Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11441
.pdf
дополнительной альтернативы насосное оборудование может быть снабжено ребрами, описанными выше, а
стояк может быть снабжен множеством рядов штифтов, причем штифты каждого ряда расположены на
расстоянии, меньшем, чем длина ребер на насосном оборудовании, так что, когда насосное оборудование
установлено в головке стояка приблизительно в том положении, в котором оно должно находиться на
посадочном кольце для обеспечения зацепления контактов, штифты на стояке удерживают его в этом
положении до тех пор, пока он не остановится на посадочном кольце.
На внешней стороне, рядом с уплотнительным кольцом, напорный магистральный кабель может быть
снабжен экраном или оболочкой для защиты кабеля, изгибающегося вниз и ведущего к разъему 105:
клеммная коробка.
В альтернативной конструкции уплотнения между посадочным кольцом и насосным оборудованием
уплотнение может быть образовано одним кольцом, установленным на насосном оборудовании j 11, нижняя
поверхность которого выпукла в поперечном направлении и предназначена для опоры на шлифованную или
обработанную поверхность посадочного кольца. Таким образом, когда насосное оборудование 11 j 5
опускается на посадочное кольцо, средняя часть сечения уплотнительного кольца сначала соприкасается с
посадочным кольцом, и вода выдавливается наружу с каждой стороны, так что обеспечивается эффективное
соединение и надежное посадочное место 120 на посадочном кольце.
Для обеспечения возможности пополнения воздуха в воздушном кожухе или водолазном колоколе, напорный
трубопровод проложен вниз ниже посадочного кольца, охватывая большую часть насосного оборудования. В
корпусе насоса предусмотрены воздушные каналы, идущие от положения ниже посадочного кольца к
воздушному кожуху; эти каналы имеют отверстие наружу корпуса насоса в нижней части. Таким образом,
когда необходимо подать воздух в воздушный кожух или водолазный колокол, работа насоса прекращается, и
воздух под давлением подается вниз по напорному трубопроводу. Таким образом, уровень воды сначала
опускается до уровня всасывания, а затем опускается ниже посадочного кольца до тех пор, пока не откроются
отверстия воздушных каналов в корпусе насоса, после чего воздух свободно поступает в воздушный кожух.
Данная особенность изобретения может быть применена в отношении насосного оборудования, которое не
снабжено средствами подачи тока описанным выше способом.
При применении изобретения к насосному оборудованию, используемому в шахтах и для аналогичных целей,
как описано выше, трубка, снабженная, как описано выше, посадочным кольцом, на котором покоится
насосное оборудование, также снабжена вспомогательным посадочным кольцом, расположенным на
некотором расстоянии над основным посадочным кольцом для взаимодействия с посадочным фланцем,
облицованным сальником, расположенным на насосном оборудовании в подходящем положении над
основным посадочным кольцом, причем вспомогательное посадочное кольцо имеет отверстие большего
размера, чем основное посадочное кольцо, чтобы позволить части насосного оборудования, которая
размещена на основном посадочном кольце, проходить через него. Трубка в положении между основным и
вспомогательным посадочными кольцами снабжена напорным отверстием, сообщающимся с напорной
трубкой относительно небольшого диаметра, которая простирается вверх в положении рядом с трубкой. При
необходимости напорная трубка может быть расширена, и подача из насоса может осуществляться в
кольцевое пространство, окружающее трубку, с которой соединены трубки. В определенных обстоятельствах
может быть целесообразно выполнить напорную трубку в виде концентрической трубки, окружающей трубку,
поперечное сечение которой Кольцевое пространство между трубками определяется в зависимости от
желаемой скорости подачи.
В зависимости от глубины основного трубопровода может быть целесообразно использовать несколько
насосных установок, работающих последовательно. В этом случае в самой нижней части шахты на
подходящей опорной платформе может быть установлен головной фитинг описанного выше типа,
поддерживающий трубу, идущую вниз и снабженную основным и вспомогательным посадочными местами для
насосного оборудования, а также напорную трубу малого диаметра, идущую вверх к указанной платформе.
Насосное оборудование, расположенное выше, будет аналогично поддерживаться на платформе или на
уровне земли, но в положении, не соосном с осью трубы, поддерживающей самое нижнее насосное
оборудование. Второе насосное оборудование аналогично поддерживается в трубе на 70 основных и
вспомогательных посадочных местах, которые образуют напорную камеру насосного оборудования для
сообщения с напорной трубой малого диаметра, но в этом случае ниже основного посадочного места
предусмотрен 75 всасывающий фитинг, включающий цилиндрический или иной корпус, установленный на
нижнем конце удлинителя трубы, поддерживающей насосное оборудование, и имеющий или снабженный
коленом или подобным 80 трубопроводом для соединения, с одной стороны, с всасыванием второго насоса.
Насосное оборудование, а с другой стороны, для соединения с напорным трубопроводом самого нижнего
насосного оборудования, предпочтительно с помощью гибкой трубки или другой трубки регулируемой длины,
позволяющей опускать первое насосное оборудование и его опорную трубку по мере углубления скважины
или шахты. Аналогичная конструкция насосного оборудования может быть предусмотрена для использования
при перекачивании жидкостей, не содержащих частиц.
