RU2533280C1 - Скважинный штанговый насос с коротким поршнем - Google Patents
Скважинный штанговый насос с коротким поршнем Download PDFInfo
- Publication number
- RU2533280C1 RU2533280C1 RU2013155976/06A RU2013155976A RU2533280C1 RU 2533280 C1 RU2533280 C1 RU 2533280C1 RU 2013155976/06 A RU2013155976/06 A RU 2013155976/06A RU 2013155976 A RU2013155976 A RU 2013155976A RU 2533280 C1 RU2533280 C1 RU 2533280C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal rings
- rings
- piston
- pair
- short
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к скважинным штанговым насосам, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности. Скважинный штанговый насос с коротким поршнем содержит цилиндр с всасывающим и нагнетательным клапанами, в котором установлен короткий поршень, снабженный набором металлических колец. В наборе металлических колец диаметром D последние прижаты друг к другу по торцам и упруго поджаты к уплотняемым поверхностям. На корпусе короткого поршня выполнены кольцевые канавки, в которых размещены эластичные кольца. На внутренней поверхности металлических колец выполнены эксцентричные пазы с одной стороны, предназначенные для эластичных колец, обеспечивающие смещение металлических колец в радиальном направлении на (0,1÷0,3)D. В наборе в каждой паре металлические кольца в радиальной плоскости развернуты относительно друг друга по эксцентриситету на 180°. Каждая пара металлических колец в радиальной плоскости развернута на 90° относительно каждой последующей пары. Длина набора металлических колец составляет не менее двух диаметров поршня. Набор металлических колец поджат в продольном направлении резьбовой втулкой с зазором (0,05÷0,1)D относительно корпуса короткого поршня. Изобретение позволяет повысить надежность устройства за счет повышения герметичности уплотнения короткого поршня. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к скважинным штанговым насосам, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности.
Известен штанговый скважинный насос (Каталог "Скважинные штанговые насосы для добычи нефти" ЦИНТИХимнефтемаш, М. 1988, с.22), содержащий рабочий цилиндр, внутри которого с минимальным зазором перемещается полый плунжер с нагнетательным клапаном, связанный с колонной насосных штанг, приемный конус цилиндра с плотно установленным в нем всасывающим клапаном, корпус которого выполнен с наружным конусом, устройство для его подъема, состоящее из ловителя, закрепленного на нижнем конце плунжера, взаимодействующего с хвостовиком всасывающего клапана (аналог).
Недостатками известного штангового скважинного насоса являются сложность конструкции и высокая трудоемкость изготовления деталей, так как требуется высокая точность и чистота обработки внутренней поверхности цилиндра и наружной поверхности плунжера, а также упрочнение этих поверхностей с целью повышения износостойкости. Для изготовления цилиндра требуются прецизионные трубы из легированных сталей, а также специальное дорогостоящее оборудование для обработки глубоких отверстий. Насос имеет пониженную надежность работы вследствие попадания в зазор между плунжером и цилиндром механических примесей, частиц песка, что приводит к быстрому износу уплотняемых поверхностей плунжера и цилиндра, а также к возможному заклиниванию плунжера.
Наиболее близким к изобретению является трубный скважинный штанговый насос с коротким поршнем (патент RU №2342561, опубл. 27.11.2008, кл. F04B 47/00), содержащий неподвижный цилиндр с всасывающим и нагнетательным клапанами. В цилиндре установлен короткий поршень с металлическими кольцами при помощи переходного цилиндра, предохраняющего рабочую поверхность поршня и стальных колец от повреждения при спуске поршня в цилиндр насоса в колонне насосно-компрессорных труб. Переходный цилиндр установлен между колонной насосно-компрессорных труб и цилиндром насоса (прототип).
Недостатком устройства является недостаточная надежность, обусловленная низкой герметичностью уплотнительных колец короткого поршня вследствие низкой износостойкости уплотнительных колец, что снижает ресурс насоса.
Задачей изобретения является устранение отмеченного недостатка.
Технический результат, за счет которого решается поставленная задача, заключается в повышении герметичности уплотнения короткого поршня.
