Pompa do wydobywania ropy naftowej.

Warszawa, 30 stycznia 1933 r.
/■
o pat^ TO*ib W/oo
lf^
Urzędu Patentowego
RZECZYPOSPOLITEJ
OPIS
JSIBLIOTEKA
POLSKIEJ
PATENTOWY
Nr 17366.
KB59 a i.
Friedrich Dietz
(Norymberga, Niemcy).
Pompa do wydobywania ropy naftowej.
Zgłoszono ,29 lipca 1931 r.
Udzielono 27 października 1932 r.
Pierwszeństwo: - 3 * listopada 1930 rJr(Niemcy).
Przy wydobywaniu ropy naftowej z otworów wiertniczych powstają szczególne
trudności,
gdy ropa jest znacznie zanie¬
czyszczona piaskiem. Ponieważ są do po¬
konania znaczne głębokości, część piasku
ze względu na jego większy ciężar właści¬
wy i na stosunkowo nieznaczną prędkość
wydobywania opada, zatykając w ten spo¬
sób zawory, które nie mogą się już otwie¬
rać. Wtedy pompa przestaje działać, t. j.
nie wydobywa ropy. Zdarzają się otwory
wiercone, w których przerwa następuje
już po 24 godzinach, poczem pompy na¬
leży wyciągać. Jest to jednoznaczne wie¬
lodniowej pracy w celu ponownego uru¬
wskutek rozprężenia,
powstającego
pod
tłokiem; gazy przez rozszerzanie uniemoż¬
liwiają otwieranie się zaworu ssawnego.
Wady te zostają usunięte zapomocą ni¬
niejszego wynalazku. Aby zapobiec zasy¬
paniu piaskiem zaworów oraz usunięcia z
nich piasku są przewidziane regulowane z
zewnątrz połączenia, spłókujące i opróż¬
niające pompę, oraz układ do sterowania
zaworów.
Przedmiot wynalazku jest uwidocznio¬
ny na rysunkach, przyczem fig. 1 przed¬
stawia przykład wykonania pompy z urzą¬
przy wydobywaniu ropy o dużej zawarto¬
dzeniem do jej opróżniania, fig. 2 — pom¬
pę ze sterowanym zaworem, fig. 3 — pom¬
pę ze sterowanym zaworem ssawnym i
tłocznym oraz z urządzeniem do spłókiwania, fig. 4 — pompę ze sterowanym zawo¬
ści gazu. W tym przypadku te gazy zosta¬
ją zwolnione podczas ruchu ssawnego
rem ssawnym i urządzeniem do jej opróż¬
niania, fig. 5 — pompę ze sterowanyta za-
chomienia pompy, połączone ze stratą ro¬
py. Podobne przerwy występują .również
WoHIffł sSfcWriyftl i tłdCMym tfTaz z urzą-
powyżej tłoka 3 z umieszczonym poniżej
zaworu ssawnego cylindrem 13, w którym
a^ąniem doj jej -scłókiwania i opróżniania,
<£ig. 6 — schematycznie całe urządzenia,
przesuwa się tłoczek 14.
fig, 7 — przykład wykonania zaworu ku¬
Powyższa, pompa działa w następujący
lowego*
W pompie, zanieczyszczonej
sposób. Podczas suwu tłoka 3 wdół otwie¬
piaskiem,
ra się zawór tłoczny 4 i pozwala płynowi,
wessanemu pod tłok 3 podczas poprzed¬
przez opuszczenie tłoka można otrzymać
całkowite lub częściowe opróżnienie pompy
niego suwu, przepłynąć przez zawór 4.
i rur, aby uwolnić zawory od osadzonego
Przy suwie tłoka 3 ku górze zamyka się
piasku przez spuszczenie zpowrotem wy¬
najpierw
dobytej już ropy.