Однако в этом случае двухсекционные опоры не требуются, и подача жидкости из напорного трубопровода
самого нижнего насосного оборудования 95 будет осуществляться к всасывающему патрубку следующего
насосного оборудования.
В качестве альтернативы, несколько насосных установок могут быть расположены последовательно в одной
трубе или напорном трубопроводе. В этом случае также могут быть предусмотрены двухсекционные
посадочные и напорные трубки, а верхняя насосная установка может иметь всасывающие фитинги, которые
могут являться частью насосного оборудования и быть предназначены для установки на посадочное место в
трубе в таком положении, чтобы обеспечить необходимое соединение с напорной трубой нижней насосной
установки. Насосные установки также могут быть установлены на посадочных кольцах описанным выше
способом, а труба, в которой они размещены, может служить напорным трубопроводом. Подача
электрического тока может осуществляться с помощью кабелей, идущих вниз по напорному трубопроводу и
предназначенных для обеспечения электрического соединения на посадочных кольцах с соответствующими
насосными установками описанным выше способом. Следует понимать, что в случае установки ряда
насосных установок в одной трубе посадочные кольца верхней насосной установки должны иметь диаметр
отверстия, достаточный для прохождения нижней насосной установки, и что там, где требуется
отрегулировать самый нижний 12; Перед извлечением нижнего насосного оборудования необходимо снять
верхние элементы, причем именно нижний элемент должен быть установлен на место первым.
В тех случаях, когда условия эксплуатации насосного оборудования позволяют устанавливать его на опоре
или платформе, расположенной на уровне ниже поверхности земли, напорный трубопровод или труба,
поддерживающая насосное оборудование, могут быть укорочены, что позволит снизить затраты за счет
установки опоры непосредственно над самым высоким уровнем покоя воды и установки на опоре головного
фитинга для напорного трубопровода таким образом, чтобы последний простирался вниз от опоры лишь на
сравнительно небольшое расстояние.
Затем жидкость, подаваемая из головного фитинга, направляется вверх внутри шахты или скважины.
Конструкции насосного оборудования, в которых подача осуществляется через напорную трубу малого
диаметра из напорной камеры, образованной между двумя опорами, и в которых трубка, поддерживающая
насосное оборудование, служит исключительно для этой цели, особенно выгодны для использования в таких
ситуациях, как, например, в шахтах, где необходимо часто или периодически осматривать насосное
оборудование или двигатели, приводящие насосы в движение, без необходимости подъема оборудования на
поверхность, поскольку трубка, внутри которой поддерживается насосное оборудование, может быть
снабжена смотровыми дверцами, через которые можно получить доступ к насосному оборудованию, пока оно
находится в рабочем положении, что позволяет, например, контролировать регулировку щеток двигателя
постоянного тока или контактных колец двигателя переменного тока через люк или люки, предусмотренные в
корпусе двигателя.
Следует понимать, что изобретение не ограничивается деталями конструкции, изложенными выше.
Например, питающие кабели могут прокладываться внутри стояка, а не снаружи.
Дата: 1 ноября 1932 года.
Эдвард Эванс и Ко, Чансери Лейн, 27, Лондон, W C 2, агенты заявителя.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
№ 20745, 1933 г. н.э.
Усовершенствования, касающиеся оборудования для скважинных насосов.
Я, АРТУР КРОУЛИ, из Дайсарт-роуд, Железоделательный завод, Дайсарт-роуд, Грантем, гражданин
Великобритании, работающий под давлением жидкости, настоящим заявляю, что насосное оборудование
может быть предназначено для подачи жидкости следующим образом: ниже всасывающего фитинга
расположен цилиндр с определенным диапазоном хода и, таким образом, позволяет жидкости проходить в
цилиндр под всасыванием насоса и выталкиваться из него внутри скважины, обеспечивая при этом выход
жидкости из насоса и всасывание жидкости из насоса внутри скважины путем обеспечения
воздухо-водопропускной камеры или водолазного колокола, благодаря чему давление, приложенное к
всасывающему патрубку насоса, предотвращает попадание жидкости под давлением жидкости. Данное
изобретение относится к скважинному насосу, в котором расположен поршень, имеющий всасывающую
головку и двигатель для привода насоса, что позволяет жидкости проходить в цилиндр под всасыванием
насоса и выталкиваться из скважины, при этом двигатель защищен от воздействия давления жидкости,
приложенного к всасывающей головке насоса, внутри скважины путем обеспечения воздухо-водопропускной
камеры или водолазного колокола, благодаря чему давление, приложенное к всасывающей головке насоса,
предотвращает попадание жидкости под воздействие давления. Согласно изобретению, поршень может быть
снабжен каналами, по которым жидкость может подниматься к всасывающему патрубку насоса, и такие
каналы могут контролироваться невозвратным клапаном. (См. также 11249 из 19-32, 14043 из 1932).
