RU2162966C1

RU2162966C1 - Piston of oil-well sucker-rod pump

Info

Publication number: RU2162966C1
Application number: RU2000107360/06A
Authority: RU
Inventors: Б.С. Захаров; Е.И. Богомольный; В.Р. Драчук; Г.Н. Шариков
Original assignee: Захаров Борис Семенович
Priority date: 2000-03-28
Filing date: 2000-03-28
Publication date: 2001-02-10

Abstract

FIELD: hydraulic and pneumatic machines at reciprocating motion of working members. SUBSTANCE: piston has contact slotted seal mounted in housing and made in form of sealing rings lapped to each other over end surfaces and pressed to surfaces to be sealed by means of flexible holder. Outer surface of holder is provided with eccentric beads; sealing rings having concentric cylindrical surfaces are located on these beads. Sleeve with flexible base is mounted under lower ring of contact slotted seal resting against this seal and end face of flexible holder, thus performing function of additional slotted seal. Sleeve is provided with solid wear- resistant coat made from ceramics, for example. Sleeve is located in spaced relation to housing covered with flexible base on either side. EFFECT: enhanced reliability of piston. 1 dwg

Description

Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к штанговым насосам, и касается поршней штанговых насосов, и может быть использовано при добыче нефти из скважин. The invention relates to techniques for oil production, in particular to sucker rod pumps, and relates to pistons of sucker rod pumps, and can be used in oil production from wells.

Известен скважинный штанговый насос, в цилиндре которого подвижно размещен плунжер с корпусом и разрезными уплотнительными кольцами, установленными в канавках /см. SU 840470 A 23.06.1981/. A well-known sucker rod pump, in the cylinder of which a plunger with a housing and split sealing rings mounted in grooves / cm is movably placed. SU 840470 A 06.23.1981 /.

Также известен поршень скважинного штангового насоса, содержащий установленное в корпусе контактно-щелевое уплотнение, выполненное в виде уплотнительных колец, притертых друг к другу по торцам и поджатых к уплотняемым поверхностям упругой обоймой, причем на наружной поверхности обоймы выполнены эксцентрично расположенные бурты, и соответственно уплотнительные кольца выполнены с концентричными цилиндрическими поверхностями и расположены на упомянутых буртах / см. RU 2037077 C1 06.06.1995/. Данное техническое решение рассматривается в качестве прототипа. Also known is a piston of a borehole sucker rod pump, comprising a contact-gap seal installed in the housing, made in the form of sealing rings, rubbed against each other at the ends and pressed against the sealing surfaces by an elastic cage, with eccentrically arranged collars and sealing rings on the outer surface of the casing made with concentric cylindrical surfaces and are located on the said collars / see RU 2037077 C1 06.06.1995 /. This technical solution is considered as a prototype.

Недостатком известного устройства является то, что при больших перепадах давления нижние эксцентричные кольца контактно-щелевого уплотнения не работают, т.к. на них действует очень большая сила. Они быстро изнашиваются сами и изнашивают цилиндр. A disadvantage of the known device is that at large pressure drops, the lower eccentric rings of the contact-gap seal do not work, because a very big force acts on them. They wear out quickly and wear out the cylinder.

Задача изобретения состоит в исключении указанных недостатков и увеличении срока службы поршней скважинных штанговых насосов. The objective of the invention is to eliminate these disadvantages and increase the service life of the pistons of borehole sucker rod pumps.

Технический результат достигается тем, что в поршне скважинного штангового насоса, содержащем установленное в корпусе контактно-щелевое уплотнение, выполненное в виде уплотнительных колец, притертых друг к другу по торцам и поджатых к уплотняемым поверхностям упругой обоймой, на наружной поверхности которой выполнены эксцентрично расположенные бурты, и соответственно уплотнительные кольца выполнены с концентричными цилиндрическими поверхностями и расположены на упомянутых буртах, под нижним кольцом контактно-щелевого уплотнения с упором в него и торец упругой обоймы установлена гильза на упругом основании, обеспечивающая дополнительное щелевое уплотнение, причем гильза выполнена с твердым износостойким покрытием, например, из керамики, и размещена с зазором относительно корпуса, перекрытого с двух сторон упругим основанием. The technical result is achieved by the fact that in the piston of a borehole sucker-rod pump containing a contact-gap seal installed in the housing, made in the form of o-rings, rubbed against each other at the ends and pressed against the sealing surfaces by an elastic cage, on the outer surface of which are made eccentrically located collars, and accordingly, the sealing rings are made with concentric cylindrical surfaces and are located on the said collars, under the lower ring of the contact-gap seal with focusing on it and the end of the elastic casing, a sleeve is mounted on an elastic base, which provides an additional gap seal, and the sleeve is made with a hard wear-resistant coating, for example, of ceramic, and placed with a gap relative to the housing, which is blocked on both sides by an elastic base.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображен поршень штангового насоса. The invention is illustrated in the drawing, which shows the piston of a sucker rod pump.

