RU203257U1

RU203257U1 - Borehole pump plunger

Info

Publication number: RU203257U1
Application number: RU2020138099U
Authority: RU
Inventors: Роман Михайлович Полежаев; Дмитрий Александрович Ходырев; Юрий Викторович Курочкин
Original assignee: Соколов Иван Юрьевич
Priority date: 2020-11-19
Filing date: 2020-11-19
Publication date: 2021-03-29

Abstract

Полезная модель относится к конструктивным элементам насосов, специально предназначенных для подъема из скважин жидкостей, содержащих абразивные примеси. Плунжер скважинного насоса содержит полый корпус (1), с наружной цилиндрической поверхностью (2), верхний торец которого выполнен в виде конуса (3), обращенного вовнутрь полости плунжера с образованием острой кромки (4) в месте сопряжения с наружной цилиндрической поверхностью (2), и шток (5). Шток (5) неподвижно соединен с корпусом (1) в нижней его части, а в верхней части между корпусом (1) и штоком (5) установлен центратор (6). Повышается надежность работы плунжера и насоса, в котором он установлен, за счет снижения динамических изгибающих нагрузок от потери устойчивости при возвратно-поступательном движении, действующих на шток при работе насоса в условиях подъема из скважин жидкостей с содержанием абразивных примесей. 1 ил.The utility model refers to structural elements of pumps specially designed for lifting liquids containing abrasive impurities from wells. The plunger of the borehole pump contains a hollow body (1), with an outer cylindrical surface (2), the upper end of which is made in the form of a cone (3) facing the inside of the plunger cavity with the formation of a sharp edge (4) at the interface with the outer cylindrical surface (2) , and stem (5). The rod (5) is fixedly connected to the body (1) in its lower part, and in the upper part, between the body (1) and the rod (5), a centralizer (6) is installed. The reliability of the plunger and the pump in which it is installed is increased by reducing the dynamic bending loads from buckling during reciprocating motion acting on the rod when the pump is operating under conditions of lifting liquids containing abrasive impurities from wells. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к конструктивным элементам насосов, специально предназначенных для подъема из скважин жидкостей, содержащих абразивные примеси.The utility model refers to structural elements of pumps specially designed for lifting liquids containing abrasive impurities from wells.

Известен плунжер скважинного насоса (патент RU 11845 U1, МПК F04B 47/02 (1995.01), опубл. 1999 г.), содержащий полый корпус и шток, соединенный с корпусом в верхней части.Known borehole pump plunger (patent RU 11845 U1, IPC F04B 47/02 (1995.01), publ. 1999), containing a hollow body and a rod connected to the body in the upper part.

Недостатком такого плунжера является низкая надежность работы плунжера и насоса, в котором он установлен. Этот недостаток объясняется действием растягивающих нагрузок на плунжер и динамических изгибающих нагрузок на шток. Такой плунжер не приспособлен к работе в насосе для подъема из скважин жидкостей с содержанием абразивных примесей.The disadvantage of such a plunger is the low reliability of the plunger and the pump in which it is installed. This disadvantage is due to the action of tensile loads on the plunger and dynamic bending loads on the rod. Such a plunger is not adapted to work in a pump for lifting liquids containing abrasive impurities from wells.

Известен плунжер скважинного насоса (патент RU 13067 U1, МПК F04B 47/02 (2000.01), опубл. 2000 г.), содержащий полый корпус шток, центраторы штока и клапан, посредством которого шток соединен с плунжером в нижней части только при ходе штанг вверх. Надежность работы плунжера и насоса с таким плунжером не достаточна, что объясняется действием на шток ударных динамических нагрузок, до нескольких тонн, при закрытии установленного на шток клапана, приводящим к обрыву штока. Кроме того, такой плунжер не приспособлен к работе в насосе для подъема из скважин жидкостей с содержанием абразивных примесей, так как жестко закрепленный запорный элемент нагнетательного клапана, установленный на штоке будет подвержен одностороннему и, следовательно, быстрому износу в жидкости с абразивными частицами.A well-known plunger of a borehole pump (patent RU 13067 U1, IPC F04B 47/02 (2000.01), publ. 2000), containing a hollow body, a stem, centralizers of the stem and a valve by means of which the stem is connected to the plunger in the lower part only during the stroke of the rods up ... The reliability of the plunger and pump with such a plunger is not sufficient, which is explained by the action on the rod of dynamic shock loads, up to several tons, when the valve installed on the rod is closed, leading to the rod breakage. In addition, such a plunger is not suitable for operation in a pump for lifting liquids containing abrasive impurities from wells, since the rigidly fixed shut-off element of the injection valve installed on the stem will be subject to one-way and, therefore, rapid wear in a liquid with abrasive particles.