Целью изобретения является, кроме того, доказать, что конструкция и работа поршня могут быть обеспечены
средствами, позволяющими насосному оборудованию и обеспечивать его надлежащее положение внутри
цилиндра при всасывании 9 + Согласно изобретению, насос.
Оборудование, приспособленное для установки на стояк, а также, при необходимости, на солнечном стояке,
может быть предусмотрено в определенных положениях регулировки для открытия отверстий с помощью
клапанов, которые могут быть образованы в нижней части указанного стояка, через которые жидкость внутри
стояка может быть открыта для поступления жидкости и для осушения стояка.
Согласно изобретению, кроме того, соответствующие аксиально расположенные каналы могут быть
предусмотрены в соответствии с конкретными условиями, которые должны быть соблюдены при замыкании
цепи или цепей. Конструкция насоса позволяет использовать подшипник легкого типа 70 в кольце, замыкание
указанных контактов которого будет достаточно для удержания вращающихся частей оборудования.
Согласно изобретению, кроме того, трубопровод, служащий в качестве напорного трубопровода, должен быть
закрыт до тех пор, пока насосное оборудование, где несколько насосных устройств расположены
последовательно, и соответствующие опорные кольца насоса не будут установлены на дублированном
трубопроводе. Согласно изобретению, кроме того, опорные кольца, нижний напорный трубопровод в случае,
когда насосное оборудование должно быть установлено в скважине без опорной трубки, оборудование может
быть подвешено к подходящей головке, регулируемой по оси в соответствии с фитингом, трубой или трубкой,
служащей в качестве напорного трубопровода, и с которой насос должен работать. В таком оборудовании
подача из самого нижнего напорного трубопровода может осуществляться через кольцевую камеру,
окружающую подачу, осуществляемую посредством напорной трубки, удлиняющейся и сообщающейся с
боковым разделением напорного трубопровода и предусмотренной опорной трубкой. Трубопровод или
трубопроводы с подъемом через определенные интервалы и заглушенными ответвлениями, любой из
которых может использоваться для соединения 90. Если предусмотрено подкачивание подачи на всасывание,
то воздушная камера заполняется воздухом с помощью насосного оборудования.
Введение сжатого воздуха в насосное оборудование, описанное ниже, дополнительно включает в себя
восходящий магистральный трубопровод, который служит для понижения уровня воды через всасывающую
сторону насоса и, в соответствии с конкретной конструкцией корпуса насоса, в некоторых случаях желательно
избегать наличия таких каналов внутри насоса, которые могут быть обеспечены путем плотной посадки и
расположения их аксиально расположенных каналов таким образом, чтобы каналы радиальных каналов,
идущих от нижнего рабочего колеса, простирались вниз, в то время как каналы верхнего рабочего колеса
простирались вверх и от внешней стороны корпуса насоса. Всасывающие каналы предусмотрены для
воздушной камеры. Такая модификация Для подачи жидкости в расположенные вдоль оси каналы
конструкции насосного оборудования используется нижний импеллер, который, в свою очередь, специально
предназначен для применения в каналах, расположенных в корпусе насоса, в 5 случаях, когда регулируемое
седло, простирающееся вверх до положения выше J 10 riln, предусмотрено внутри отверстия или внутри
верхнего импеллера, откуда они подают жидкость, служа в качестве восходящего трубопровода для подачи
жидкости в расположенные вдоль оси каналы в соответствии с изобретением; также может использоваться
верхний импеллер в направлении вниз, что нежелательно в случае, если направление подачи жидкости
насосного оборудования не является желательным. Верхний импеллер, наконец, имеет большую
производительность, чтобы избежать значительных потерь мощности, связанных с использованием упорного
подшипника, поддерживающего восходящий трубопровод, окружающий вращающиеся части насосного
оборудования.
Ввиду наличия сбалансированных рабочих колес, создаваемых насосом, насос может быть снабжен
множеством рабочих колес, поэтому нет необходимости устанавливать упорный подшипник любой
значительной осевой грузоподъемности. Достаточно, чтобы такой подшипник был достаточен для поддержки
вращения частей рабочих колес. Корпус насоса снабжен рабочим колесом малого сечения. Второй рабочий
колес может быть направлен вверх, от всасывающей стороны насоса. Если предусмотрено большее
количество рабочих колес, направление сообщения с воздушной камерой 130 409,7 04 409,704 Вал или
подшипники, которые могут быть установлены между насосом и якорем двигателя и которые могут быть
выполнены в соединительных элементах воздушной камеры, могут быть предназначены для водяной смазки.
Для этой цели медная или аналогичная трубка проходит внутри воздушной камеры от нагнетательного
патрубка насоса до положения над подшипником, который необходимо смазывать, где она изгибается или
отклоняется, обеспечивая нисходящий поток жидкости, прокачиваемой через нее насосом в желоб над
подшипником и вокруг вала, благодаря чему жидкость может проходить через подшипник и, наконец,
выходить через уже имеющиеся дренажные каналы, которые достаточно велики, чтобы справиться с
небольшим количеством жидкости высокого давления, поступающей из нагнетательного патрубка насоса.
