Устройство для уплотнения штока глубинного насоса

Устройство для уплотнения штока глубинного насоса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51)4 F 04 В 47/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМY СВИДЕТЕВЬСТВУ (61) 1078129 (.21) 3692554/25 — 06 (22) 16.12.83 (46) 30.09.86. Бюл. К 36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (72) В.М.Валовский, В.И.Конкин, Ю,А.Архипов и И.Г.Шамсутдинов (53) 621. 653. 6-762. 444 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

)(- 1078129, кл. F 04 В 47/02, 1982. (54) (57) УСТРОЙСТВО ПЛЯ УПЛОТНЕНИЯ

ШТОКА ГЛУБИННОГО НАСОСА по авт.св. й- 1078129, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повью ения надежности работы, полость над уплотни-, тельным элементом связана с линией нагнетания через дополнительно установленный регулируемый дроссель, а нажимная втулка снабжена фиксатором корпуса одностороннего действия, выполненным с возможностью обеспечения свободного перемещения хвостовика корпуса относительно втулки внутрь последней.

1260559

Изобретение относится к исполнительной технике, в частности к уплотнениям движущихся возвратно-поступательно штоков и может быть использовано для уплотнения штока глубинного насоса на устье скважины.

По основному авт.св. N - 1078129 известно устройство для уплотнения штока глубинного насоса, содержащее элемент привода штока, уплотнительный элемент, размещенный в уплотнительной камере корпуса устьевого сальника и контактирующий со штоком, и нажимную втулку, в котором шток снабжен цилиндром и кольцевым поршнем с хвостовиком, размещенными концентрично на штоке с образованием замкнутой полости над устьевым сальником, сообщенной, через дополнительно установленный обратный клапан со скважиной, причем кольцевой поршень расположен .с воэможностью взаимодействия с элементом привода штока.

Хвостовик поршня снабжен уплотнительным кольцом для штока и втулкой, установленной концентрично штоку над уплотнением с возможностью взаимодействия хвостовика через уплотнительное кольцо и втулку с элементом привода штока. Кроме того, цилиндр выполнен составным в виде двух входящих одна в другую гильз с . уплотнением.

Недостатком известного устройства является низкая надежность, связанная со сложностью его обслуживания.

Цель изобретения — повышение на— дежности работы путем обеспечения автоматического поджима основного уплотнительного элемента сальника при появлении утечки жидкости через него.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для уплотнения штока глубинного насоса полость над уплотнительным элементом связана с линией нагнетания через дополнительно установленный регулируемый дроссель, а нажимная втулка снабжена фиксатором корпуса одностороннего действия, выполненным с воэможностью обеспечения свободного перемещения хвостовика корпуса относительно втулки внутрь последней, На фиг.1 представлено устройство для уплотнения штока глубинного насоса, общий вид; на фиг.2 — вариант выполнения узла I на фиг.1.

5 !

О

Устройство для уплотнения штока глубинного насоса содержит элемент привода (толкатель) 1 штока 2; уплотнительный элемент 3, размещенный в уплотнительной камере 4 корпуса 5 устьевого сальника 6 и контактирующий со штоком 2, и нажимную втулку 7. Шток 2 снабжен цилиндром 8 и кольцевым поршнем 9 с хвостовиком 10, размещенными концентрично на штоке с образованием замкнутой полости 11 над устьевым сальником 6, сообщенной через дополнительно установленный обратный клапан 12 со скважиной (не показано)

Кольцевой поршень 9 расположен с возможностью взаимодействия с элементом привода 1 штока 2, Хвостовик 10 поршня 9 снабжен уплотнительным кольцом 13 для штока 2 и втулкой 14, установленной концентрично штоку 2 над уплотнением с возможностью взаимодействия хвостовика 10 через уплотнительное кольцо 13 и втулку 14 с элементом привода 1 штока 2. Цилиндр 8 выполнен составным в виде двух входящих одна в другую гильз (не показано) с уплотнением 15.