Opróżnianie odbywa di$ w następujący
sposób. Tłok 3, zawieszony na żerdziach 2
w cylindrze 1, opuszcza się tak daleko, do*
póki kula 4 zaworu tłoó£neg& nie dotknie
płyn, znajdujący się pod nim. Jednocze¬
zawór
tłoczny 4 i podnosi się
śnie z sUwerfi tłoka 3 dó góry źaWór ssawny
9 podnosi się po części wskutek działania
ssawnego, pOWśtającfcgo przy podnoszeniu
się tłoka, a z drugiej strony przez tłoczek
14, pozostający pod działaniem tłocznym
tłoczka 5, wystającego z kadłuba 6 zaworu
ssawnego. Wtedy ta kula podnosi się z sio¬
słupa płynu. Gdy tłok 3 zakończył suw ku
górze i zaczął opuszczać się ku dołowi,
wtedy zawór 4 otwiera się, ponieważ teraz
przestrzeń ssania i tłoczenia posiadają jed¬
nakowe ciśnienie, zawór ssawny 9 zamyka
dła, a tłoczek 5 jest przyciskany ku doło¬
wi i przesuwa płyn, znajdujący się w ka¬
nale 7, który zkolei przesuwa tłoczek 8,
przez co wreszcie zostaje podniesiona kula
4 z gniazda zaworu ssawnego* W ten spo¬
się ciężarem słupa płynu, przez co tłoczek
14 znowu powraca do położenia równo¬
wagi.
sób oba zawory są otwarte i płyn, znajdu¬
jący się w pompie i w rurach, może spły¬
pompa i zawory są spłókiwane i zwalniane
Przy pompie, zaopatrzonej w takie urządzenie, przesunięcia zaworu ssawnego
<*d piasku* Pó skdńczoaem spłókiwaniu tłok
żapontocą piasku lub przez wydzielające
wyciąga się do góry, kuk 4 opada a za¬
wór tłoc*ay jest ft&ówu zamknięty. Spiczy¬
na 10 doprowadź tłsezek i tpoWrótem do
pierwotti*g§ połOńiónia, a jed&o&iesfdie i
się z rbpy gaży ale mogą młdziaływać u-
nąć do otworu wiertniczego* przyczem
jemnie na działanie zawaru, ponieważ ten-
że przesuwa się zapomaeą płyną
Pompa na fig. 3 posiada, oprócz poda¬
tłoczek 8 poWHica d& tego psftteettia, pó-
nego ńa fig. 2 fcteftiwania ZaWioru Sś&Wne^
go, również urządzenie do otwierania za¬
zwukjąe opaść kuli 4, przycsem rewaież i
zawar ssawny 9 będzie samkaięty.
Pewyftfc&e Urządzenie dpróżtti&jące dłu¬
ży jednocześnie do dwóch celów, ptmiew&ż
optteż *pł§kiWttnia ittóźiia je śtósfcWać
również, gdy należy zupełnie opróżnić
woru tłocznego, draż urządzenie dó śpłókiwatlia obu zaworów płynem, dostarcza¬
nym zapomotą pompki, napędzanej na po¬
wierzchni przy pomocy tego samego napę^
du i doprowadzanego nadół przez furówe
żefdzie.
pompę i fury bfc& kónieefcUdści podnosze¬
Na fig. 3 tłok 3 jest przymocowany do
nia słupa płynu p^dcżAs wyciągania pompyi
żerdzi
Fig. 2 przedstawia pompę, której zawór
ssawny jest podnoszony przy każdym ru¬
chu fciawnym przez ciśnienie słupa płynu
w rurach za pośrednictwem tłoka.
Rurka okrężna 11 łączy przestrzeń 12
szczone poza zaworem tłocznym 4 tłoczek
-
rurowych 2.
W tłoku 3 są umie¬
sterujący 75, grzybek 16 z trzonem fi,
ukształtowanym jako tłoczek, oraz tłoczek
18 do podnoszenia zaworu, połączone ka¬
nałami dopływowemi 19 i kanałami odpły2
—
wowemi 20, 21.