Нижний конец трубки, служащей в качестве напорного трубопровода и снабженной опорным кольцом, на
котором установлено насосное оборудование, закрывается запорным элементом или пластиной с клапанным
отверстием. Клапан удобно выполнен в виде диска, расположенного под запорной пластиной и
поддерживаемого шпинделем, который проходит через подшипник типа «паук» и принимает винтовую
пружину, расположенную между этим подшипником и головкой на шпинделе, так что указанная пружина
служит для удержания клапана в закрытом положении. Всасывающий патрубок насоса окружен или заключен
в трубчатую сетку или юбку, на нижнем конце которой установлен цилиндр, причем цилиндр расположен
таким образом, что когда насосное оборудование размещено на опорном кольце внутри напорного
трубопровода, цилиндр находится на небольшом расстоянии над шпинделем клапана. Цилиндр предназначен
для приема поршня, имеющего направленный вниз шпиндель или шток, предназначенный для прохождения
через подшипник типа «паук», установленный на нижнем конце цилиндра, и для установки в положение,
близкое к головке шпинделя клапана, упомянутого ранее. Поршень поддерживается от подшипника типа
«паук» винтовой пружиной, окружающей поршень. Поршень снабжен по периметру рядом продольно
расположенных углублений, в которых установлены пружинные пальцы, закрепленные на корпусе поршня
ближе к нижнему концу указанных углублений. Стенка цилиндра также снабжена продольными углублениями
или кольцевым выступом, так что при движении поршня вниз до упора, позволяющего пружинным пальцам
войти в углубление или под выступ цилиндра, нижний конец штока поршня соприкасается с головкой
шпинделя клапана и прижимает ее до степени, необходимой для открытия клапана в рабочем состоянии.
Цилиндр дополнительно снабжен в положении над указанными углублениями или выступом 70 радиальными
каналами, которые открываются поршнем только тогда, когда он прижат до степени, большей, чем
необходимо для открытия клапана в рабочем состоянии. Поршень дополнительно снабжен 75 продольными
каналами, проходящими через его корпус, которые в верхнем конце закрыты обратным клапаном в виде,
например, жестко закрепленного диска из резины. устанавливается на удлинении поршневого штока или иным
способом, и, при желании, может быть приспособлен для установки на решетку.
Следует понимать, что при такой конструкции, когда насос-эквилинер опускается по напорному трубопроводу
на уплотнительное кольцо 85, клапан напорного трубопровода остается закрытым, так что жидкость не
поступает в напорный трубопровод, и, таким образом, если цепи для двигателя выполнены посредством
контактов, расположенных на уплотнительном кольце 9, способом, описанным в Техническом задании №.
30,80,5132, Замыкание контактов контуров осуществляется при отсутствии жидкости, тогда как во время
работы оборудования 95 жидкость не может поступать к контактам, поскольку между уплотнительными
кольцами насоса и посадочным кольцом обеспечивается герметичное замыкание.
Когда необходимо перевести насос в режим А, воздух под давлением подается в напорный трубопровод и,
проходя через насос, благодаря наличию обратного клапана, толкает поршень вниз, пока пружинные пальцы
105 не войдут в углубления или под выступ цилиндра, так что поршень удерживается в положении, в котором
его шток опустил вал клапана до такой степени, что клапан открывается для 110 рабочих условий. Таким
образом, жидкость поступает в напорный трубопровод и может проходить через каналы в поршне к
всасывающему патрубку насоса. Зацепление пружинных пальцев в углублениях или под выступом цилиндра
предотвращает втягивание поршня вверх под действием всасывания насоса в случаях, когда давление
воздуха было сброшено.
Когда требуется перезарядить воздушную камеру 120, воздух под давлением снова подается в напорный
трубопровод, и, воздействуя через жидкость на поршень, выталкивает его вниз в той степени, которая
необходима для открытия радиальных каналов цилиндра 125. Таким образом, жидкость, содержащаяся в
напорном трубопроводе, может выходить наружу, за ней следует сжатый воздух, который затем проходит
через каналы, предусмотренные в корпусе насоса 1 j 409,704, к воздушной камере. Трубка подачи воздуха в
камеру расположена снаружи. Средство, с помощью которого электрический контакт или контакты на
насосном оборудовании подсоединены к напорному трубопроводу в точном положении, входящем в
зацепление с контактом над воздушной камерой.
В случае применения насосного оборудования 70, уплотнительное кольцо может быть любой подходящей
формы, например, как описано в Спецификации применения для шахт и аналогичных целей. Нигде жидкость,
насыщенная песком или осадком, не должна использоваться.