Кольцевой поршень 9 герметизирован по цилиндру 8 уплотнительными элементами 16, а по штоку 2 — уплотнительными элементами 17. Ход кольцевого поршня 9 вверх ограничен накидной гайкой 18, навинченной на корпус 5 °

Полость 11 над уплотнительным элементом 3 связана с линией 19 на гнетания скважины через дополнительI но установленный регулируемый дроссель 20, а нажимная втулка 7 снабжена фиксатором 21 корпуса 5 одностороннего действия, выполненным с возможностью обеспечения свободного перемещения хвостовика 22 корпуса 5 относительно втулки 7 внутри последней .

Нажимная втулка 7 служит также и для поджима резервного уплотнения 23, размещенного в ниппеле 24, имеющем на нижнем конце сферическое утолщение (не обозначено), входящее в ответную сферическую расточку (не обозначена) тройника 25, установленного при помощи резьбового соединения 26 на устьевой арматуре 27 скважины. ltlapнирное соединение ниппеля 24 с тройником 25 обеспечивает самоустановку устройства по штоку 2, что снижает износ уплотнений, в то время как з 1260 фиксация положения ниппеля в тройнике достигается посредством фланца 28 и откидных болтов 29 с гайками 30.

В свою очередь, нажимная втулка 7 снабжена фланцем 31, связанным шпиль- 5 ками 32 с фланцем 33, соединенным на резьбе (не обозначена) с ниппелем 24.

Посредством навернутых на шпильки 32 гаек 34 и 35 обеспечивается фиксация нажимной втулки 7 относительно нип- 10 пеля 24 и резервного уплотнения 23 во время работы устройства, а также поджим резервного уплотнения в случае необходимости (например, при ревизии уплотнительного элемента 3, при про- 15 ведении технологических операций со значительным повьш ением давления в скважине и т.п.), Первоначальный поджим основного уплотнительного элемента 3 осущест- 20 вляется при помощи ввернутых во фланец 33 шпилек 36 с гайками 37 и фланца 38, упирающегося в кольцевой бурт 39 корпуса 5. Для обеспечения величины давления в замкнутой полос- 25 ти 11, достаточного для поджима основного уплотнительного элемента 3, обратный клапан 12 выполнен в виде регулируемого дросселя 20, в котором усилие поджима запорного элемента 40 щ к седлу 4 1 регулируется поджатием пружины 42 путем вворачивания или выворачивания штока 43 в корпус 44 дросселя 20 или из него (фиг.1).

Регулируемый дроссель 20 может быть выполнен также и игольчатого типа, где усилие поджима запорного элемента 40 к его седлу 41 осуществляется посредством вворачивания или выворачивания иглы 45 в корпус 44 дросселя 20 или из него (фиг.2) .

Нажимная втулка 7 связана с корпусом 5 фиксатором 21 одностороннего действия, содержащим шарики 46, размещенные в зазоре между наружной по-4g верхностью корпуса 5 и внутренней конической поверхностью втулки 47, жестко соединенной с нажимной втулкой 7, таким образом, что больший ,диаметр конической поверхности располагается со стороны входа нажимной втулки 7 в корпус 5. Шарики 46 удерживаются в поджатом к корпусу 5 и втулке 7 состоянии пружиной 48. Такое выполнение фиксатора обеспечивает -, свободное перемещение хвостовика 22 корпуса 5 относительно втулки 7 только внутрь нее, препятствуя его об559 4 ратному перемещению, При необходи— мости (например, при разборке устройства) фиксатор 21 освобожцается при помощи вворачивания во втулку 47 гайки 49, которая при этом своим нижним торцом, преодолевая усилие пружины 48, перемещает шарики 46 в сторону большего диаметра конической втулки 47, выводя их из одновременного контакта с хвостовиком 22 корпуса 5 и втулкой 7.

