Результат интеллектуальной деятельности: Пластинчатый нефтяной насос

Изобретение относится к классу роторных пластинчатых насосов и может быть использовано для добычи нефти из скважины.

Известен пластинчатый нефтяной насос, содержащий корпус, в котором выполнена полость с входными и нагнетательными отверстиями, ротор с радиальными пазами, в которых расположены рабочие пластины, постоянно находящиеся в контакте с внутренней поверхностью полости во время вращения ротора (патент №2191926 RU, С2, 2002).

Недостатком данной конструкции является контакт пластин и корпуса по линии, что приводит к преждевременному и интенсивному износу насоса.

Наиболее близким по конструкции к предлагаемому устройству является пластинчатый нефтяной насос, содержащий корпус, в котором выполнена полость с входными и нагнетательными отверстиями, ротор с радиальными пазами, в которых расположены рабочие пластины, постоянно находящиеся в контакте с внутренней поверхностью полости во время вращения ротора и снабженные головками Т-образной формы (патент №2419728 RU, C1, 2011).

Однако при применении известного устройства в зоне контакта головок Т-образной формы с внутренней поверхностью полости во время вращения ротора возникает значительная сила трения, что является причиной интенсивного износа контактных поверхностей и, следовательно, снижает надежность устройства и его межремонтный цикл.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение надежности, увеличение межремонтного цикла и производительности пластинчатого насоса.

Указанная задача решается тем, что в пластинчатом нефтяном насосе, содержащем корпус, в котором выполнена полость с входными и нагнетательными отверстиями, установленный в полости цилиндрический ротор с радиальными пазами, в которых расположены рабочие пластины, согласно изобретению, ротор в корпусе установлен эксцентрично, рабочие пластины снабжены вкладышами из антифрикционного материала, в которых расположены цилиндрические ролики, контактирующие с внутренней поверхностью корпуса, а в радиальных пазах ротора установлены направляющие вставки для пластин, выполненные из износостойкого материала, при этом цилиндрические ролики изготовлены из материала с меньшей твердостью по сравнению с материалом внутренней поверхности корпуса.

Исполнение вкладыша из антифрикционного материала позволяет ролику вращаться относительно своей продольной оси при вращении ротора. Таким образом, в зоне контакта ролика с внутренней поверхностью корпуса имеет место трение качения, что позволит резко снизить скорость износа обеих рабочих поверхностей. Установка направляющих вставок из износостойкого материала в пазах ротора позволяет защитить поверхности пазов от любого вида износа, эрозии, механического или теплового воздействия, которые могу проявляться при эксплуатации насоса. Кроме того, цилиндрические ролики 8 выполнены из материала обладающего меньше твердостью, по сравнению с материалом внутренней поверхности корпуса. Такое сочетание материалов позволяет гарантировано избежать износа внутренней поверхности корпуса насоса повысить его стабильность работы и производительность, а также продлить межремонтный цикл.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 представлена рабочая пластина с цилиндрическим роликом, на фиг. 2 представлена направляющая вставка в пазу ротора.

Пластинчатый нефтяной насос содержит корпус 1 с входным и нагнетательным патрубками (на рисунке не показаны). Внутри корпуса 1 эксцентрично его продольной оси расположен ротор 2 с радиальными пазами 3. В радиальных пазах 3 расположены рабочие пластины 4. В верхней части рабочих пластин 4 смонтированы вкладыши 5, в которых установлены цилиндрические ролики 6. Вкладыши 5 выполнены из антифрикционного материала, например капролона или фторопласта. Рабочие пластины 4 опираются на пружины 7 растяжения, размещенные в пазах 3 ротора 2. Пространство ограниченное соседними пластинами 4, внешней поверхностью ротора 2 и внутренней поверхностью корпуса 1 образует камеру перекачивания 8. В пазах 3 ротора 2 вмонтированы вставки 9 из износостойкого материала, например из твердого сплава на основе кобальта ВК6 или из высокомарганцовистой стали Г13.

Пластинчатый нефтяной насос работает следующим образом.

При запуске насоса ротор 2, ось которого смещена относительно оси корпуса 1 на величину эксцентриситета, приводится во вращение. Пластины 4, вращаясь вместе с ротором 2, одновременно совершают возвратно-поступательное движение в пазах 3 под действием пружин 7.

При вращении ротора 2 камера 8 перекачивания, соединенная с входным патрубком, увеличивается в объеме. При увеличении ограниченного объема камер 8 перекачивания создается разрежение и перекачиваемая жидкость всасывается в камеры перекачивания 8 через входные входной патрубок в корпусе 1. Вследствие того, что ось ротора 2 смещена относительно оси корпуса 1 на величину эксцентриситета, при дальнейшем вращении ротора 2 происходит уменьшение объема камеры 8 перекачивания, создается компрессия, и перекачиваемая жидкость нагнетается в нагнетательный патрубок в корпусе 1. При вращении ротора 2 контакт пластинам 4 с внутренней поверхностью корпуса 1 осуществляется цилиндрическими роликами 6, которые установлены во вкладышах 5. Исполнение вкладышей 5 из антифрикционного материала, например из капролона или фторопласта, позволяет роликам 6 вращаться относительно своей продольной оси при вращении ротора 4. Таким образом, в зоне контакта ролика с внутренней поверхностью корпуса 1 имеет место трение качения, что позволит резко снизить скорость износа обеих рабочих поверхностей. Установка направляющих вставок 9 из износостойкого материала в пазах ротора позволяет защитить поверхности пазов от любого вида износа, эрозии, механического или теплового воздействия, которые могу проявляться при эксплуатации насоса.

Кроме того, цилиндрические ролики 6 выполнены из материала обладающего меньше твердостью, по сравнению с материалом внутренней поверхности корпуса 1. Такое сочетание материалов позволяет гарантировано избежать износа внутренней поверхности корпуса 1 насоса повысить его стабильность работы и производительность, а также продлить межремонтный цикл.

Следует отметить, что для ремонта как внутренней поверхности корпуса 1, так и пазов 3 ротора 2 необходима полная разборка насоса, демонтаж ротора 2, транспортировка его на участок механической и физико-технической обработки. Таким образом, применение рабочих пластин 4 с вкладышами 5 и роликами 6, а так же усиление пазов 3 ротора 2 направляющими вставками 9 позволяет снизить затраты на ремонт насоса и увеличить межремонтный цикл.

Применение данного технического решения позволит, по сравнению с известными техническими решениями, значительно повысить надежность работы насоса, увеличить его межремонтный цикл и производительность за счет снижения уровня износа конструктивных элементов проточной части.