20,805/32, То есть, может присутствовать элемент, при этом трубка служит направляющими ребрами либо на
напорном трубопроводе и снабжена посадочным кольцом насосного оборудования, либо на напорном
трубопроводе, которое также может быть приспособлено для взаимодействия со штифтами или снабжено
вспомогательным посадочным кольцом, шпильками, расположенными на напорном трубопроводе или на
некотором расстоянии над трубопроводом на насосном оборудовании. Концентричность посадочного кольца
для взаимодействия с посадочностью насосного оборудования с фланцем, футерованным уплотнением,
предусмотренного на напорном трубопроводе, может быть обеспечена наличием на насосном оборудовании
на подходящем расстоянии шпилек или элементов, предусмотренных для положения над основным
посадочным кольцом, для цели на насосном оборудовании или в качестве вспомогательного посадочного
кольца, имеющего отверстие. Концентричность может быть обеспечена большей, чем у основного
посадочного кольца, благодаря формированию направляющей, позволяющей использовать часть насосного
оборудования: стержни или шпильки, упомянутые ранее. Где элемент, который принимается на трубопроводе,
85 направляющая Ребра предусмотрены на посадочном кольце для прохождения через него. Желательно,
чтобы они располагались достаточно далеко от основного и вспомогательного посадочных колец, чтобы,
когда насос, оборудованный нагнетательным отверстием, находился на посадочном кольце, они
располагались непосредственно над двигателем. Кроме того, относительно небольшого диаметра, который
простирается вверх в положении, прилегающем к трубке, двойная спираль, в которой одно ребро имеет
больший шаг, чем другое, верхнее ребро может заканчиваться таким образом, чтобы подавать
соответствующий элемент или штифт, соответствующий отверстию перед нижним ребром, при этом элемент
или штифт, окружающий трубку, был ограничен в движении, чтобы следовать за нижним ребром с помощью
вспомогательного ребра или подобного, предусмотренного в кольцевом зазоре. Кроме того, в месте их
расположения они выполнены в виде двойной спирали, в которой одно ребро имеет больший шаг, чем другое,
и подача от большинства ребер может осуществляться в кольцевом зазоре 95.
В зависимости от глубины шахты 100, где нежелательно формировать колодец, может быть целесообразно
использовать воздушные каналы, соединяющие воздушную камеру с несколькими насосными установками,
работающими с всасывающей стороной насоса в серии I. В этом случае в нижней части корпуса насоса,
радиально расположенной на валу, могут быть предусмотрены каналы, которые могут простираться к
периферии на подходящей опорной платформе и 105 поверхности насоса в положениях, прилегающих к валу,
к нескольким продольным элементам, приспособленным для использования в качестве всасывающих, и такие
каналы могут быть установлены на направляющих или оснащены рельсами для поддержки, соединенных с
рабочими колесами, направленными вниз. Пропуски воздуха могут быть выполнены с помощью
цилиндрического экрана в трубах, служащих в качестве восходящего основного трубопровода и 110 или юбки,
простирающейся вокруг и охватывающей основную и вспомогательную части корпуса насоса. При этом такие
посадочные места для насосного оборудования и конструкции могут применяться при изменении напорной
трубки. малый диаметр, формы насосного оборудования и его направленность вверх вдоль его длины и
крепление B 9, он особенно подходит для использования с несколькими напорными ответвлениями hal 115 в
связи с регулируемым седлом во фланцевых соединениях, соответствующим образом закрытое кольцо,
приспособленное для установки в отверстие, когда оно не используется, с помощью запорных пластин, или
ствола или напорного трубопровода, как описано в Спецификации применения. Нет, принимает винтовые
заглушки или иным образом l 5 11291/:32, предусмотренные для обеспечения в соответствующих положениях
120. В модифицированной конструкции напорных патрубков насоса, которые могут быть закрыты на
оборудовании для использования в обстоятельствах, когда будет. Трубка, образующая напорный
трубопровод, с насосным оборудованием внутри, соответствующим образом подвешена таким образом, что
ее нецелесообразно опускать в вал по мере необходимости. Если возможно, насосное оборудование
поддерживается Apoi thi lonoitilrll ninmher God непосредственно от напорного трубопровода. Основное
насосное оборудование, расположенное выше, обеспечивает подачу насоса, который устанавливается на
платформе или на кольцевых камерах, а подача осуществляется с другой платформы или с земли. 6 каналов.
Таким образом, насос поднимается вверх, но находится в положении, которое отклоняется от оси
поднимающегося основного трубопровода, поддерживающего самое нижнее насосное оборудование.
Второе насосное оборудование аналогичным образом поддерживается в своих трубках на основных и
вспомогательных опорах, образующих напорную камеру насосного оборудования для сообщения с напорной
трубой малого диаметра, но в этом случае напорный трубопровод продлевается ниже основной опоры для
соединения с всасывающим фитингом, включающим цилиндрический или иной корпус, установленный на
нижнем конце и имеющий или снабженный запорным клапаном и муфтами для соединения, с одной стороны,
с всасывающим патрубком второго насосного оборудования, а с другой стороны, для соединения с тем
напорным ответвлением напорной трубы самого нижнего насосного оборудования, которое наиболее удобно
расположено, предпочтительно с помощью гибкой трубки или другой трубки регулируемой длины,
позволяющей опускать первое насосное оборудование и его опорную трубу по направляющим продольных
элементов по мере углубления скважины или шахты.
