RU2044161C1

RU2044161C1 - Submerged diaphragm electric pump for lifting bed liquid from well

Info

Publication number: RU2044161C1
Authority: RU
Inventors: Иван Алексеевич Колмаков
Original assignee: Иван Алексеевич Колмаков
Priority date: 1992-05-21
Filing date: 1992-05-21
Publication date: 1995-09-20

Abstract

FIELD: oil industry. SUBSTANCE: electric motor and pump with a reduction gear are mounted on the common shaft. Sucking and delivery valves are mounted inside the pump head vertically and are axially alined. The opposite end of the shaft of the electric motor is provided with the second identical pump mounted inside the housing for permitting its operation in antiphase with the first pump. The piping diaphragm is interposed between the sucking and delivery valves of the second pump and defines a space around it, the space being in communication with under-diaphragm space of the pump through passageways made in the head. The space is filled with a ballast liquid. Each of the pumps is provided with a free-running clutch at the site of connection with the shaft of the electric motor. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в объемных насосах для подъема жидкости из скважин. The invention relates to the field of pump engineering and can be used in volumetric pumps for lifting liquids from wells.

Известен диафрагменный электронасос, содержащий электродвигатель, насос с гидравлической головкой и цилиндрический корпус для их размещения [1]
Недостаток этого насоса ограниченность применения.Known diaphragm electric pump containing an electric motor, a pump with a hydraulic head and a cylindrical housing for their placement [1]
The disadvantage of this pump is limited application.

Наиболее близким из известных аналогов к предлагаемому техническому решению является диафрагменный электронасос, содержащий расположенные на одном валу электродвигатель и насос с редуктором, гидравлическим приводом плоской диафрагмы, всасывающим и нагнетательным клапанами, установленными в клапанной коробке [2]
Недостаток известного насоса состоит в том, что узел его редуктора рассчитан на ограниченную приводную мощность (не более 3,0 кВт), а это не позволяет увеличить производительность насоса и его напор, что сужает область его применения. Кроме того, из-за работы эксцентрикового привода возникает вибрация, которая крайне отрицательно воздействует на резиновые уплотнительные кольца, разделяющие полости нагнетания и всасывания клапанной коробки, способствует их быстрому износу, и вследствие этого нарушается герметичность соединения клапанной коробки с камерой насоса, что приводит к резкому снижению подачи последнего.The closest known analogues to the proposed technical solution is a diaphragm electric pump containing an electric motor and a pump with a gearbox, a hydraulic flat diaphragm actuator, suction and discharge valves installed in the valve box located on the same shaft [2]
A disadvantage of the known pump is that its gear unit is designed for limited drive power (not more than 3.0 kW), and this does not allow to increase the pump performance and its pressure, which narrows the scope of its application. In addition, due to the operation of the eccentric drive, vibration occurs that negatively affects the rubber o-rings separating the pressure and suction cavities of the valve box, contributes to their rapid wear, and as a result, the tightness of the connection between the valve box and the pump chamber leads to a sharp lower feed last.

Цель изобретения расширение области применения известного диафрагменного насоса путем использования двухмодульного варианта исполнения насоса, в котором диафрагменные насосы расположены по обе стороны от электродвигателя и работали бы в противофазе по эксцентриситетам валов эксцентриковых приводов насосов, обеспечивая двойную подачу электронасоса. The purpose of the invention is the expansion of the scope of the known diaphragm pump by using a two-module pump version, in which the diaphragm pumps are located on both sides of the electric motor and would work in antiphase according to the eccentricities of the shafts of the eccentric pump drives, providing a double supply of the electric pump.

Эта цель достигается тем, что в электронасосе, содержащем расположенные на одном валу электродвигатель и насос с редуктором, гидравлическим приводом плоской диафрагмы, рабочую камеру с всасывающим и нагнетательным клапанами, расположенными вертикально, соосно один другому, имеется установленный на противоположном конце вала электродвигателя другой аналогичный насос, расположенный в корпусе с возможностью его работы в противофазе с первым насосом. Между всасывающим и нагнетательным клапанами второго насоса установлена трубчатая диафрагма с образованием вокруг нее полости, соединенной каналами, выполненными в головке, с поддиафрагменной полостью этого насоса, заполненной балластной жидкостью. Каждый насос в месте его соединения с валом электродвигателя снабжен муфтой свободного хода. This goal is achieved by the fact that in an electric pump containing an electric motor and a pump with a gearbox, a hydraulic drive of a flat diaphragm located on one shaft, a working chamber with suction and discharge valves located vertically, coaxially to one another, there is another similar pump mounted on the opposite end of the motor shaft located in the housing with the ability to work in antiphase with the first pump. Between the suction and discharge valves of the second pump, a tubular diaphragm is installed with the formation of a cavity around it, connected by channels made in the head, with a sub-diaphragm cavity of this pump filled with ballast fluid. Each pump at its junction with the motor shaft is equipped with a freewheel.

На фиг. 1 изображена верхняя часть насоса с электродвигателем; на фиг. 2 нижняя часть насоса; на фиг. 3 электронасос с частичными вырезами, общий вид; на фиг. 4 сечение А-А на фиг. 3; на фиг. 5 сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 6 головка нижней части электронасоса. In FIG. 1 shows the upper part of a pump with an electric motor; in FIG. 2 bottom of the pump; in FIG. 3 electric pump with partial cut-outs, general view; in FIG. 4, section AA in FIG. 3; in FIG. 5, section BB in FIG. 3; in FIG. 6 head of the lower part of the electric pump.