Указанная задача решается и технический результат достигается за счет того, что в скважинном штанговом насосе с коротким поршнем, содержащем цилиндр с всасывающим и нагнетательным клапанами, в котором установлен короткий поршень, снабженный набором металлических колец, в наборе металлических колец диаметром D последние прижаты друг к другу по торцам и упруго поджаты к уплотняемым поверхностям, причем на корпусе короткого поршня выполнены кольцевые канавки, в которых размещены эластичные кольца, а на внутренней поверхности металлических колец выполнены эксцентричные пазы с одной стороны, предназначенные для эластичных колец, обеспечивающие смещение металлических колец в радиальном направлении на (0,1÷0,3)D, причем в наборе в каждой паре металлические кольца в радиальной плоскости развернуты относительно друг друга по эксцентриситету на 180° и каждая пара металлических колец в радиальной плоскости развернута на 90° относительно каждой последующей пары, а длина набора металлических колец составляет не менее двух диаметров поршня, набор металлических колец поджат в продольном направлении резьбовой втулкой с зазором (0,05-0,1)D относительно корпуса поршня. Общая длина набора колец может быть разделена пополам и части размещены по обоим концам поршня на расстоянии не менее трех диаметров поршня между собой. На трущиеся поверхности металлических колец нанесено наноалмазное хромовое покрытие.
Благодаря постоянному контакту внутренних поверхностей пазов металлических колец с эластичными кольцами все металлические кольца упруго прижаты к поверхности цилиндра за счет радиального смещения при установке поршня в цилиндр, что создает нулевой зазор между уплотняемыми поверхностями. Повышение количества эластичных колец позволяет использовать их упругие свойства для повышения герметичности уплотнения поршня и компенсации износа в процессе работы металлических колец и цилиндра.
Установка металлических колец относительно буртов между кольцевыми канавками поршня с зазором, равным не менее удвоенного эксцентриситета, обеспечивает подвижность металлических колец в радиальном направлении и позволяет эластичному кольцу удерживаться в пазу в продольном направлении, что повышает герметичность уплотнения.
Разделение набора колец пополам и размещение их по обоим концам поршня на расстоянии не менее трех диаметров поршня между собой позволяет устранить перекос поршня и повысить герметичность насоса.
Перечень чертежей
На Фиг.1 представлена схема скважинного штангового насоса с коротким поршнем.
На Фиг.2 представлен поперечный разрез общего вида насоса.
На Фиг.3 представлено место А на Фиг.2.
Описание устройства
Скважинный штанговый насос с коротким поршнем содержит цилиндр 1 (см. Фиг.1) с всасывающим 2 и нагнетательным 3 клапанами, в котором установлен короткий поршень 4 с набором металлических колец 5.
В наборе металлических колец 5 диаметром D они прижаты друг к другу по торцам и упруго поджаты к уплотняемым поверхностям. На корпусе короткого поршня 4 выполнены кольцевые канавки 6 (см. Фиг.2, Фиг.3), в которых размещены эластичные круглые кольца 7 толщиной d. На внутренней поверхности металлических колец 5 выполнены эксцентричные пазы 8 диаметром D1 с одной стороны, предназначенные для эластичных колец 7, обеспечивающие смещение металлических колец 5 в радиальном направлении на (0,1-0,3)D, что составляет для существующих конструкций примерно 0,3÷0,5 мм. В наборе в каждой паре металлические кольца 5 в радиальной плоскости развернуты относительно друг друга по эксцентриситету на 180° и каждая пара металлических колец 5 в радиальной плоскости развернута на 90° относительно каждой последующей пары. Длина набора металлических колец 5 составляет не менее двух диаметров короткого поршня 4. Набор металлических колец 5 поджат в продольном направлении резьбовой втулкой 9 с зазором (0,05-0,1)D, что составляет для существующих конструкций примерно 0,25÷0,3 мм, относительно корпуса короткого поршня 4.
На трущихся поверхностях уплотнительных колец 5 с целью повышения износостойкости нанесено наноалмазное хромовое покрытие.
