RU2125664C1

RU2125664C1 - Pumping unit

Info

Publication number: RU2125664C1
Application number: RU98100815A
Authority: RU
Inventors: О.М. Бабаев; Е.Л. Гуревич; К.И. Кошкин; И.Я. Клюшин; Н.Н. Прохоров; З.Х. Салахетдинов
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью Институт науки и культуры "Магистр"
Priority date: 1998-01-27
Filing date: 1998-01-27
Publication date: 1999-01-27

Abstract

FIELD: oil producing industry; equipment used for pumping liquid out of wells. SUBSTANCE: pumping unit has housing with rod mounted inside it which is engageable with working member of working pump, rod reciprocating mechanism, distributor with change-over mechanism, delivery and drain mains brought out to distributor and connected with drive of pump. Housing is provided with cover having hole where rod is mounted. Rod reciprocating mechanism is made in form of two bellows mounted on two sides relative to cover and connected with rod. Cavities of these bellows are communicated with delivery and drain mains. Change-over mechanism of distributor is made in form of pusher which may be engageable with distributor fastened with slider fitted on rod. Slider is engageable with retainer secured on cover. Pusher is passed through slot provided in plate secured on rod. EFFECT: enhanced reliability and increased service life of pumping unit due to bellows mechanism used together with change-over mechanism. 1 dwg

Description

Изобретение относится к насосостроению и может найти применение в нефтедобывающей промышленности в составе оборудования для откачки жидкостей из скважин. The invention relates to a pump engineering and may find application in the oil industry as a part of equipment for pumping fluids from wells.

Известен объемный насос, содержащий рабочую и приводную камеры, в которых расположен шток с выступами, соединенными с сильфонами, установленными в приводной и рабочей камерах, причем в рабочей камере смонтированы всасывающий и нагнетательный клапаны, а в приводной камере - привод возвратно-поступательного перемещения штока, причем полости сильфонов заполнены рабочей средой. A volume pump is known, comprising a working and a driving chamber, in which a rod is located with protrusions connected to bellows installed in the driving and working chambers, the suction and discharge valves are mounted in the working chamber, and the reciprocating rod drive is mounted in the driving chamber, moreover, the bellows cavity is filled with a working medium.

( а.с. СССР N 687254, кл. F 04 B 43/00, 1979). (A.S. USSR N 687254, class F 04 B 43/00, 1979).

В результате анализа конструкции данного насоса необходимо отметить, что он без значительных конструктивных доработок не может быть использован в составе насосных агрегатов (в том числе и погружных), причем известный насос обладает невысокой надежностью, обусловленной утечкой рабочей среды из полости сильфонов. При эксплуатации насоса необходимы дополнительные затраты энергии на сжатие рабочей среды в полости между сильфонами. As a result of the analysis of the design of this pump, it should be noted that without significant structural modifications it cannot be used as part of pumping units (including submersible ones), moreover, the known pump has low reliability due to leakage of the working medium from the bellows cavity. When operating the pump, additional energy costs are required to compress the working medium in the cavity between the bellows.

Известен насосный агрегат, содержащий корпус с размещенным в нем штоком, имеющим возможность взаимодействия с приводным органом рабочего насоса, механизм возвратно-поступательного перемещения штока, а также распределитель, напорную и сливную магистрали, подведенные к распределителю и соединенные с приводным насосом, а в корпусе насосного агрегата установлена крышка с отверстием, в котором размещен шток, механизм возвратно-поступательного перемещения которого выполнен в виде установленных с двух сторон относительно крышки и соединенных со штоком сильфонов, полости которых через установленный в крышке распределитель соединены с нагнетательной и сливной магистралями. ( патент США N 2464095, кл. F 04 B 43/12, 1949) - наиболее близкий аналог. A known pump assembly comprising a housing with a rod located in it having the ability to interact with the drive body of the working pump, a mechanism for reciprocating rod movement, as well as a distributor, pressure and drain lines, connected to the distributor and connected to the drive pump, and in the pump housing the unit has a lid with a hole in which the rod is located, the reciprocating movement of which is made in the form of installed on both sides relative to the lid and connected s with rod bellows cavity through which the valve installed in the lid connected to the drain and injection routes. (US patent N 2464095, CL F 04 B 43/12, 1949) is the closest analogue.

