Скважинная насосная установка с гидравлическим приводом

Скважинная насосная установка с гидравлическим приводом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э F 04 В 47/02, 47/06

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ДВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4877487/29 (22) 24. 10.90 (46) 07.03.93. Бюл, N 9 (71) Центральная научно-исследовательская лаборатория Производственного обьединения "Укрнефть" (72) И,П,Фучила и В,Д.Крутов (56) Авторское свидетельство СССР

М 1463962, кл. F 04 В 47/04, 1986. (54) СКВАЖИННАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА С ГИДРАВЛИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ (57) Сущность изобретения; источник давления рабочей жидкости выполнен в виде штангового поршневого насоса, цилиндр которого установлен в полости колонны насосных труб при помощи переливной муфты, Муфта имеет сообщенный с цилиндром глухой осевой и связанные с ним радиальные каналы, выходящие в полость скважины. Аксиальные каналы сообщают полости

Предлагаемое изобретение относится к оборудованию для механизированной добычи жидкости из глубоких скважин.

Целью изобретения является повышение надежности в эксплуатации установки.

Конструктивное исполнение скважинной насосной установки с гидравлическим приводом изображено на фиг.1 и фиг.2.

Установка в целом состоит иэ штангового поршневого насоса 1, который служит источником давления рабочей жидкости, приводного поршневого гидродвигателя 2, добывного поршневого насоса 3. колонны насосных труб 4, на которой в зоне расположения гидродвигателя укреплен пакер 5.

„„. Ж„„1800108 А1 колонны труб над и под муфтой. Поршень связан штоком со штангой и установлен в цилиндре с образованием поршневой и штоковой камер. Штоковая камера радиальными отверстиями в стенке цилиндра сообщена с полостью колонны труб над муфтой.

Цилиндр приводного гидродвигателя прикреплен к колонне насосных труб переливной муфтой, установленной ниже пакера и имеющей глухой, осевой сообщенный с цилиндром канал и связанные с ним радиальные каналы. Штоковые камеры двигателя и штангового насоса постоянно сообщены между собой радиальными отверстиями в стенках их цилиндров. Поршневая рабочая камера добывного насоса сообщена с поршневой рабочей камерой гидродвигателя каналом в штоке, снабженным в зоне выхода канала в камеру выпускным клапаном.

1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Штанговый насос 1 в свою очередь состоит из цилиндра 6 и поршня 7, соединенного с колонной штанг 8, Цилиндр 6 в верхнем и нижнем концах снабжен соответственно соединительной 9 и переливной 10 муфтами; при помощи которых штанговый насос 1 установлен в колонне труб 4. Цилиндр 6 штангового насоса разделен поршнем 7 на поршневую 11 и штоковую 12 камеры, В переливной муфте 10 выполнен осевой глухой канал 13 и сообщенные с ним радиальные каналы 14, при помощи которых поршневая камера 11 цилиндра 6 сообщена с полостью 15 скважины, представляющей собой кольцевой зазор между стенкой 16 скважины и колонной труб 4 и расположен1800108

50 торая заполнена скважинной жидкостью и в . по которую погружен добывной поршневой буд насос 3. 8 верхней части колонны насос- 55 ни ных труб 4 укреплена сальниковая обойма но

41, сквозь которую на поверхность выве- да дена колонна штанг 8, а скважинная яо- 15 лость 15 в верхней части перекрыта ся фланцем 42, в последнем из которых вмон- «ам ной выше пакера 5. Кроме этого, в переливной муфте 10 выполнены аксиальные каналы 17 для сообщения полости 18, которая -находится выше и ниже муфты 10 и расположена внутри колонны труб 4. В верхней 5 части цилиндра 6 выполнены радиальные отверстия 19, при помощи которых штоковая полость 12 штангового насоса 1 сообщена с полостью 18 колонны труб 4.