Диафрагменный электронасос содержит электродвигатель 1, на валу которого установлены верхний 2 и нижний 3 диафрагменные насосы. Каждый из насосов имеет конический редуктор 4, эксцентриковый привод 5, плунжерный насос 6, являющийся гидравлическим приводом плоской эластичной диафрагмы 7. Верхний насос имеет головку 8, а нижний головку 9, в каждой из головок имеются всасывающий 10 и нагнетательный 11 клапаны. Плунжерные насосы 6 установлены для работы в противофазе по эксцентриситету валов эксцентриковых приводов 5. От пластовой жидкости электронасос изолирован стаканами 12 и 13, плоской диафрагмой 7 (в верхнем насосе), компенсатором 14 ( в нижем насосе) и заполнен маслом. Компенсатор 14 служит для компенсации температурного расширения масла. В головке 9 нижнего насоса 3 установлена труба 15, которая зафиксирована обоймой 16 и предназначена для соединения с напорной магистралью 17 верхнего насоса посредством муфты 18. Между всасывающим 10 и нагнетательным 11 клапанами нижней головки установлена трубчатая диафрагма 19. Рабочая камера 20 под диафрагмой 7 нижнего насоса 3 и внешняя полость 21 трубчатой диафрагмы 19 соединены каналами 22 и заполнены балластной жидкостью. В верхней и нижней частях электронасоса установлены фильтры 23. В месте соединения с валом электродвигателя насосы 2 и 3 снабжены муфтами свободного хода 24. Токопровод к электродвигателю 1 осуществляется через токоприемник 25 специальной муфтой снаружи электронасоса. The diaphragm electric pump contains an electric motor 1, on the shaft of which the upper 2 and lower 3 diaphragm pumps are installed. Each of the pumps has a bevel gear 4, an eccentric drive 5, a plunger pump 6, which is a hydraulic drive of a flat elastic diaphragm 7. The upper pump has a head 8, and the lower head 9, in each of the heads there are suction 10 and pressure 11 valves. Plunger pumps 6 are installed for operation in antiphase according to the eccentricity of the shafts of the eccentric drives 5. The electric pump is isolated from the reservoir fluid by cups 12 and 13, a flat diaphragm 7 (in the upper pump), compensator 14 (in the lower pump) and filled with oil. The compensator 14 serves to compensate for the thermal expansion of the oil. A pipe 15 is installed in the head 9 of the lower pump 3, which is fixed by a ferrule 16 and is designed to connect to the pressure line 17 of the upper pump by means of a coupling 18. A tubular diaphragm 19 is installed between the suction 10 and discharge 11 valves of the lower head 19. The working chamber 20 is below the diaphragm 7 of the lower pump 3 and the outer cavity 21 of the tubular diaphragm 19 are connected by channels 22 and filled with ballast fluid. Filters 23 are installed in the upper and lower parts of the electric pump. At the junction with the motor shaft, the pumps 2 and 3 are equipped with freewheels 24. The current lead to the electric motor 1 is provided through the current collector 25 with a special coupling outside the electric pump.

Электронасос работает следующим образом. The electric pump operates as follows.

Электродвигатель 1 через редукторы 4 и эксцентриковые приводы 5 приводят в действие плунжерные насосы 6, обеспечивающие колебание плоских диафрагм 7. В верхней головке 8 электронасоса колебания диафрагмы 7 обеспечивают работу клапанов 10 и 11. The electric motor 1 through the gearboxes 4 and eccentric actuators 5 drive the plunger pumps 6, which ensure the oscillation of the flat diaphragms 7. In the upper head 8 of the electric pump, the oscillations of the diaphragm 7 provide the valves 10 and 11.

В нижней головке 9 электронасоса колебания своей диафрагмы 7 передаются балластной жидкостью через каналы 22 на трубчатую диафрагму 19, которая, сжимаясь в поперечном направлении, пропускает внутрь себя пластовую жидкость, которая через клапаны 10 и 11 поступает в трубу 15 и соединяется с пластовой жидкостью, поступающей по трубе 17. In the lower head 9 of the electric pump, the oscillations of its diaphragm 7 are transmitted by the ballast fluid through the channels 22 to the tubular diaphragm 19, which, compressing in the transverse direction, passes the formation fluid inside, which through the valves 10 and 11 enters the pipe 15 and is connected to the formation fluid entering down the pipe 17.

Установка муфт свободного хода 24 позволяет отключить в случае необходимости один из насосов, а при поломке работающего насоса включить в работу резервный насос изменением направления вращения ротора электродвигателя переключением фаз на станции управления. The installation of freewheel 24 couplings allows one of the pumps to be switched off if necessary, and if the working pump breaks down, to turn on the standby pump by changing the direction of rotation of the motor rotor by switching the phases at the control station.

Электронасос позволяет вдвое увеличить подачу известного насоса при заданных напоре и диаметре обсадной колонны труб. The electric pump allows you to double the flow of the known pump at a given pressure and diameter of the casing pipe.

Claims

1. SUBMERSIBLE DIAGRAM ELECTRIC PUMP FOR LIFTING PLASTIC LIQUID FROM WELLS, comprising a pump with a gearbox located on one end of the motor shaft, a hydraulic drive of a flat diaphragm, a working chamber with suction and discharge valves located vertically and coaxially in the pump head, different from one another that it is equipped with a second identical pump mounted on the opposite end of the motor shaft, located in the housing with the possibility of its operation in antiphase with the first pump, when between the suction and discharge valves of the second pump, a tubular diaphragm is installed with the formation of a cavity around it, connected by channels made in the head, with a sub-diaphragm cavity of this pump filled with ballast fluid.

2. The electric pump according to claim 1, characterized in that each pump at its junction with the motor shaft is equipped with a freewheel.