Известен плунжер скважинного насоса (патент RU 2140570 С1, МПК F04B 47/00 (1995.01), опубл. 1999 г.), содержащие полый корпус, в верхней части которого выполнен конус с острой кромкой, и шток, соединенный с корпусом в нижней части.A well-known plunger of a borehole pump (patent RU 2140570 C1, IPC F04B 47/00 (1995.01), publ. 1999), containing a hollow body, in the upper part of which a cone with a sharp edge is made, and a rod connected to the body in the lower part.

В качестве прототипа принят плунжер скважинного насоса (патент RU 2147082 С1, МПК F04B 47/00 (2000.01), опубл. 2000 г.), содержащий полый корпус с наружной цилиндрической поверхностью, верхний торец которого выполнены в виде конуса, обращенного вовнутрь полости плунжера с образованием острой кромки в месте сопряжения с наружной цилиндрической поверхностью, и шток.A plunger of a borehole pump (patent RU 2147082 C1, IPC F04B 47/00 (2000.01), publ. 2000) was adopted as a prototype, containing a hollow body with an outer cylindrical surface, the upper end of which is made in the form of a cone facing the inside of the cavity of the plunger with the formation of a sharp edge at the interface with the outer cylindrical surface, and the rod.

Наличие конуса с острой кромкой препятствует проникновению абразивных частиц между плунжером и цилиндром и износу пары плунжер - цилиндр, а также исключает действие растягивающих нагрузок на плунжер, что повышает надежность работы плунжера и насоса с таким плунжером.The presence of a cone with a sharp edge prevents the penetration of abrasive particles between the plunger and the cylinder and wear of the plunger-cylinder pair, and also eliminates the action of tensile loads on the plunger, which increases the reliability of the plunger and pump with such a plunger.

Однако надежность работы плунжера и насоса с таким плунжером не достаточна, что объясняется действием на шток динамических изгибающих нагрузок от потери устойчивости, при движении плунжера вниз, приводящим к обрыву штока в месте его крепления к плунжеру, как правило по резьбовой части.However, the reliability of the operation of the plunger and the pump with such a plunger is not sufficient, which is explained by the action on the rod of dynamic bending loads from buckling, when the plunger moves downward, leading to the rod breakage at the point of its attachment to the plunger, usually along the threaded part.

Технической задачей заявляемой полезной модели является повышение надежности работы плунжера и скважинного насоса за счет снижения динамических изгибающих нагрузок при возвратно-поступательном движении, действующих на шток при работе насоса.The technical task of the claimed utility model is to improve the reliability of the plunger and the downhole pump by reducing the dynamic bending loads during reciprocating motion acting on the rod during pump operation.

Поставленная задача решается за счет усовершенствования плунжера скважинного насоса, содержащего полый корпус с наружной цилиндрической поверхностью, верхний торец которого выполнены в виде конуса, обращенного вовнутрь полости плунжера с образованием острой кромки в месте сопряжения с наружной цилиндрической поверхностью, и шток.The problem is solved by improving the plunger of a downhole pump containing a hollow body with an outer cylindrical surface, the upper end of which is made in the form of a cone facing the inside of the plunger cavity with the formation of a sharp edge at the interface with the outer cylindrical surface, and a rod.

Это усовершенствование заключается в том, что шток неподвижно соединен с корпусом в нижней его части, а в верхней части между корпусом и штоком установлен центратор.This improvement consists in the fact that the rod is fixedly connected to the body in its lower part, and a centralizer is installed in the upper part between the body and the rod.

Такое конструктивное выполнение плунжера скважинного насоса позволяет повысить надежность работы плунжера и насоса, в котором он установлен за счет надежного центрирования штока как в нижней части, так и в верхней и снижения динамических изгибающих нагрузок от потери устойчивости при возвратно-поступательном движении, действующих на шток при работе насоса в условиях подъема из скважин жидкостей с содержанием абразивных примесей.Such a design of the plunger of a borehole pump makes it possible to increase the reliability of the operation of the plunger and the pump in which it is installed due to the reliable centering of the rod both in the lower part and in the upper part and reducing the dynamic bending loads from buckling during reciprocating motion acting on the rod when operation of the pump in conditions of lifting liquids from wells containing abrasive impurities.

Кроме того, центратор может быть жестко закреплен на корпусе, что позволяет во-первых повысить усталостную прочность за счет исключения концентраторов напряжений в виде конструкционных элементов для крепления центратора, а во-вторых упростить его конструкцию и использовать круглый прокат без дополнительной обработки тела штока.In addition, the centralizer can be rigidly fixed to the body, which allows, firstly, to increase the fatigue strength by eliminating stress concentrators in the form of structural elements for fastening the centralizer, and, secondly, to simplify its design and use round bars without additional processing of the rod body.

