Погружные поршневые насосы с гидравлическим приводом

Когда с помощью пульсатора давление от приводного насоса снимается, то под действием возвратной реакции пружины 6, передаваемой нижнему торцу приводного плунжера 1 через верхнее опорное кольцо 4, и под действием усилия на нижний торец насосного плунжера 3 от гидростатического давления затрубного столба жидкости, гидравлически связанной с насосной камерой через каналы 11, полость 12 и впускной клапан 13, плунжеры 7 и 3 возвращаются в исходное положение, при этом через открывающийся выпускной клапан 13 жидкость из затрубного пространства заполняет насосную камеру 7. Затем от пульсатора поступает очередной импульс, под действием которого плунжеры перемещаются вниз, вытесняя жидкость из камеры к забою скважины, т. е. цикл повторяется.

Рис. 7.61. Погружной насос для создания местной циркуляции в скважине (по Н. Г. Егорову, а. с.  1622626).

Компенсация гидравлических ударов при обратном ходе насосного плунжера обеспечивается за счет упругого сжатия рабочей пружины 6, для чего последняя устанавливается на штоке 2, связывающем приводной 1 и насосный 3 плунжеры, и взаимодействует с приводным и насосным плунжерами через посредство подвижных по штоку опорных колец 4 и 5.

В связи с размещением всех клапанов погружного насоса, включая впускной, выпускной и вспомогательный, на герметической оси насоса, являющейся осью вращения, устраняется вредное влияние центробежных сил на работу клапанов. Они занимают устойчивое центральное положение, что позволяет повысить надежность работы погружного насоса. Такое размещение позволяет применить относительно большие по размеру клапаны, в том числе клапаны от буровых насосов, что обеспечивает большую подачу насоса, необходимую для эффективной очистки забоя скважины.

В случае заполнения штоковой полости жидкостью через недостаточно плотные соединения излишек жидкости вытесняется при обратном ходе насосного плунжера 3 через имеющиеся в нем каналы 14, 15, открыв клапан 16, не в затрубное пространство (как по а.с. 126826), а в насосную камеру 7, что способствует дополнительному повышению эффективности погружного насоса.

Размещение каналов 11 по касательной к внутренней поверхности полости 12 предотвращает выбрасывание жидкости из полости под действием центробежных сил из-за отсутствия прямых (радиальных) каналов, совпадающих с направлением действия центробежных сил. В связи с тем, что каналы 11 ориентированы в сторону вращения, образуется скоростной напор затрубной жидкости, способствующий повышению эффективности всасывания и, соответственно, КПД погружного насоса.

Шарнирное соединение штока 2 с насосным плунжером, обеспечивающее угловое и радиальное смещение их относительно друг друга, предотвращает возможность заклинивания плунжеров в корпусных деталях погружного насоса, через которые в процессе бурения передаются осевые нагрузки и крутящий момент породоразрушающему инструменту. Шарнирное соединение легко разбирается и собирается после извлечения блока плунжеров из корпуса.