В результате анализа данной конструкции необходимо отметить, что она как и заявленная, может быть использована для работы в скважине на глубине, имеет гидравлический привод механизмов, осуществляющих перекачивание рабочей жидкости (например, нефти), однако при эксплуатации данной конструкции в связи с отсутствием механизма переключения распределителя снижается надежность работы агрегата и срок его эксплуатации. As a result of the analysis of this design, it should be noted that it, as claimed, can be used to work in the well at a depth, has a hydraulic drive of the mechanisms that pump the working fluid (for example, oil), however, when using this design due to the lack of a switching mechanism the distributor decreases the reliability of the unit and its life.

Задачами, решаемыми настоящим изобретением, является повышение надежности работы насосного агрегата, а также срока его эксплуатации. The tasks solved by the present invention is to increase the reliability of the pump unit, as well as its life.

Поставленные задачи решаются тем, что в насосном агрегате, содержащем корпус с размещенным в нем штоком, взаимодействующим с приводным органом рабочего насоса, механизм возвратно-поступательного перемещения штока, распределитель, напорную и сливную магистрали, подведенные к распределителю и соединенные с приводным насосом, причем в корпусе установлена крышка с отверстием, в котором размещен шток, механизм возвратно-поступательного перемещения которого выполнен в виде установленных с двух сторон относительно крышки и соединенных со штоками сильфонов, полости которых через установленный в крышке распределитель соединены с напорной и сливной магистралями, новым является то, что насосный агрегат снабжен механизмом переключения распределителя, выполненным в виде толкателя, имеющего возможность взаимодействия с распределителем и скрепленным с установленным на штоке ползуном, взаимодействующим с фиксатором, закрепленным на крышке, а толкатель пропущен через паз, выполненный в закрепленной на штоке планке. The tasks are solved by the fact that in the pump unit containing the housing with a rod located in it, interacting with the drive element of the working pump, a reciprocating rod movement mechanism, a distributor, a pressure and drain line, connected to the distributor and connected to the drive pump, and the housing has a lid with a hole in which the rod is located, the reciprocating movement of which is made in the form of installed on both sides relative to the lid and connected to bellows windows, the cavities of which through the distributor installed in the lid are connected to the pressure and drain lines, the new fact is that the pump unit is equipped with a distributor switching mechanism made in the form of a pusher that can interact with the distributor and fastened to the slide mounted on the rod interacting with the clamp mounted on the cover, and the pusher is passed through a groove made in a bar fixed on the rod.

При проведении патентных исследований заявителем не обнаружены решения идентичные заявленному, что позволяет сделать вывод о соответствии заявленного изобретения критерию "новизна". When conducting patent research, the applicant did not find solutions identical to the claimed one, which allows us to conclude that the claimed invention meets the criterion of "novelty."

Сущность заявленного изобретения не следует явным образом из известных решений, а следовательно, предложенное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень". The essence of the claimed invention does not follow explicitly from the known solutions, and therefore, the proposed invention meets the criterion of "inventive step".

Считаем, что сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления изобретения. We believe that the information set forth in the application materials is sufficient for the practical implementation of the invention.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлен насосный агрегат, осевой разрез. The invention is illustrated by the drawing, which shows the pump unit, axial section.

Насосный агрегат состоит из корпуса, содержащего две гильзы 1 и 2, между которыми размещена крышка 3. Полости гильз соединены друг с другом каналом 4, выполненным в крышке 3. В полостях гильз 1 и 2 и в отверстии (позицией не обозначено) крышки 3 размещен шток 5, одним концом связанный с приводным органом рабочего насоса (например, возвратно-поступательного типа - показан фрагментарно) насосного агрегата. The pump unit consists of a housing containing two sleeves 1 and 2, between which a cover 3 is placed. The cavity of the sleeves are connected to each other by a channel 4 made in the cover 3. In the cavities of the sleeves 1 and 2 and in the hole (not indicated by the position) of the cover 3 is placed rod 5, one end connected with the drive body of the working pump (for example, reciprocating type - shown fragmentarily) of the pump unit.