Следует понимать, что изобретение не ограничивается описанными выше деталями конструкции, и что
различные детали не обязательно используются совместно. Изобретение может быть также реализовано в
сочетании с другими незначительными модификациями деталей. Таким образом, затвор для напорного
трубопровода, расположенный на поверхности земли или на подходящем уровне, может быть предусмотрен
для разрыва цепи двигателя путем срабатывания соответствующего выключателя, когда он переведен в
открытое положение. Кроме того, для того чтобы обойтись без упорного подшипника, предназначенного для
переноса большой нагрузки, может быть предусмотрен гидравлически сбалансированный насос, имеющий
двойные обратные кольца и отверстия или каналы, обеспечивающие сообщение между двумя сторонами
рабочего колеса, благодаря чему обеспечивается выравнивание давления, что приводит к гидравлической
балансировке и снижает нисходящее усилие, вызванное напором насоса.
Дата: 22 июля 1933 года.
Эдвард Эванс и Ко, Чансери Лейн, 27, Лондон, W C 2, агенты заявителя.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, касающиеся оборудования для скважинных насосов.
Я, Арт Ху Р. Кроули Поттер, проживающий по адресу: Dysart Road Iron Works, Dysart Road, Grantham,
гражданин Великобритании, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к насосному оборудованию для скважин, в котором насос и приводной
двигатель для насоса расположены в непосредственной близости друг от друга для ввода в скважину, при
этом двигатель защищен от воздействия жидкости внутри скважины путем наличия воздушной камеры или
водолазного колокола, предотвращающего попадание жидкости на двигатель, и в частности относится к
насосному оборудованию, описанному в спецификации № 404993.
Изобретение имеет среди своих целей обеспечение подачи электрического тока к двигателю без
необходимости использования свисающего кабеля, который необходимо сматывать и разматывать
одновременно с подъемом и опусканием насосного оборудования, обеспечение быстрого ввода воздуха в
воздушную камеру или водолазный колокол и, в целом, улучшение конструкции и работы насосного
оборудования и обеспечение его пригодности для широкого применения.
Согласно изобретению, подача электрического тока к двигателю насосного оборудования осуществляется
посредством кабелей, которые проложены по стояку или связаны с ним и которые соединены с контактными
устройствами, установленными на посадочном кольце стояка, по которому перемещается насосное
оборудование, при этом посадочный элемент насосного оборудования выполнен с контактными
устройствами, соединенными проводами с двигателем и предназначенными для зацепления с контактными
устройствами посадочного кольца, когда насосное оборудование опускается на него.
Согласно изобретению, кроме того, насосное оборудование опускается на посадочное кольцо в правильном
положении для обеспечения зацепления взаимодействующих контактных устройств в соответствии с их
функцией за счет наличия взаимодействующих направляющих элементов, расположенных соответственно на
внутренней стороне напорного трубопровода 105 и на насосном оборудовании. Для этой цели могут быть
целесообразно предусмотрены направляющие элементы в виде ребер, расположенных таким образом, чтобы
образовывать двойную гексагональную форму или простираться в плоскости, наклоненной к оси напорного
трубопровода 111, и расположенных либо на внутренней стенке напорного трубопровода, либо на внешней
стороне насосного оборудования и предназначенных для зацепления взаимодействующих элементов в виде
штифтов, шпилек или пластин, расположенных либо на насосном оборудовании, либо на внутренней стороне
напорного трубопровода, причем указанные ребра расположены таким образом, что взаимодействующий
элемент или элементы ограничены вертикальной траекторией по мере приближения насосного оборудования
к посадочному кольцу.
Согласно изобретению, насосное оборудование также снабжено средствами, позволяющими открывать
запорный клапан в нижней части указанного напорного трубопровода для подачи жидкости и осушения
участка напорного трубопровода выше насосного оборудования с помощью приводного элемента,
работающего под давлением жидкости. Таким образом, насосное оборудование может быть снабжено
цилиндром, расположенным ниже всасывающего фитинга, внутри которого находится поршень с
определенным ходом, обеспечивающий прохождение жидкости в цилиндр под всасыванием насоса, а также
вытеснение жидкости из каналов насоса и напорного трубопровода под давлением жидкости, приложенным в
напорном трубопроводе.
Согласно изобретению, поршень может быть снабжен сквозными каналами, по которым жидкость может
подниматься к всасывающему патрубку насоса, и такие каналы могут регулироваться обратным клапаном.
Согласно изобретению, поршень может быть снабжен средствами, позволяющими ему поддерживать
заданное положение внутри цилиндра под действием всасывания насоса.
Согласно изобретению, поршень может быть предусмотрен в определенных положениях регулировки для
открытия отверстий или каналов, которые могут быть образованы в цилиндре, через которые жидкость внутри
цилиндра может выходить наружу в напорный трубопровод. Согласно изобретению, оборудование может
быть также снабжено средствами для замыкания цепи или цепей двигателя, когда оборудование достигает
своего определенного положения на опорном кольце, при этом замыкание указанных контактов
осуществляется в отсутствие жидкости путем обеспечения того, чтобы клапан на трубе, служащей напорным
трубопроводом, оставался закрытым до тех пор, пока насосное оборудование не будет установлено на
опорное кольцо.