Na fig, 6 uwidoczniono
*e podczas suw* tłoką 3 wdóJk pty^ wy*
schematycznie całkowite urządzenie z na¬
pędem od wahacza. Pompa 1 wisi ną ru¬
tłoczony tłoczkiem 5 w kabale 7K ąĄdł&ą,.'
rze 22, w której są przesuwane zwrotnie
ływa na tłoczki 26, przymocowana 4o pięi>
spienia 27. Przy opusWzan*U się pier^e^
rurowe żerdzie 2, ktorami płyn, dostarcza¬
nia 27 tłoczek 28 zapomocą płynu w ką^ą-
ny zapomocą pompki 23, zostaje tłoczony
do pompy U
le H przesuwa tłoczek 2S* który ppdaosi
tłoczek 14 i kulę 4, otwierając zawór £&ąw-
Sposób działania tej pompy z urządze¬
ny 9.
niem do spłókiwania jest następujący.
Podczas suwu tłoka 3 ku górze płyn nad
zaworem tłocznym 4 będzie podniesiony, a
Pompa na fig. §, odpowiada po^pify w
której zawór ssawy i zawór tłoczy są otwięrane i w której przy każdym skolw
przez zawór ssawny 9 wpłynie świeży
płyn. Przy suwie tłoka 3 wdół pompka 23
pompy» jak m fig, 3i doprowadzą się płyn,
tłoczy płyn przez żerdzie rurowe 2 naj-
nie do opróżniania pompy i rurt
iąk te
przedstawiono na fig, 4
Działanie tej pompy jest takie
same*
i którą pozą tem posiada jęszc^ę urządze¬
* pierw do tłoczka 15 (fig. 3), który zkolei
podnosi grzybek 16 z jego gniazda. Na¬
stępnie tłoczek 17 w kanale 24 tłoczy płynf
który podnosi tłoczek 18 i otwiera zawór
tłoczny 4. Podczas dalszego suwu wdół
tłoczka 15, który otwiera kanały 19} płyn
spływa obok grzybka 16 do kanałów 20,
jak pomp, przedstawionych ną fig. 1 — 4,
z tą różnicą, %% cylipdęr tłoczka 18% pod¬
noszącego zawór, je?t przedłużony kij do¬
łowi, w porównania z fi£ 3, \ sta^o^i kie¬
rownicę drugiego tłoozką 32, który, spoty¬
21, wobec czego zawór tłoczny 4 i zawór
kając ttoozek 5, łącznię z vm otwiera oba
ssawny 9 są spłókiwane jednocześnie. Płyn
odpływa razem z wessanym poprzednio
zawory i pozwąją płynowi spłynąć z pon}py i rur.
płynem, wydobywanym przez wyloty 25,
Oprócz trudności, podanych w? wstę¬
Przy suwie tłoka 3 wgórę zawór tłoczny 4
zamyka się, a jednocześnie tłoczek 18
pie, okazuje się przy wydobywaniu ropy,
zawierającej piasek, że zawory jiJŹ po upływie krótkiego czasu stają się nie do u-
przesuwa ku górze grzybki 16, 17 i tłoczek
i 15, które zamykają dopływ cieczy do ka¬
żytku wskutek pieszczęląości \ flaszą być
nałów 19.
przedwcześnie wymieniane. Przyczyny te¬
go zjawiska należy szukać w tem, że np.
Pompa, uwidoczniona na fig. 4, przed¬
stawia połączenie pomp według fig. 1 i 2,
przy zaworach kulowych podczas ich za¬
mykania na siodle zaworu pozostaje pia¬
sek (kwarc), zawarty w ropie w większych
ilościach. Takie ziarnko piasku, leżące na
w której, obok otwierania zaworu ssawne¬
go, odbywa się również opróżnianie i przepłókiwanie pompy.
Pompa ta oprócz sprężyny 10 i rurki okrężnej 11 składa się jeszcze z tłoczków
26, przymocowanych do pierścienia 27,
oraz z tłoczków 28, 29, sprężyny 30 i cy¬
powierzchni siodła zaworu, w czasie jego
zamykania pod naciskiem kuli i słupa pły¬
nu wytacza wyżłobienie, ponieważ twar¬
dość kwarcu jest znacznie większa, niż
twardość metali, używanych dotychczas na
zawory* W ten sposób powstają nieszczel¬
lindra 13 z kanałem 31.
