Аннотация
Калиниченко О. И.; Акутина К. В. Погружной поршневой насос с гидроприводом Представлена конструкция и описан принцип действия устройства
Погружные насосы с гидроприводом (ПГН), разработанные в ДонНТУ под руководством Г. И. Неудачина, по техническим характеристикам существенно превосходят аналогичные отечественные и зарубежные агрегаты, использующиеся для откачек жидкости из скважин. Показатели применения таких ПГН расширены возможностью подъема жидкости с большим содержанием механических примесей с глубин до 1000 м, в том числе при эксплуатации в стволах и наклонных скважинах. Специфической областью применения ПГН является также использование их в компоновке бурильной колонны для создания обратной промывки на забое бурящейся скважины. К настоящему времени создано ряд насосов, отличающихся конструктивно и функциональным назначением. Эти машины постоянно совершенствуются. По результатам экспериментальных и теоретических исследований создана научная база и главные предпосылки обоснования параметров ПГН. Вместе с тем, опыт проектирования и применения насосных агрегатов показывает, что существуют общие сдерживающие условия широкого практического применения этих прогрессивных технико-технологических средств. К таким условиям, в первую очередь, следует отнести недостаточную механическую надежность гидродвигателя как основного образующего узла ПГН.
Рисунок 1 - Схема устройства
В ходе опытно-конструкторских работ возможность получения нового уровня надежности ПГН была ограничена выбором доступных инженерных решений, направленных на сохранение установочных соотношений конструктивных параметров гидродвигателя в течение его длительной работы в скважине. Обеспечение такого требования обусловило необходимость изменения как конструкции, так и характера взаимодействия элементов системы гидродвигателя: впускной клапан - выпускной клапан - поршень
. Эта задача решалась из предпосылки, предполагающей техническое исполнение элементов системы, с гарантированным сохранением размеров перемещений ее элементов при одновременном увеличении прочностных характеристик, прежде всего, выпускного клапана, воспринимающего существенные нагрузки в периоды отрыва его от клапанной коробки.
Структурно ПГН представляет собой два объединенных корпусом исполнительных узла: гидродвигатель и насосный блок (насос). Поршень гидродвигателя механически и кинематически связан с поршнем насоса. Оба узла ПГН имеют независимые рабочие камеры, объем которых ограничен соответствующими цилиндрами. В расточенной части поршня гидродвигателя свободно размещены клапанная пружина и выпускной клапан. В хвостовике выпускного клапана выполнены пазы, длина которых соответствует ходу поршня. Механическая связь поршня и выпускного клапана обеспечивается пальцем 1. Распределительный узел гидродвигателя включает клапанную коробку с системой осевых и радиальных каналов, впускной и обратный клапаны. В исходном положении поршень и выпускной клапан, опирающийся на пружину, находятся в крайнем нижнем положении. Впускной и обратный клапаны закрыты.
При работе гидродвигателя его поршень и связанный с ним поршень насоса совершают возвратно-поступательное движение. При движении поршня насоса вверх нижняя (подпоршневая) полость цилиндра насоса через всасывающий клапан заполняется жидкостью, поступающей из скважины и верхней полости цилиндра насоса. При движении поршня насоса вниз выполняется вытеснение жидкости из нижней полости цилиндра насоса через нагнетательный клапан в водоподъемные трубы или скважину.
Предложенное конструктивное исполнение гидродвигателя ПГН за счет отсутствия в подвижной системе поршень – выпускной клапан
элементов непроизвольного нарушения связи и установленных соотношений размеров перемещения поршня и клапанов является фактором повышенной надежности ПГН при его длительной эксплуатации в скважине.