Согласно изобретению, также, напорный трубопровод может быть проложен ниже посадочного кольца, а
насосное оборудование может быть снабжено воздушными каналами, выходящими наружу, в таком
положении, что, когда насосное оборудование размещено на посадочном кольце, оно оказывается ниже
посадочного кольца, но в пределах продолжения напорного трубопровода.
Таким образом, когда необходимо пополнить запас воздуха внутри воздушной камеры или водолазного
колокола, это можно легко осуществить, остановив оборудование, позволив уровню воды в напорном
трубопроводе опуститься до уровня всасывания, а затем пропустив воздух под давлением в напорный
трубопровод, так что уровень воды в нем опустится ниже уровня подачи насоса до уровня, который обнажит
наружные отверстия воздушных каналов внутри упомянутого ранее насосного оборудования, после чего
воздух внутри напорного трубопровода сможет поступать непосредственно в воздушную камеру или
водолазный колокол. В некоторых случаях может быть желательно избежать наличия таких каналов внутри
корпуса насоса, и согласно изобретению это может быть достигнуто путем установки плотно прилегающей
сетки вокруг корпуса насоса и радиальных каналов, идущих от всасывающей стороны к внешней стороне
корпуса насоса и от внешней стороны корпуса насоса к воздушной камере. Такая модификация конструкции
насосного оборудования особенно подходит для применения в тех случаях, когда регулируемое посадочное
кольцо предусмотрено внутри канала или внутри трубки, служащей напорным трубопроводом.
Согласно изобретению, кроме того, в случае, когда насосное оборудование необходимо разместить в
скважине без опорной трубки, оборудование 100 может быть подвешено к подходящему головному фитингу с
помощью трубы или трубки, служащей в качестве напорного трубопровода, на котором подвешено насосное
оборудование, а подача насоса может осуществляться в круглую камеру 105, окружающую напорный
трубопровод и сообщающуюся с напорным трубопроводом через расположенный сбоку канал или каналы.
Согласно изобретению, при применении насосного оборудования для перекачки в шахтах и аналогичных
целях, когда перекачиваемая жидкость содержит большое количество зернистых примесей, таких как
угольная пыль, песок и тому подобное, целесообразно предусмотреть внутри приемного устройства два
посадочных кольца, расположенных на соответствующем расстоянии друг от друга и приспособленных для
поддержки насосного оборудования с помощью соответствующих уплотненных седл 12 (предусмотренных на
насосном оборудовании в положениях ниже и выше выходного отверстия насоса, а также для обеспечения
сообщения с пространством или камерой, образованной между посадочными кольцами, с напорной трубой 12
относительно небольшого диаметра, расположенной рядом со стенкой трубки и либо внутри, либо снаружи
трубки. Таким образом, насосное оборудование, опущенное на посадочные кольца, может быть утяжелено
для обеспечения надежных соединений на посадочных кольцах путем введения воды в трубку выше седл.
При работе насоса подача осуществляется с более высокой скоростью в напорное отверстие. Трубка
относительно небольшого диаметра, благодаря чему исключается тенденция к отложению абразивных частиц
вблизи насоса.
Согласно изобретению, также могут быть предусмотрены два или более насоса, работающих
последовательно, причем каждый насос способен поднимать жидкость на несколько сотен футов до места,
где она подается на всасывание второго насоса в серии, причем каждый насос расположен в
соответствующей трубке, а трубка для каждого насоса в серии расположена не по линии с трубкой насоса,
расположенного ниже. Такая схема насосов может быть предусмотрена для работы с зернистой жидкостью, в
этом случае предусмотрены двухсекционные седла.
Подача жидкости осуществляется посредством подающих трубок, идущих вверх по трубке, в которой
установлен данный насос, или рядом с ней.
Согласно изобретению, в случае последовательного соединения нескольких насосных установок, каждая из
которых установлена на дублированных опорных кольцах, нижняя насосная установка может поддерживаться
плавающим участком напорного трубопровода, который может быть установлен на ступенчатой опоре таким
образом, чтобы его можно было регулировать по оси в зависимости от глубины, на которой требуется работа
насосной установки. В такой конструкции подача жидкости от нижней насосной установки может
осуществляться через напорную трубу, проходящую вдоль напорного трубопровода и снабженную через
определенные интервалы заглушенными ответвлениями, любое из которых может использоваться для
соединения подачи с последующим насосным оборудованием.
Согласно изобретению, в случае, когда насосы не должны работать с зернистой жидкостью, может быть
предусмотрена единая конструкция, в которой насосы серии установлены на расположенных через равные
промежутки опорах, причем верхние опоры имеют отверстия достаточного диаметра для ввода насосов,
которые должны быть расположены на более низком уровне. В такой конструкции насосов особенно выгодно,
чтобы токовые провода к нескольким насосам проходили по трубке, в которой находятся насосы и которая
служит восходящим трубопроводом для каждого насоса.
Согласно изобретению, также, если желательно избежать использования всей длины трубы или стояка,
необходимого в связи с глубиной уровня всасывания, в скважине или шахте может быть предусмотрена
ступенчатая опора на расстоянии, непосредственно превышающем самую высокую точку опоры.