Общая длина набора металлических колец 5 разделена пополам и части размещены по обоим концам поршня 4 на расстоянии не менее трех диаметров D поршня между собой.
Устройство работает следующим образом.
После установки короткого поршня 4 в цилиндр 1 скважинного штангового насоса металлические кольца 5 прижимаются к поверхности цилиндра 1 за счет деформации эластичных колец 7. В местах прижатия металлических колец 5 зазор равен нулю, а с противоположной стороны - щелевой зазор равен допуску посадки скольжения. Так как все пары металлических колец 5 плотно поджаты друг к другу, как описано выше, в наборе в каждой паре металлические кольца 5 в радиальной плоскости развернуты относительно друг друга по эксцентриситету на 180° и каждая пара металлических колец 5 в радиальной плоскости развернута на 90° относительно каждой последующей пары. В месте установки набора металлических колец 5 образуется сложная лабиринтная щель, которая имеет большое гидравлическое сопротивление для текучей среды при переходе ее из полости высокого давления, в которой она находится, в сторону полости низкого давления. В результате достигается герметизация места установки корпуса короткого поршня 4 относительно цилиндра 1.
Изготовление устройства не требует специальной оснастки, а применение унифицированных эластичных колец круглого сечения упрощает его сборку и снижает стоимость при увеличении ресурса и ремонтопригодности.
Данное конструктивное решение обеспечивает высокую герметичность уплотнения поршня за счет поддержания нулевого зазора между уплотняемыми поверхностями в процессе длительной эксплуатации насоса, сопровождающейся износом трущихся пар, что влечет за собой увеличение ресурса и надежности устройства в целом.
Изобретение позволяет повысить надежность устройства за счет повышения герметичности уплотнения короткого поршня.
Claims (3)
1. Скважинный штанговый насос с коротким поршнем, содержащий цилиндр с всасывающим и нагнетательным клапанами, в котором установлен короткий поршень, снабженный набором металлических колец, отличающийся тем, что в наборе металлических колец диаметром D последние прижаты друг к другу по торцам и упруго поджаты к уплотняемым поверхностям, причем на корпусе короткого поршня выполнены кольцевые канавки, в которых размещены эластичные кольца, а на внутренней поверхности металлических колец выполнены эксцентричные пазы с одной стороны, предназначенные для эластичных колец, обеспечивающие смещение металлических колец в радиальном направлении на (0,1÷0,3)D, причем в наборе в каждой паре металлические кольца в радиальной плоскости развернуты относительно друг друга по эксцентриситету на 180° и каждая пара металлических колец в радиальной плоскости развернута на 90° относительно каждой последующей пары, а длина набора металлических колец составляет не менее двух диаметров поршня, набор металлических колец поджат в продольном направлении резьбовой втулкой с зазором (0,05÷0,1)D относительно корпуса короткого поршня.
2. Насос по п.1, отличающийся тем, что общая длина набора колец разделена пополам и части размещены по обеим концам поршня на расстоянии не менее трех диаметров поршня между собой.
