Вибронасос

 

Использование: для подачи нефти из скважин. Сущность изобретения: вибронасос содержит корпус и установленный в корпусе соосно его нагнетательному патрубку магнитострикционный преобразователь с концентратором. Рабочая торцевая поверхность концентратора выполнена с выточками, разносящими ее на разные уровни, что обеспечивает согласование резонансной частоты колебаний концентратора с частотой генератора без его подстройки и обеспечивает высокую производительность насоса в процессе его эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к высоконапорным насосам и может быть использовано для добычи нефти из скважин.

Наиболее близким аналогом к предложенному вибронасосу относится вибронасос, содержащий корпус с всасывающим и нагнетательным патрубками и установленный соосно последнему магнитострикционный преобразователь с концентратором, имеющим рабочий ход, равный зазору между торцами концентратора и нагнетательного патрубка (SU, авторское свидетельство 800436, кл. F 04 F 7/00, 1981).

Недостатком известного вибронасоса является то, что он при эксплуатации требует постоянного регулирования для удержания резонансной частоты. При использовании вибронасоса в скважине применение автоматики для обратной связи генератора с преобразователем сложно и малоэффективно, а отсутствие регулирования ведет к снижению производительности.

Технической задачей изобретения является повышение производительности вибронасоса.

Для достижения поставленной задачи в вибронасосе, содержащем корпус и установленный в нем соосно нагнетательному патрубку магнитострикционный преобразователь с концентратором, торец последнего выполнен с выточками, разносящими eгo поверхность на разные уровни.

Выпускаемые промышленностью высокочастотные генераторы для скважин работают в полосе основная частота 7,5% Например, длина резонансной полуволновой высоты концентратора из стали марки 40Х для генераторов с частотой 22 7,5 кГц находится в пределах от 106 до 127 мм. Если рабочую поверхность ( торец) концентратора разнести на несколько уровней в пределах 20 мм, то практически гарантируется работа концентратора в пределах этих частот без подстройки генератора, что важно при практическом использовании вибронасоса.

Известны вибронасосы со ступенчатым концентратором (SU, авторское свидетельство 652358, кл. F 04 F 7/00, 1979 и SU, авторское свидетельство 1142663, кл. F04F 7/00, 1985), но не со ступенчатым торцом (рабочей поверхностью). В известных вибронасосах предполагается, что ступени на концентраторе способствуют перемещению жидкости в корпусе насоса от всасывающего патрубка к нагнетательному. В известных решениях торец концентратора (рабочая поверхность, взаимодействующая с нагнетательным патрубкoм) выполнен плоским. Таким образом, в известных технических решениях отсутствуют признаки, являющиеся отличительными для предложенного вибронасоса.

Резонансная длина (lp) ступенчатого концентратора определяется из выражения lр С/2f, где С скорость продольных волн (для стали С 5100 м/с); f- резонансная частота. lp прямо зависит от f и поэтому необходимо постоянно проводить подстройку генератора для обеспечения условия f= const. При малейшем отклонении от резонансной частоты излучатели перестают работать.

Разнесение рабочих поверхностей концентратора на разные уровни позволяет в одном концентраторе как бы объединить несколько концентраторов с разной резонансной длиной, что позволяет ему работать в определенном диапазоне частот.

Так концентратор с длиной 142.132 мм будет работать на частотах 18.19 кГц, а при длине 122.114 на частотах 20,5.22 кГц.

Предложенный вибронасос не чувствителен к изменению частоты в определенном рабочем диапазоне и не требует постоянной подстройки генератора на одну строго заданную частоту.

На чертеже дана схема предлагаемого вибронасоса, на фиг. 1 общая компановка, а на фиг. 2 сечение по А-А на фиг.1.

Вибронасос содержит корпус 1 с приемом 2 и нагнетательным патрубком 3. В глубинном насосе приемные отверстия 2 выполняют в виде щелевого фильтра от мехпримесей. В полости корпуса соосно патрубку 3 установлен магнитострикционный преобразователь 4 с концентратором 5. Рабочая поверхность (торец) концентратора выполнена с выточками 6, разносящими его поверхность на разные уровни. Выточки целесообразно выполнять на сменной накладке, закрепляемой, например, привинчиваемой на концентратор и становящейся его фактическим торцом 7.

При подаче высокочастотных колебаний с генератора ( не показан), установленного на поверхности, вибрирующий торец концентратора создает у среза нагнетательного патрубка 3 импульсы повышенного давления, выталкивающие жидкость через патрубок в колонну насосно-компрессорных труб, к которой присоединяют нагнетательным патрубком вибронасос при спуске его в скважину.

Колебания частоты генератора в паспортных пределах практически не снижает производительности вибронасоса, т.к. концентратор всегда настроен на резонансную частоту. Выточки в торце могут быть выполнены на токарном (кольцевые) или фрезерном (продольные) станках.

Формула изобретения

1. Вибронасос, содержащий корпус и установленный в нем соосно нагнетательному патрубку магнитострикционный преобразователь с концентратором, отличающийся тем, что торец концентратора выполнен с выточками, разносящими его рабочую поверхность на разные уровни.

2. Вибронасос по п.1, отличающийся тем, что рабочая поверхность концентратора выполнена в виде сменной накладки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2