Элемент привода 1 штока 2 выполнен в виде двух полухомутов 50, стянутых болтами 51. Место установки толкателя (элемента привода) на штоке 2 выбирается с таким расчетом, чтобы при нижнем положении кольцевого поршня 9 в. цилиндре 8 толкатель в крайнем нижнем положении штока 2 не контактировал с втулкой 14 т,е ° . чтобы между его нижней торцовой поверхностью и верхней торцовой поверхностью втулки 14 оставался гарантированный зазор (5-10 мм).

Устройство работает следующим образом.

Кольцевой поршень 9 устанавливают в цилиндре 8 в крайнем нижнем положении. При возвратно-поступательном движении штока поршень остается в установленном положении до тех пор, по-, ка в результате износа осиовного уплотнительного элемента 3 не начнется пропуск скважинной жидкости через него в замкнутую полость 11. Накапливаясь в этой полости, утечки перемещают поршень 9 вверх. При перемещении поршня на величину, превышающую первоначально установленный зазор между втулкой 14 и толкателем 1, последний в нижней части своего хода нажимает на втулку 14, которая, перемещаясь в расточке хвостовика 10 поршня 9 вниз, поджимает уплотнительное кольцо 13 к поверхности штока 2, 1обеспечивая надежную его герметизацию, и при дальнейшем ходе штока 2 вниз перемещает вместе с ним и кольцевой поршень 9, который вытесняет накопившуюся в полости 11 утечку через регулируемый дроссель 20 в линию

19 нагнетания скважины. При этом давление в полости 11 возрастает до величины, превышающей давление в скважине и определяемой настройкой регулируемого дросселя 20 (фиг.2 и 1).

Под действием этого давления корпус 5 перемещается вниз, при этом

12605

Составитель 3.Гинзбург

Техред М.Ходанич, Корректор С.Иекмар

Редактор М.Келемеш

Заказ 5205/30 Тираж 586 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул, Проектная, 4

S нажимная втулка 7 входит глубже внутрь корпуса, поджимая основной уплотнительный элемент 3. При движении штока 2 вверх толкатель 1 перестает контактировать с втулкой 14 и под действием сил упругости уплотнительное кольцо 13 выходит из контакта с штоком и возвращает втулку 14 в исходное положение. Давление в полости 11 падает и становится близ- 10 ким к атмосферному. При этом шарики 46 заклиниваются в зазоре межпу корпусом 5 и втулкой 47,препятствуя обратному перемещению корпуса вверх, тем самым обеспечивая поджатое сос- 15 тояние основного уплотнительного элемента 3 при дальнейшей работе устройства. В дальнейшем при появлении утечки цикл повторяется. Так устройство работает до полного износа ос- 20 новного уплотнительного элемента и не требует обслуживания. Степень износа уплотнительного элемента можно контролировать по величине зазора между гайками 37 и фланцем 38. Настройку регулируемого дросселя в полости над " уплотнением можно вести, ориентируясь на пленку смазки на штоке, т.е. необходимо найти такое положение регулирующего органа, при котором после вытеснения утечки и соответствующего поджима уплотнителя на штоке оставалась бы сплошная тонкая пленка смазки, остающаяся на нем как при ходе вверх, так и при ходе вниз. Если шток выходит сухим или пленка смазки на нем становится прерывистой, регулируемый дроссель настраивают на меньшую величину перепада давления на нем. Если наоборот, пленка смазки на штоке становится слишком толстой и при хода штока вниз счищается с него, загрязняя оборудование, регулируемый дроссель настраивают на большую величину перепада ,давления.

Использование изобретения упрощает обслуживание устройства для уплотнения штока глубинного насоса, обеспечив автоматический поджим основного уплотнительного элемента сальника при появлении через него утечки жидкости, что повышает надежность и долговечность устройства в работе при одновременном снижении трудоемкости его обслуживания и предотвращении загрязнения окружающей среды.