Приводной поршневой гидродвигатель 10

2 состоит из цилиндра 20, поршня 21 и штока 22. Цилиндр 20 к колонне труб 4 в верхней части прикреплен при помощи дополнительной переливной муфты 23, которая установлена выше пакера 5. 8 нижней части цилиндр 20 прикреплен к колонне труб 4 посредством переводника 24, в котором смонтировано сальниковое уплотнение 25. .Полость. цилиндра 20 разделена поршнем

21 на поршневую 26 и штоковую 27 канеры 20 гидродвигателя. Дополнительная переливная муфта 23 снабжена глухим осевым кум@лом 28 и сообщенными с ним радиальными каналами 29, при помощи которых скважинная полость 15 гидравлически сообщена с 25 поршневой полостью 26 гидродвмгателя.

Кроме этого, дополнительная переливная муфта 23 также снабжена аксиальными каналами ЗО, за счет которых гидравлическм сообщены между собой части полости 18, 30 находящиеся выше и ниже этой муфты 23. Цилиндр 20 в нижней части снабжен радиальными отверстиями 31.

Добывной поршневой насос 3 включает цилиндр 32.и поршень 33, первый из кото- 35 рых прикреплен к переводнику 24, а второй постоянно соединен с поршмем, являющимся общим для этих поршней 21 и.33. В общем штоке 22 выполнен осевой канал 34, в верхней части которого установлен выпускной клапан 35, а в нижней части осевого канала 34 установлен впускной клапан 36.

Полость цилиндра 32 разделена поршнем

33 нэ поршневую 37 и штоковую 38 полости добывного поршневого насоса 3. В нижней 45 части штока 22 выполнены радиальные отверстия 39, сообщающие осевой канал 34 со штоковой полостью 38 добывного поршневого насоса 3.

Скважиннэя полость 15, куда нагнетается добывная жидкость, посредством пакера

5 разобщена от скважинной полости 40, котированы выкидной клапан 43 и отводящий трубопровод 44.

В процессе эксплуатации скважинная насосная установка работает следующим образом.

До включения установки в работу необходимо, чтобы полость скважины выше пакера была заполнена жидкостью до уровня расположения штангового насоса, После этого включают станок-качалку, благодаря чему установка начинает работать, За исходное положение установки принимаем такое, при котором поршни 7 и 21 штангового насоса 1 и гидродвигателя 2 расположены в крайнем нижнем положении.

При перемещении поршня 7 штангового насоса 1 вверх рабочая жидкость в штоковой камере 12 сжимается и под давлением через радиальмые отверстия 19, полости 18, аксиальные каналы 17 и 30, а также радиальныее отверстия 31 поступает е штоковую канеру 27 гмдродеигателя 2. В результате, ° оздвйстемя даеленмя рабочей жидкости на гюршвмь 21 снизу последний синхронно с поршнем 7 будет перемещаться вверх до еерхмего крайнего положения. При этом благодаря совдимемию поршня 21 посредством общего штока 22 с поршнем 33 последний также будет принудительно перемещаться вверх. При перемещении поршней 21 и, ЗЗ вверх жщущсть из штоковой полости 38 добыеного поршневого насоса 3 через радиальные отверстия 39 и осевой канал 34 штока 22 и открытый выпускной клапан 35 будет поступать в поршневую полость 26 гидродвигателя 2, откуда через осевой 28 и радиальные 29 каналы будет нагнетаться в сважинную полость 15 и далее через выкидной клапан 43 и отводной трубопровод 44 будет транспортироваться из скважины.

Наряду с этим, жидкость в объеме. равном объему поршневой камеры 26, будет также вытесняться в скважинную полость

15, откуда в таком же объеме через радиальные 14 и осевой 13 каналы переливной муфты 10 будет поступать в поршевую камеру 11 штангового насоса 1, заполняя освобождающийся объем. "

После достижения крайнего верхнего положения поршень 7 штангового насоса 1 д воздействием массы колонны штанг 8 ет опускаться вниз. В этом случае давлев в штоковой камере 12 снижается и ставится меньше, чем гидростатическое вление в кольцевой скважинной полости, При этом выкидной клапан 43 закроети мидкость, вытесняемая из поршневой еры 11. через осевой 13 и радиальные

1800108

15

14 каналы, скважинную полость 15, радиальныее 29 и осевой 28 каналы будет поступать в поршневую камеру 26 гидродвигателя 2.

