Штанговый глубинный насос плунжерного типа для перекачки сред, осложненных выносом механических примесей и асфальтен-парафиновых отложений

Полезная модель относится к области нефтедобычи, а именно к штанговым глубинным насосам плунжерного типа. В процессе нагнетания среды шар 3 находится внутри решетки 1, обтекаемый потоком перекачиваемой среды, проходящим через прорези 2 решетки 1. По окончании процесса нагнетания шар 3 опускается вниз к седлу 4 вместе с некоторым перемещаемым им объемом среды. Перед посадкой шара 3 к седлу 4 клапана за счет того, что нижние части прорезей 2 решетки 1 со стороны седла 4 клапана размещены ниже уровня запирания потока среды шаром 3, обеспечивается организация высокоскоростного потока среды, который проходит через, нижние части прорезей 2 решетки 1, смывает различные отложения с седла 4 клапана, после чего эта грязь вымывается в зазор между решеткой 1 и стенкой насоса. Обеспечивается повышение надежности клапанного узла и повышение срока службы насоса. 1 н.п. и 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Полезная модель относится к области нефтедобычи, а именно к штанговым глубинным насосам плунжерного типа.

Для оценки новизны и технического уровня заявленного решения рассмотрим ряд известных заявителю технических средств аналогичного назначения, характеризуемых совокупностью сходных с заявленной полезной моделью признаков.

Известен штанговый глубинный насос, содержащий обратный дроссельный клапан, включающий стальной корпус, дроссельный узел, запорный узел с шаром и седлом к нему, который характеризуется тем, что между запорным и дроссельным узлами неподвижно установлена разделяющая их прочная непроницаемая перегородка с возможностью сообщения посредством U-образного, опрокинутого коленом вверх, трубчатого канала, внутренним диаметром более диаметра шара, см. патент РФ 2245991.

Известен штанговый глубинный насос, содержащий верхний и нижний шаровые клапана с седлами, установленные в клетках, который характеризуется тем, что клетки верхнего и нижнего клапанов связаны друг с другом полым корпусом, дополнительно снабженным кольцевым поршнем со штоком, установленным в нем с возможностью образования кольцевой камеры, гидравлически связанной дросселирующими каналами с полостью между верхним и нижним шаровыми клапанами, см. патент РФ 2235903.

Известен штанговый глубинный насос, клапанный узел которого содержит камеру с размещенными в ней шаром и седлом, который характеризуется тем, что внутренняя поверхность камеры снабжена антиадгезионным покрытием, при этом камера снабжена совокупность прикрепленных к ее внутренней поверхности центраторов, форма и размеры которых выбраны из условия взаимодействия их с поверхностью шара и препятствия контактированию шара с внутренней поверхностью камеры, кроме того узел снабжен рассекателем потока среды, выполненным в виде объемного тела обтекаемой формы, укрепленного на входе в клапанную камеру коаксиально продольной оси узла посредством совокупности обтекаемых опор, см. патент РФ 2382926.

Данному аналогу присуща совокупность признаков, наиболее близкая к совокупности существенных признаков полезной модели, в связи с чем данное известное техническое решение выбрано в качестве прототипа заявляемой полезной модели.

Причины, препятствующие получению технического результата, который обеспечивается полезной моделью, заключаются в том, что при перекачке сред, осложненных выносом механических примесей и асфальтен-парафиновых отложений, происходит нарастание грязи в зоне седла клапана нагнетательной камеры, непромываемых потоком среды, что приводит к постепенному уплотнению загрязнений и клапан насоса теряет свою герметичность, что снижает долговечность работы клапанного узла и срок службы насоса в целом.

Задача полезной модели заключается в повышения срока службы насоса путем повышения надежности работа нагнетательной камеры путем обеспечения отсутствия застойных зон за счет принудительной промывки седла клапана и обеспечения его герметичной работы.

Сущность полезной модели как технического решения выражается в следующей совокупности существенных признаков, достаточной для достижения указанного выше результата.

Штанговый глубинный насос плунжерного типа для перекачки сред, осложненных выносом механических примесей и асфальтен-парафиновых отложений, включающий всасывающую и нагнетательную камеры и расположенный между ними плунжер, характеризующийся тем, что нагнетательная камера насоса в рабочей своей части снабжена решеткой, выполненной в виде цилиндрической обечайки, в стенке которой выполнена совокупность продольных прорезей, при этом решетка выполнена с внутренним диаметром, превышающим диаметр шара клапана, который размещен внутри обечайки с возможностью свободного перемещения вдоль продольной оси насоса, причем нижние части прорезей со стороны седла клапана размещены ниже уровня запирания потока среды клапаном.