На штоке выполнены два выступа 6 и 7, один из которых (а именно, 6) находится в полости гильзы 1, а второй - в полости гильзы 2 (а именно, 7). Между выступами 6 и 7 и крышкой 3 установлены сильфоны 8 и 9. Two protrusions 6 and 7 are made on the stem, one of which (namely, 6) is in the cavity of the sleeve 1, and the second is in the cavity of the sleeve 2 (namely, 7). Between the protrusions 6 and 7 and the cover 3 installed bellows 8 and 9.

В крышке 3 расположен распределитель 10, к которому подведены нагнетательная 11 и сливная 12 магистрали. Распределитель 10 магистралями 13 и 14 связан с полостями сильфонов 8 и 9. A distributor 10 is located in the cover 3, to which a discharge 11 and a drain 12 of the main are connected. The distributor 10 lines 13 and 14 is connected with the cavities of the bellows 8 and 9.

На выступе 7 штока 5 установлена планка 15 с пазом, через который проходит закрепленный на ползуне 16 толкатель 17, контактирующий с распределителем 10. Ползун 16 установлен на штоке 5 и подпружинен упругим элементом 18 относительно крышки 3, на которой закреплен фиксатор 19, имеющий возможность взаимодействия с выступами 20 ползуна 16. On the protrusion 7 of the rod 5, a strap 15 is installed with a groove through which the pusher 17 mounted on the slider 16 passes, which is in contact with the distributor 10. The slider 16 is mounted on the rod 5 and is spring-loaded with an elastic element 18 relative to the cover 3, on which the latch 19 is fixed, with the possibility of interaction with protrusions 20 of the slider 16.

Для исключения перетечек в крышке 3 имеется уплотнение 21. To eliminate leakage in the cover 3 there is a seal 21.

Нагнетательная магистраль 11 связана с выходом приводного насоса 22 насосного агрегата. Приводной насос 22 соединен с маслозаполненным электродвигателем 23. Нагнетательная магистраль имеет предохранительный клапан 24. Сливная магистраль 12 соединена через масляный бак 25, имеющий эластичную диафрагму (диафрагмы) 26 (компенсатор объема), фильтр (фильтры) 27 со входом приводного насоса 22 насосного агрегата. Сливная магистраль имеет предохранительный клапан 28. The discharge line 11 is connected to the output of the drive pump 22 of the pump unit. The drive pump 22 is connected to an oil-filled electric motor 23. The discharge line has a safety valve 24. The drain line 12 is connected through an oil tank 25 having an elastic diaphragm (diaphragms) 26 (volume compensator), a filter (filters) 27 with the input of the drive pump 22 of the pump unit. The drain line has a pressure relief valve 28.

Насосный агрегат работает следующим образом. The pump unit operates as follows.

Приводная жидкость насосом 22 (приводимым в действие электродвигателем 23) по нагнетательной магистрали 11 подается к распределителю 10, который соединяет нагнетательную магистраль с магистралью 13, а следовательно, с полостью сильфона 8, а сливную магистраль 12 через магистраль 14 - с полостью сильфона 9. The drive fluid is pumped by a pump 22 (driven by an electric motor 23) through the discharge line 11 to the distributor 10, which connects the discharge line to the line 13, and therefore to the bellows cavity 8, and the drain line 12 through the line 14 - with the bellows cavity 9.

Приводная жидкость, нагнетаемая в полость сильфона 8, увеличивает его объем, что приводит к перемещению штока 5 (в плоскости чертежа вверх). The drive fluid injected into the cavity of the bellows 8, increases its volume, which leads to the movement of the rod 5 (in the plane of the drawing up).