3. Насос по п.1 или 2, отличающийся тем, что на трущиеся поверхности металлических колец нанесено наноалмазное хромовое покрытие.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013155976/06A RU2533280C1 (ru) | 2013-12-17 | 2013-12-17 | Скважинный штанговый насос с коротким поршнем |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013155976/06A RU2533280C1 (ru) | 2013-12-17 | 2013-12-17 | Скважинный штанговый насос с коротким поршнем |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2533280C1 true RU2533280C1 (ru) | 2014-11-20 |
Family
ID=53382651
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013155976/06A RU2533280C1 (ru) | 2013-12-17 | 2013-12-17 | Скважинный штанговый насос с коротким поршнем |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2533280C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104632594A (zh) * | 2015-01-08 | 2015-05-20 | 新乡市乔山机械设备有限公司 | 柱塞抽油泵 |
RU2735124C1 (ru) * | 2020-03-13 | 2020-10-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" | Плунжер штангового насоса |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2477238A1 (fr) * | 1980-03-03 | 1981-09-04 | Polynergie Inc | Perfectionnements aux pompes du type a piston |
SU945364A1 (ru) * | 1980-05-28 | 1982-07-23 | Особое конструкторское бюро по проектированию нефтегазодобывающих машин и оборудования | Устройство дл фиксации глубинного оборудовани в колонне насосно-компрессорных труб |
RU5001U1 (ru) * | 1996-06-28 | 1997-09-16 | Сергей Борисович Борисов | Штанговый глубинный насос |
RU2169290C1 (ru) * | 2000-03-29 | 2001-06-20 | Захаров Борис Семенович | Скважинный штанговый насос |
RU2342561C2 (ru) * | 2006-11-27 | 2008-12-27 | Валентин Иванович Юдин | Трубный скважинный штанговый насос с укороченными цилиндром и плунжером |
-
2013
- 2013-12-17 RU RU2013155976/06A patent/RU2533280C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2477238A1 (fr) * | 1980-03-03 | 1981-09-04 | Polynergie Inc | Perfectionnements aux pompes du type a piston |
SU945364A1 (ru) * | 1980-05-28 | 1982-07-23 | Особое конструкторское бюро по проектированию нефтегазодобывающих машин и оборудования | Устройство дл фиксации глубинного оборудовани в колонне насосно-компрессорных труб |
RU5001U1 (ru) * | 1996-06-28 | 1997-09-16 | Сергей Борисович Борисов | Штанговый глубинный насос |
RU2169290C1 (ru) * | 2000-03-29 | 2001-06-20 | Захаров Борис Семенович | Скважинный штанговый насос |
RU2342561C2 (ru) * | 2006-11-27 | 2008-12-27 | Валентин Иванович Юдин | Трубный скважинный штанговый насос с укороченными цилиндром и плунжером |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104632594A (zh) * | 2015-01-08 | 2015-05-20 | 新乡市乔山机械设备有限公司 | 柱塞抽油泵 |
CN104632594B (zh) * | 2015-01-08 | 2017-04-12 | 新乡市乔山机械设备有限公司 | 柱塞抽油泵 |
RU2735124C1 (ru) * | 2020-03-13 | 2020-10-28 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" | Плунжер штангового насоса |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2508270C (en) | Wear rings for downhole pump | |
RU2533280C1 (ru) | Скважинный штанговый насос с коротким поршнем | |
RU153634U1 (ru) | Клапан обратный промывочный | |
WO2016126242A1 (en) | Metal-to-metal sealing arrangement for telescoping casing joint | |
RU2567919C1 (ru) | Штанговая насосная установка | |
US10030652B1 (en) | Pump jack with downhole pump | |
RU91118U1 (ru) | Полая насосная штанга | |
RU158391U1 (ru) | Механическое уплотнение | |
RU2398091C2 (ru) | Полая насосная штанга | |
RU2460902C1 (ru) | Скважинный штанговый насос | |
RU119802U1 (ru) | Штанговый центратор-крутыш | |
RU164107U1 (ru) | Герметизатор | |
RU157507U1 (ru) | Скважинный штанговый насос | |
RU2582142C1 (ru) | Узел уплотнения пакера | |
RU2342561C2 (ru) | Трубный скважинный штанговый насос с укороченными цилиндром и плунжером | |
RU147653U1 (ru) | Глубинный штанговый насос | |
RU2812544C1 (ru) | Клапан золотниковый | |
RU194627U1 (ru) | Штанговый глубинный насос вставной конструкции | |
CN102312657A (zh) | 一种耐高温、耐磨空心杆扶正器 | |
RU191456U1 (ru) | Механическое уплотнение плунжера скважинного штангового насоса | |
RU158538U1 (ru) | Устройство для защиты скважинного штангового насоса от шлама | |
CN112081732B (zh) | 一种泵下加重连接器及抽油泵及采油方法 | |
RU120996U1 (ru) | Противоотворотное компенсирующее устройство | |
RU2655277C1 (ru) | Центратор штанговый | |
RU2202708C2 (ru) | Скважинный штанговый насос |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161218 |