Самоущільнюваний плунжер свердловинного штангового насоса

Самоущільнюваний плунжер свердловинного штангового насоса, який містить трубчатий стрижень з нагнітальним клапаном, комплект переміжно встановлених на трубчатому стрижні і контак 37066 льнюючих манжетах внутрішньо конусними і між трубчатим стрижнем і набором розпірних кілець і ущільнювальних манжет утворений кільцевий просвіт, а також встановлену над набором розпірних кілець і ущільнювальних манжет попередньо стиснуту навантажувальну пружину, згідно з винаходом нижнє розпірне кільце герметично закріплене на трубчатому стрижні, а кільцевий просвіт між трубчатим стрижнем і набором розпірних кілець і ущільнювальних манжет гідравлічно сполучений з надплунжерним об'ємом циліндра насоса. На фіг. 1 креслень представлена принципова конструктивна схема СП, а на фіг. 2 і фіг. З — схема дії сил на ущільнювальні манжети. СП містить трубчатий стрижень 1, на якому концентрично і переміжне встановлений набір контактуючи х між собою і циліндром насоса розпірних кілець 2 і ущільнювальних манжет 3, причому нижнє розпірне кільце 2 герметично закріплене на трубчатому стрижні 1, з утворенням між трубчатим стрижнем і набором розпірних кілець і ущільнювальних манжет просвіту (умовно не позначено), який гідравлічно сполучений з надплунжерним об'ємом циліндра насоса. Розпірні кільця 2 виконані із сталі, ущільнювальні манжети З виконані із пластичного матеріалу (латунь, мідь, полімери). Над набором розпірних кілець 2 і ущільнювальних манжет 3 встановлена пружина 4, яка попередньо навантажена гайкою 5, встановленою на трубчатому стрижні 1. Знизу на трубчатому стрижні 7 закріплено нагнітальний клапан 6, а зверху закріплена привідна штанга 7, СП встановлений в циліндрі 8 штангового насоса. Робота СП полягає в наступному: при ході СП вверх (тиск нагнітання) клапан 6 закритий і над СП створюється тиск нагнітання Рн, наприклад, 200 ат, який діє на верхнє розпірне кільце 2. Під дією тиску Рн на верхнє розпірне кільце 2 стискається весь набір ущільнювальних манжет 3, конусні торці якого за рахунок конусної контактної поверхні притискаються до циліндра 8, повністю герметизуючи просвіт в парі плунжер-циліндр. В зоні контактних конусних поверхонь виникає контактна сила Рк, яка спрямована до них перпендикулярно фіг. 2, фі г. З і визначається за формулою: Рк= Рн/соs a Під дією сили Рк манжети 3 притискаються до циліндра 8 з нормальною силою N (фіг. 2, фіг. З), яка спрямована перпендикулярно до нього і визначається за формулою: N=tg a Величиною кута а (фіг. 2) конусних контактних поверхонь визначається необхідна нормальна сила N притиснення манжет 3 до циліндра 8, Величина кута а залежить від типу Рн, характеристик пластичності матеріалу манжет, товщини їх стінки та інше. По мірі роботи СП дільниця манжет 3 в зоні конусних контактних поверхней абразивне спрацьовується, але за рахунок пластичності їх матеріалу безперервно поповнюється із їх циліндричної частини, що забезпечує необхідну тривалість роботи СП. В зв'язку з тим, що абразивне спрацювання манжет 3 призводить до зменшення їх висоти, недопущення можливого розкриття контактних поверхонь розпірних кілець 2 і манжет 3 забезпечується попередньо стиснутою гайкою 7 пружини 4, яка забезпечує їх постійний контакт шляхом осьового переміщення на трубчатому стрижні 1. Внаслідок відсутності сальникового ущільнення на трубчатому стрижні 1 сила тиску Рн використовується повністю, що підвищує надійність забезпечення необхідного контактування манжет 3 з циліндром 8 і відсутність втрат рідини в парі плунжер-циліндр, підвищує її експлуатаційну надійність. Наявність тиску Рн, який також діє на манжети 3 в напрямі їх притиснення до циліндра 8 (фіг. 2), сприяє їх поздовжній стійкості за рахунок протидії їх радіальному зняттю в напрямі стрижня 1. Це суттєво важливо в зв'язку з тим, що манжети 3 працюють в максимально допустимих границях пластичних деформацій. Таким чином, за рахунок дії тиску Рн на манжети 3 підвищується їх експлуатаційна надійність. 2 37066 Фіг. 1 3 37066 Фіг. 2 Фіг. 3 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4