Выпускно9 клапан 35 в этом случае будет закрытым, Жидкость из штоковой камеры

27 через радиальные отверстия 31, полость

18, аксиальные каналы 30 и 17 переливных муфт 23 и 10 и радиальных отверстий 19 будет поступать в освобождающуюся штоковую камеру 12 штангового насоса. В это время в поршневой камере 26 гидродвигателя 2 будет создано давление, которое обеспечивает перемещение поршней 21 и

33 в нижнее положение. При этом при перемещении поршней в штоковой камере 38 добывного насоса 3 будет создаваться пониженное давление. Разность давлений в камерах 37 и 38 добывного поршневого насоса 3 вызывает открытие впускного клзпана 36 и переток скважинной (добывной) жидкости через осевой канал 34 и радиальные отверстия 39 из камеры 37 в камеру 3& добывного насоса 3, Во время следующего цикла, то есть при пОвторном перемещении поршней штангового насоса гидродвигателя и добывного нзсОса в верхнее положение, процессы перетоков жидкости в каналах, полостях и отверстиях насосной установки будут, повторяться.

Формула изобретения

1. Скважинная насосная установка с гидравлическим приводом, содержащая установленную в скважине колонну насосных труб с пакером, образующих полость скважины, закрепленные в полости колонны труб ниже пакера добывной поршневой наchic с клапанным распределением и приводной поршневой гидродвигатель, поршни . которых связаны между собой общим штоком с осевым каналбм в нем и установлены в соответствующих цилиндрах насоса и двигателя с образованием поршневых и штоковых рабочих камер, источник давления рабочей жидкостй, установленный с возможностью попеременного подключения к поршневой и штоковой камерам приводного гидродвигателя, причем штоковая рабочая камера гидродвигателя при помощи рздиальных отверстий в стенке цилиндра сообщена с полостью колонны труб, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности в эксплуатации установки, источник давления рабочей жидкости выполнен в виде штангового поршневого насоса, цилиндр которого установлен в полости колонны насосных труб при помощи переливной муфты, имеющей сообщенный с цилиндром глухой осевой и связанные с ним радиальные каналы, выходящие в полость скважины, и аксиальные каналы для сообщения полостей колонны труб над и под муфтой, а поршень связан штоком со штангой и установлен в цилиндре с образованием flopILIHcBQA и штоковой камер, последняя мз которых при помощи радиальных отверстий в стенке цилиндра сообщена с полостью труб над муфтой, цилиндр приводного гмдродвигателя прмкреплен к колонне масбсных труб прм помощи дополнительной переливной муфты, установленной выме пакера и имеющей глухой осевой сообщенный с цилиндром канал и связанные с ммм радиальные каналы, выходящие в поаоеть скважины, и аксиальные каналы рля сообщения полостей колонны труб над и поддюполнмтельной муфтой, при этом атоковые камеры двигателя и штангового насоса юстовмно сообщены между собой прм помощи радиальных отверстий в стенках wx цмлмндров, полости колонны труб м эксиальных отверстий в основной и дополнительной муфтах, а поршневая рабочая камера дюбывного насоса сообщена с поршневой рабочей камерой гмдродвигателя при помощи указанного канала в штоке, снабженного в зоне выхода канала в поршневую камеру гидродвигателя выпускным клапаном, 2. Установка по п.1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что рабочие обьемы соответствующих рабочих камер штангового насоса и приводного гидродвигателя равны.

1800108

PMc, /

Составитель И, Фучила

Техред M.Ìîðãåíòýë Корректор М. Андрушенко

Редактор С. Кулакова

Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1148 Тираж. Подписное .

° ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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