Otwieranie zaworu ssawnego 9 zacho¬
dzi dokładnie tak samo, jak w pompie, po¬
danej na fig. 2. Otwieranie zaworu ssaw¬
nego i tłocznego, w celu opróżniania lub
ności zaworów. Dzięki takiej nieszczelności,
która z początku jest niewielka, raz wydo¬
byty płyn spływa zpowrotem razem z pia¬
skiem. Ze względu na wielkie wysokości
pompowania słup płynu nad zaworem o-
przepłókiwania pompy, odbywa się podob¬
nie, jak według fig. 1, z tą tylko różnicą,
—
3
—
siąga bardzo znaczny ciężar, wobec czego
spływający zpowrotem i zmieszany z pia¬
skiem płyn uzyskuje pod wysokiem ciśnie¬
niem (do 200 atm) nadzwyczaj wielką
prędkość, powiększając szybko tę począt¬
kowo drobną nieszczelność aż do zupełnej
niezdatności. Korzystając z tego doświad¬
czenia, stosowano do budowy zaworów
najbardziej odporne gatunki stali, bez usu¬
nięcia jednak wyżej podanych niedogod¬
ności. Według wynalazku siodło zaworu i
kule należy wykonać z węglika wolframu,
zbliżającego się twardością do diamentu.
Węglik wolframu posiada twardość około
9,5, podczas gdy kwarc — zaledwie 7, wo¬
bec czego kwarc nie rysuje węglika wol¬
framu. Ze względu na wysoką cenę tego
węglika, ekonomiczniej będzie stosować
tylko wkładkę z węglika wolframu.
Fig. 7 przedstawia przykład wykonania
takiego zaworu, w którego pierścieniu 33
jest osadzona wkładka 34 z węglika wol¬
framu. Przy innego rodzaju zaworach po¬
wierzchnie siodła i — uszczelniające mogą
być wykonane z węglika wolframu.
Zastrzeżenia patentowe.
towej, znamienna tern, że posiada regulo¬
wane z zewnątrz urządzenia do spłókiwania i opróżniania, jak również urządzenia
do sterowania zaworów.
2. Pompa według zastrz. 1, znamien¬
na tern, że posiada opuszczany tłok (3),
który poniżej dolnego położenia krańcowe¬
go i przez uderzenie tego tłoka o tłoczek
(5), ten ostatni otwiera zawór ssawny (4)
i tłoczny (9), wobec czego płyn z rur (22)
spływa zpowrotem, przepłókując gniazda
zaworów.
j
3. Pompa według zastrz. 1 i 2, zna- Ą
mienna tern, że zawór ssawny (9) zostaje j
otwarty przy każdym ruchu ssawnym za-
*
pomocą tłoczka (14), pozostającego pod ci¬
śnieniem słupa płynu.
4. Pompa według zastrz. 1, 2 i 3, zna¬
mienna tern, że posiada oddzielną pompkę
(23), wprawianą w ruch od wahacza, która
zapomocą płynu otwiera zawór tłoczny (4)
i jednocześnie opłókuje oba zawory (4, 9).
5. Pompa według zastrz. 1, 2, 3 i 4,
znamienna tern, że powierzchnie uszczel¬
niające są wykonane z węglika wolframu.
Friedrich Di et z.
Zastępca: Inż. M. Brokman,
1.
Pompa do wydobywania ropy naf¬
rzecznik patentowy. ,i
Do opisu patentowego Nr 17366.
Ark. i.
W
KN
kN
ooo
ooo
Ho o o ok
oooo
Do opisu patentowego Nr 17366,
Ark.
2.
I
Do opisu patentowego Nr 17366.
Ark. 3.
Druk L. Bogusławskiego i Ski, Warszawa.
I