Погружные поршневые насосы с гидравлическим приводом

При рабочем ходе плунжера всасывающий клапан 10 закрыт, пульсатор в сборе вытесняемой жидкостью поднимается, сжимая пружину 14 и сообщая рабочий цилиндр приводного насоса 3 с нагнетательной линией. Обратный клапан 15 при этом поджат усилием пружины 17 и давлением вытесняемой жидкости к седлу 16. До заполнения водой нагнетательной линии (нагнетательный шланг, сальник, бурильные трубы, рабочие полости погружного насоса) пульсатор работает как обычный нагнетательный клапан. Когда система заполнится водой, вытесняемая из цилиндра приводного насоса при каждом рабочем ходе плунжера порция воды приводит в действие погружной насос 2, обеспечивая призабойную циркуляцию находящейся в скважине пластовой жидкости.

Рис. 7.60. Устройство для создания призабойной циркуляции промывочной жидкости.
а — принципиальная схема устройства; б — пульсатор (по Н. Г. Егорову, а. с.  1323694).

При обратном ходе плунжера 9 пульсатор в сборе под действием пружины 14 «садится» в гнездо клапана 13, давление в цилиндре приводного насоса снижается, жидкость из нагнетательной линии под действием возвратной пружины погружного насоса и под действием гидростатического давления столба пластовой жидкости открывает обратный клапан 15, сжимая пружину 17, а вытесняется в рабочий цилиндр приводного насоса.

При каждом следующем рабочем ходе плунжера 9 порция жидкости вытесняется в рабочую камеру погружного насоса, при обратном ходе — вновь возвращается в цилиндр приводного насоса и т. д.

Предварительным поджатием обратного клапана 15 к седлу 16 пружиной 17 в нагнетательной линии создается и поддерживается определенное давление сверх атмосферного (контролируется по показаниям манометра 11).

В этом случае, несмотря на утечки воды через неплотные соединения, нагнетательная магистраль будет всегда заполнена жидкостью, и каждый рабочий ход плунжера бурового насоса будет производить полностью весь объем работы по приводу погружного насоса, обеспечивая непрерывность и устойчивый режим призабойной циркуляции промывочной жидкости, что способствует повышению эффективности бурения скважины.

Если в результате утечек жидкости через неплотные соединения нагнетательная магистраль окажется не полностью заполненной жидкостью, давление в ней в районе манометра уменьшится до атмосферного, в этом случае при обратном ходе плунжера 9 обратный клапан 15 под действием усилия предварительно поджатой пружиной 11 остается закрытым, а всасывающий клапан 10 под действием возникающего в цилиндре приводного насоса разрежения откроется, и произойдет всасывание жидкости из емкости 5. Всасывание жидкости, таким образом, происходит автоматически по мере ее расходования в процессе работы, что исключает перерывы в работе погружного насоса и, обеспечивает устойчивый режим призабойной циркуляции.

При отсутствии утечек жидкости нет необходимости в ее пополнении, в связи, с чем всасывающий клапан остается закрытым. Регулирование количества циркулирующей через буровой снаряд промывочной жидкости (регулирование подачи погружного насоса) осуществляют изменением числа ходов плунжера приводного насоса.

Входящий в состав комплекса технических средств для призабойной (местной) циркуляции промывочной жидкости погружной насос в составе колонны бурильных труб опускается в скважину, заполненную пластовыми водами (промывочной жидкостью).