При перемещении штока 5, вызванным подачей приводной жидкости в полость сильфона 8, уменьшается объем полости сильфона 9, а следовательно, приводная жидкость вытесняется из его полости в сливную магистраль 12. При этом приводной орган рабочего насоса агрегата (например, поршень, при использовании рабочих насосов возвратно-поступательного типа) совершает ход нагнетания, величина которого соответствует величине перемещения штока 5. When the rod 5 is moved due to the supply of the drive fluid to the bellows cavity 8, the volume of the bellows cavity 9 decreases, and therefore, the drive fluid is displaced from its cavity to the drain line 12. The drive unit of the unit’s working pump (for example, a piston when using working pumps reciprocating type) makes a discharge stroke, the value of which corresponds to the amount of displacement of the rod 5.

В процессе нагнетания, сопровождающимся, как это было отмечено выше, увеличением объема сильфона 8 и уменьшением объема сильфона 9, планка 15 перемещается вместе со штоком 5 и, упираясь в толкатель 17, перемещает последний и связанный с ним ползун 16 в направлении перемещения штока 5 до тех пор, пока один из выступов 20 ползуна 16 не вступит во взаимодействие с фиксатором 19. При этом толкатель 17 перемещает золотник (не показан) распределителя 10 и переключает распределитель, осуществляя связь полости сильфона 8 со сливной магистралью, а полости сильфона 9 - с нагнетательной, в результате чего приводная жидкость нагнетается в полость сильфона 9, увеличивая его объем, а следовательно, шток 5 совершает обратное перемещение. При этом поршень рабочего насоса также совершает перемещение вниз, совершая ход всасывания перекачиваемой жидкости. In the process of injection, accompanied, as noted above, by an increase in the volume of the bellows 8 and a decrease in the volume of the bellows 9, the strap 15 moves together with the stem 5 and, resting against the pusher 17, moves the last and associated slider 16 in the direction of movement of the rod 5 to until one of the protrusions 20 of the slider 16 interacts with the latch 19. In this case, the pusher 17 moves the spool (not shown) of the distributor 10 and switches the distributor, connecting the bellows cavity 8 with the drain line, and the bellows cavity she 9 - with the discharge, as a result of which the drive fluid is pumped into the cavity of the bellows 9, increasing its volume, and therefore, the rod 5 performs a reverse movement. In this case, the piston of the working pump also moves downward, making the suction stroke of the pumped liquid.

Из полости сильфона 8 приводная жидкость вытесняется в сливную магистраль 12, по которой, пройдя через фильтры (фильтр), попадает в бак 25 и на вход приводного насоса 22. Далее цикл повторяется. From the bellows cavity 8, the drive fluid is displaced into the drain line 12, through which, passing through the filters (filter), it enters the tank 25 and to the input of the drive pump 22. Then the cycle repeats.

Использование в конструкции насосного агрегата сильфонного механизма перемещения штока позволяет исключить применение протекторов, что значительно повышает надежность и срок службы насосного агрегата. The use of a bellows mechanism for moving the rod in the design of the pumping unit eliminates the use of protectors, which significantly increases the reliability and service life of the pumping unit.

Claims

A pump assembly comprising a housing with a rod disposed therein, having the ability to interact with a drive element of the working pump, a reciprocating rod movement mechanism, as well as a distributor, pressure and drain lines, connected to the distributor and connected to the drive pump, and the pump unit is equipped with an installed in the housing, with a cover with a hole in which the rod is located, the reciprocating movement of which is made in the form of installed on both sides relative to the cover and bellows connected to the stem, the cavities of which through the distributor installed in the cover are connected to the discharge and drain lines, characterized in that the pump unit is equipped with a distributor switching mechanism made in the form of a pusher that can interact with the distributor, fastened to a slider mounted on the stem, which has the ability interaction with the latch mounted on the cover, and the pusher is passed through a groove made in a bar fixed on the rod.