Кроме того, центратор может быть жестко закреплен на штоке, что позволяет упростить операцию сборки плунжера, упростить конструкцию тела плунжера, тем самым обеспечив возможность использования более тонкостенной трубы, снижая стоимость.In addition, the centralizer can be rigidly fixed to the stem, which simplifies the plunger assembly operation, simplifies the plunger body design, thereby allowing the use of a thinner pipe, reducing cost.

Полезная модель поясняется чертежом, на котором изображен заявляемый плунжер скважинного насоса.The utility model is illustrated by a drawing, which shows the inventive plunger of a borehole pump.

Плунжер скважинного насоса содержит содержащий полый корпус 1 с наружной цилиндрической поверхностью 2, верхней торец которого выполнены в виде конуса 3, обращенного вовнутрь полости плунжера с образованием острой кромки 4 в месте сопряжения с наружной цилиндрической поверхностью 2, и шток 5. Шток 5 неподвижно соединен с корпусом 1 в нижней его части, а в верхней части между корпусом 1 и штоком 5 установлен центратор 6. Центратор 6 может быть жестко закреплен на корпусе 1 или на штоке 5.The plunger of the borehole pump contains a hollow housing 1 with an outer cylindrical surface 2, the upper end of which is made in the form of a cone 3 facing the inside of the cavity of the plunger with the formation of a sharp edge 4 at the interface with the outer cylindrical surface 2, and a rod 5. The rod 5 is fixedly connected to with the body 1 in its lower part, and in the upper part between the body 1 and the rod 5 there is a centralizer 6. The centralizer 6 can be rigidly fixed to the body 1 or to the rod 5.

Плунжер скважинного насоса работает следующим образом.The plunger of the borehole pump works as follows.

При работе скважинного насоса плунжер совершает возвратно-поступательное движение. При движении плунжера вверх острая кромка 4, образованная по всей окружности плунжера, обеспечивает срезание и сбор твердых частиц абразивных примесей по кольцевому зазору между штоком 5 и корпусом 1, исключая их скапливание и обеспечивая полное очищение внутренней поверхности цилиндра скважинного насоса от механических примесей. При этом центратор 6, установленный в верхней части плунжера обеспечивает центрирование штока 5, снижая изгибающие нагрузки от потери устойчивости, действующие на шток 5. Неподвижное соединение штока 5 с корпусом 1 плунжера в нижней части исключает при возвратно-поступательном движении плунжера действие растягивающих нагрузок. Для исключения повреждения острой кромки 4 при использовании заявляемого плунжера во вставном насосе служит протектор 7.When the borehole pump is operating, the plunger reciprocates. When the plunger moves upwards, the sharp edge 4, formed around the entire circumference of the plunger, provides cutting and collection of solid particles of abrasive impurities along the annular gap between the rod 5 and the housing 1, excluding their accumulation and ensuring complete cleaning of the inner surface of the borehole pump cylinder from mechanical impurities. In this case, the centralizer 6 installed in the upper part of the plunger ensures the centering of the rod 5, reducing bending loads from buckling acting on the rod 5. The fixed connection of the rod 5 with the plunger body 1 in the lower part excludes the action of tensile loads during the reciprocating movement of the plunger. To avoid damage to the sharp edge 4 when using the inventive plunger in the plug-in pump, the protector 7 is used.

Таким образом, использование заявляемой полезной модели позволяет повысить надежность работы плунжера и насоса, в котором он установлен, за счет снижения динамических изгибающих нагрузок от потери устойчивости при возвратно-поступательном движении, действующих на шток при работе насоса в условиях подъема из скважин жидкостей с содержанием абразивных примесей, так как шток 5 надежно центрирован соединением с корпусом 1 в нижней и центратором 6 в верхней части.Thus, the use of the claimed utility model makes it possible to increase the reliability of the plunger and the pump in which it is installed, by reducing the dynamic bending loads from buckling during reciprocating motion acting on the rod when the pump is operating under conditions of lifting liquids from wells containing abrasive impurities, since the stem 5 is reliably centered by the connection with the body 1 at the bottom and the centralizer 6 at the top.

Claims

1. The plunger of a borehole pump, containing a hollow body with an outer cylindrical surface, the upper end of which is made in the form of a cone facing the inside of the cavity of the plunger with the formation of a sharp edge at the interface with the outer cylindrical surface, and a rod, characterized in that the rod is fixedly connected to the body in the lower part of it, and in the upper part between the body and the rod, a centralizer is installed.

2. The plunger of the borehole pump according to claim 1, characterized in that the centralizer is rigidly fixed to the body.

3. The plunger of the borehole pump according to claim 1, characterized in that the centralizer is rigidly fixed to the rod.