Уровень воды, и с такой ступенчатой установки вниз может быть проложен необходимый участок напорного
трубопровода или трубки для поддержки насосного оборудования. Такая схема может использоваться либо в
случае, когда трубка используется в качестве напорного трубопровода, либо в случае, когда предусмотрено
двухсекционное седло, а подача осуществляется трубкой малого диаметра.
Согласно изобретению, в случае насосного оборудования большой производительности также может быть
желательно избежать значительных потерь мощности, связанных с использованием упорного подшипника,
поддерживающего вращающиеся части насосного оборудования под действием осевой нагрузки,
создаваемой насосами. Для этой цели насос может быть снабжен множеством рабочих колес, у которых
соответствующие аксиально расположенные каналы направлены в противоположных направлениях. Таким
образом, насос, снабженный двумя рабочими колесами, может иметь аксиально расположенные каналы
одного рабочего колеса, направленные вниз, в то время как аналогичные каналы второго рабочего колеса
могут быть направлены вверх. При большем количестве рабочих колес направление соответствующих
аксиально расположенных каналов может определяться в соответствии с конкретными условиями, которые
должны быть соблюдены. Благодаря такой конструкции насоса становится возможным использование
подшипника легкой конструкции, достаточного для восприятия собственного веса вращающихся частей
оборудования. Изобретение также включает в себя детали конструкции, описанные ниже.
Изобретение схематически 10 i) проиллюстрировано в качестве примера на прилагаемых чертежах.
На рисунке 1 представлен вид в проекции и частично в разрезе погружного насосного оборудования,
установленного на опоре в трубе диаметром 10 мм, служащей напорным трубопроводом.
На рисунке 2 в разрезе показана конструкция насоса со сбалансированными рабочими колесами, что
позволяет избежать использования упорных подшипников. На рисунке 3 представлен детальный разрез
нижнего конца насосного оборудования, установленного в трубе, служащей напорным трубопроводом,
снабженной удлинителем, закрываемым автоматически управляемым клапаном i 20. На рисунке 4 показана
часть напорного трубопровода и насосного оборудования, снабженная средствами, позволяющими подавать
электрический ток на двигатель без использования кабелей, идущих от поверхности 12,5 и прикрепленных
непосредственно к двигателю.
Рисунок 5 представляет собой детальный план в разрезе, соответствующий рисунку 4, выполненный по линии
А-А на рисунке 4.
Рисунок C представляет собой детальный план разреза 13 C 409,7,04, выполненный по линии B-B рисунка 4.
На рисунке 7 показана модификация некоторых частей, представленных на рисунке 4.
Рисунок 8 представляет собой поперечный разрез, выполненный по линии C-C на рисунке 7.
На рисунке 9 показана модификация конструкции напорного трубопровода, позволяющая пропускать воздух
вниз по трубопроводу для передачи через потоки кислорода в насосном оборудовании в воздушную камеру
или водолазный колокол.
На рисунках 10 и 11 показано использование нескольких насосов, расположенных на разной глубине и
работающих последовательно, причем насосы специально предназначены для работы с зернистой
жидкостью.
На рисунке 12 показано расположение насосного оборудования, соединенного последовательно в общем
трубопроводе или стояке.
На рисунке 13 показана конструкция, в которой насосное оборудование поддерживается коротким отрезком
трубы или стояка, идущего вниз от опоры, установленной в скважине или буровом стволе.
На рисунке 14 показана конструкция подшипника вала, соединяющего двигатель и насос насосного
оборудования.
На рисунке 1 прилагаемых чертежей показано, что оборудование включает насос 1 и приводной
электродвигатель 2, отделенные от насоса воздушной камерой 3. Труба 4, служащая в качестве напорного
трубопровода, предназначена для опускания в скважину и для размещения в нижней части посадочного
кольца 5, на котором насосное оборудование может быть установлено с водонепроницаемым соединением.
Напорный трубопровод предпочтительно устанавливается внутри обсадной трубы скважины таким образом,
чтобы обеспечить кольцевое пространство 17 между ним и обсадной трубой скважины. Верхний конец трубы
напорного трубопровода 4 поддерживается соответствующим фитингом с напорным патрубком 10, который
закрыт крышкой 11, которую можно легко снять для подъема или опускания насосного оборудования,
например, с помощью подъемника. Конструкция напорного фитинга 9 предпочтительно предусматривает
поддержание определенного давления или напора в напорном трубопроводе.
Насос (рис. 2) снабжен двумя рабочими колесами 109, 110, расположенными в смежных положениях и
имеющими аксиально расположенные каналы, направленные таким образом, что каналы нижнего рабочего
колеса направлены вниз, а каналы верхнего рабочего колеса — вверх. Всасывающие каналы предназначены
для подачи жидкости в аксиально расположенные каналы 530 нижнего рабочего колеса 109, которые, в свою
очередь, подают жидкость в каналы в корпусе насоса, которые направлены вверх к положению над верхним
рабочим колесом 110, откуда они подают жидкость M5 в аксиально расположенные каналы верхнего рабочего
Соседние файлы в папке патенты