Поршень скважинного штангового насоса содержит установленное в корпусе 1 контактно-щелевое уплотнение, которое содержит упругую обойму 2 из эластичного материала и набор уплотнительных колец 3. Упругая обойма выполнена, например, из резины. Уплотнительные кольца выполнены из жестких неэластомерных материалов. Кольца притерты друг к другу по торцам и поджаты к уплотняемым поверхностям упругой обоймой 2. Кольца 3 взаимодействуют с упругой обоймой 2 и с внутренней поверхностью цилиндра (на чертеже не показан). Упругая обойма 2 на своей наружной поверхности имеет ряд эксцентричных буртов и соответственно на уплотнительных кольцах 3 выполнены концентричные цилиндрические поверхности. Причем бурты выполнены попарно, и в каждой паре буртов их оси находятся симметрично с двух сторон от оси обоймы 2, то есть развернуты на 180 градусов. В зависимости от количества уплотнительных колец каждая пара буртов развернута на определенный угол с тем, чтобы максимально перекрыть проход среды из полости высокого давления в полость с низким давлением. Так, для уплотнения с одной парой колец лучшим вариантом является разворот колец на 180 градусов. The piston of a borehole sucker rod pump comprises a contact-gap seal installed in the housing 1, which comprises an elastic sleeve 2 of elastic material and a set of sealing rings 3. The elastic sleeve is made, for example, of rubber. O-rings are made of rigid non-elastomeric materials. The rings are rubbed against each other at the ends and pressed against the sealing surfaces by an elastic sleeve 2. The rings 3 interact with the elastic sleeve 2 and with the inner surface of the cylinder (not shown in the drawing). The elastic clip 2 on its outer surface has a number of eccentric collars and, accordingly, concentric cylindrical surfaces are made on the sealing rings 3. Moreover, the collars are made in pairs, and in each pair of collars their axes are symmetrically on both sides of the axis of the yoke 2, that is, rotated 180 degrees. Depending on the number of o-rings, each pair of collars is turned at a certain angle in order to block the passage of the medium from the high-pressure cavity to the low-pressure cavity to the maximum. So, for sealing with one pair of rings, the best option is to rotate the rings 180 degrees.

Под нижним кольцом 3 контактно-щелевого уплотнения с упором в него и торец упругой обоймы 2 установлена гильза 4. Гильза 4 установлена на упругом основании 5, выполненном, например, в виде резиновых колец, вставленных с двух сторон в расточки гильзы 4. Поджатие и фиксация колец 3 и гильзы 4 в осевом направлении осуществляется корпусом 6 напорного клапана 7. Седло 8 клапана 7 фиксируется относительно корпуса 6 штуцером 9. Гильза 4 обеспечивает дополнительное щелевое уплотнение, образованное с малым зазором. При этом гильза 4 выполнена с твердым износостойким покрытием, например, из керамики. A sleeve 4 is installed under the lower ring 3 of the contact-gap seal with a stop in it and the end of the elastic sleeve 2. The sleeve 4 is mounted on the elastic base 5, made, for example, in the form of rubber rings inserted on both sides of the sleeve 4. Preload and fixation rings 3 and sleeves 4 in the axial direction is carried out by the housing 6 of the pressure valve 7. The seat 8 of the valve 7 is fixed relative to the housing 6 by the fitting 9. The sleeve 4 provides an additional gap seal formed with a small gap. In this case, the sleeve 4 is made with a hard wear-resistant coating, for example, of ceramic.

Дополнительное щелевое уплотнение, образованное гильзой 4, за счет установки ее с зазором относительно корпуса выполнено плавающим, обеспечивающим самоустановку последней. An additional gap seal formed by the sleeve 4, due to its installation with a gap relative to the housing, is made floating, which allows the latter to self-install.

По мере притирки трущихся поверхностей уплотнительных колец 3 и цилиндра, в котором поршень, описанный выше, используется, эффективность работы уплотнения увеличивается, так как уплотнительный зазор между кольцами 3 и цилиндром стремится к нулю, а само уплотнение из щелевого превращается в контактное. При этом в начальный момент работы поршня максимально используются функции щелевого уплотнения гильзы 4, а в дальнейшем по мере притирания уплотнительных колец последние воспринимают большую часть функциональной нагрузки, т.е. становятся основным уплотнением, а гильза 4 - дополнительным. As the friction surfaces of the sealing rings 3 and the cylinder in which the piston described above is used are lapped, the efficiency of the seal increases, since the sealing gap between the rings 3 and the cylinder tends to zero, and the seal itself becomes a contact seal. Moreover, at the initial moment of operation of the piston, the functions of the slit seal of the sleeve 4 are used to the maximum, and later, as the sealing rings are rubbed, the latter take up most of the functional load, i.e. become the main seal, and the sleeve 4 - additional.

Изобретение может применяться в насосах, компрессорах, мешалках, запорной арматуре, в гидро- и пневмоустройствах и других машинах и аппаратах, работающих под избыточным давлением. The invention can be used in pumps, compressors, mixers, valves, in hydraulic and pneumatic devices and other machines and devices operating under excessive pressure.

Claims

A piston of a borehole sucker-rod pump containing a contact-gap seal installed in the housing, made in the form of sealing rings, rubbed against each other at the ends and pressed against the sealing surfaces by an elastic cage, with eccentrically arranged collars made on the outer surface of the casing and, accordingly, the sealing rings are made with concentric cylindrical surfaces and are located on the said collars, characterized in that under the lower ring of the contact-gap seal with a stop in it and t The end ring of the elastic sleeve has a sleeve installed on an elastic base, providing an additional gap seal, and the sleeve is made with a hard wear-resistant coating, for example, of ceramic, and placed with a gap relative to the housing, which is blocked on both sides by an elastic base.