Кроме этого, заявленное решение имеет ряд признаков, характеризующих полезную модель в частных случаях ее выполнения, конкретных формах ее материального воплощения либо особых условиях ее использования, а именно:

- форма прорезей в нижней части решетки выбрана из условия минимизации площади поверхности контакта «шар - тело решетки»;

- насос может быть снабжен ограничителем вертикального перемещения шара во всасывающей камере.

Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, совокупности признаков которых совпадают с совокупностью отличительных признаков заявленной полезной модели.

Технический результат, достигаемый при использовании существенных признаков полезной модели заключается в том, что при окончании процесса нагнетания перед закрытием клапана шар, опускаясь на седло клапана, за счет своего веса обеспечивает возникновение потока среды, который очищает седло клапана и счищает грязь с него с полость между решеткой и стенкой насоса.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором изображен разрез по нагнетающей камере насоса..

Штанговый глубинный насос плунжерного типа для перекачки сред, осложненных выносом механических примесей и асфальтен-парафиновых отложений, включает всасывающую и нагнетательную камеры и расположенный между ними плунжер. Нагнетательная камера насоса в рабочей своей части снабжена решеткой 1, выполненной в виде цилиндрической обечайки, в стенке которой выполнена совокупность продольных прорезей 2, при этом решетка выполнена с внутренним диаметром, превышающим диаметр шара 3 клапана, который размещен внутри обечайки с возможностью свободного перемещения вдоль продольной оси насоса. Нижние части прорезей 2 со стороны седла 4 клапана размещены ниже уровня запирания потока среды клапаном, а форма прорезей 2 в нижней части решетки 1 выбрана из условия минимизации площади поверхности контакта «шар 3 - тело решетки 1». Насос может быть дополнительно снабжен ограничителем вертикального перемещения шара 3 в камере (на чертеже не показан)..

Клапанный узел насоса работает следующим образом.

В процессе нагнетания среды шар 3 находится внутри решетки 1, обтекаемый потоком перекачиваемой среды, проходящим через прорези 2 решетки 1.

По окончании процесса нагнетания шар 3 опускается вниз к седлу 4 вместе с некоторым перемещаемым им объемом среды.

Перед посадкой шара 3 к седлу 4 клапана за счет того, что нижние части прорезей 2 решетки 1 со стороны седла 4 клапана размещены ниже уровня запирания потока среды шаром 3, обеспечивается организация высокоскоростного потока среды, который проходит через, нижние части прорезей 2 решетки 1, смывает различные отложения с седла 4 клапана, после чего эта грязь вымывается в зазор между решеткой 1 и стенкой насоса.

Возможность промышленного применения заявленного технического решения подтверждается известными и описанными в заявке средствами и методами, с помощью которых возможно осуществление полезной модели в том виде, как она охарактеризована в формуле полезной модели. Предложенное устройство может быть изготовлено промышленным способом с использованием известных материалов и технических средств.

Использование заявленного решения по сравнению со всеми известными средствами аналогичного назначения обеспечивает повышение надежности клапанного узла и повышение срока службы насоса.

1. Штанговый глубинный насос плунжерного типа для перекачки сред, осложненных выносом механических примесей и асфальтен-парафиновых отложений, включающий всасывающую и нагнетательную камеры и расположенный между ними плунжер, отличающийся тем, что нагнетательная камера насоса в рабочей своей части снабжена решеткой, выполненной в виде цилиндрической обечайки, в стенке которой выполнена совокупность продольных прорезей, при этом решетка выполнена с внутренним диаметром, превышающим диаметр шара клапана, который размещен внутри обечайки с возможностью свободного перемещения вдоль продольной оси насоса, причем нижние части прорезей со стороны седла клапана размещены ниже уровня запирания потока среды клапаном.

2. Насос по п.1, отличающийся тем, что форма прорезей в нижней части решетки выбрана из условия минимизации площади поверхности контакта «шар - тело решетки».

3. Насос по п.1, отличающийся тем, что он снабжен ограничителем вертикального перемещения шара в камере.