Гидравлический привод скважинного насоса

Гидравлический привод скважинного насоса

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к гидравлическим машинам объемного вытеснения, точнее к приводным устройствам, включающим гидравлические и пневматические средства, и может быть использовано для подъема жидкостей с больших глубин.

Известен гидрофицированный привод штангового насоса (свидетельство на промышленный образец РФ №33539, опубл. 1993 г.), содержащий приводной цилиндр и раму из двух труб, на которой с одной стороны расположен гидробак, а с другой - насосный агрегат (электродвигатель и насос).

Недостатком такого привода является неудобство обслуживания, что объясняется большой высотой привода и усложненным доступом к рабочему цилиндру. Кроме того, в таком приводе затруднен доступ к штоку и другим элементам привода (муфте, переключателю), т.к. с одной стороны зона их расположения закрыта гидробаком, а с другой - электродвигателем и насосом, что усложняет монтаж и обслуживание привода.

Известен также гидравлический привод скважинного насоса (свид. №9902 на полезную модель, МПК⁶ F04B 47/04, опубл. 1999 г.), содержащий приводной цилиндр и пневмогидроаккумулятор (ПГА), газовая полость которого соединена с ресивером. Ресивер выполнен в виде двух труб, образующих раму привода. Гидробак, электродвигатель и насос расположены по одну сторону от рамы, а рама наклонена к оси приводного цилиндра в другую сторону.

Такой привод позволяет несколько повысить удобство при эксплуатации, так как обеспечивается доступ к штоку и другим элементам привода (муфте, переключателю) за счет того, что с одной стороны зона их расположения открыта.

Однако такая конструкция также неудобна в эксплуатации, что объясняется сложностью монтажа привода и необходимостью полного его демонтажа при проведении ремонтных работ на скважине.

Наиболее близким к заявляемому и принятым в качестве прототипа является гидравлический привод (проспект Weatherford, опубл. 2000 г), выполненный в виде двух соединенных трубопроводами отдельных модулей, один из которых содержит раму, на которой установлен приводной цилиндр, полость которого соединена с трубопроводами подачи и слива рабочей жидкости.

Такая конструкция несколько облегчает монтаж и обслуживание привода.

Однако монтаж и обслуживание привода усложнены необходимостью использования растяжек для повышения устойчивости рамы и монтажа трубопроводов подачи и слива рабочей жидкости к и от приводного цилиндра. Кроме того, для обеспечения охлаждения сливаемой рабочей жидкости необходимо использовать бак большого объема.

Задачей изобретения является повышение удобства монтажа и обслуживания привода при эксплуатации.

Поставленная задача решается усовершенствованием гидравлического привода скважинного насоса, содержащего приводной цилиндр, снабженный рамой для установки его на скважине, трубопровод подачи рабочей жидкости, соединенный с насосом, трубопровод слива рабочей жидкости.

Это усовершенствование заключается в том, что рама выполнена в виде треноги из труб, одна из которых является элементом трубопровода подачи рабочей жидкости, а другая или две другие - элементами трубопровода слива.

Выполнение рамы в виде треноги из труб, одна из которых является элементом трубопровода подачи рабочей жидкости, а другая или две другие - элементами трубопровода слива, позволяет повысить жесткость рамы за счет использования жесткости треугольника. Кроме того, использование одной трубы рамы в качестве элемента трубопровода подачи рабочей жидкости не только повышает удобство в эксплуатации за счет исключения необходимости в дополнительных трубопроводах, но и позволяет повысить жесткость трубы рамы, являющейся элементом трубопровода подачи рабочей жидкости, за счет давления проходящей по ней рабочей жидкости. При этом давление рабочей жидкости в этой трубе рамы изменяется соответственно изменению нагрузки на раму. Использование другой или двух других труб рамы в качестве элемента трубопровода слива рабочей жидкости не только повышает удобство в эксплуатации за счет исключения необходимости в дополнительных трубопроводах, но и позволяет обеспечить охлаждение сливаемой рабочей жидкости за счет интенсивного теплообмена при ее течении по трубе или трубам рамы.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид привода, на фиг.2 - гидравлическая схема привода.

Гидравлический привод скважинного насоса содержит приводной цилиндр 1, устанавливаемый на скважине посредством рамы, выполненной в виде треноги из труб 2, 3 и 4. Полость 5 приводного цилиндра 1 соединена с трубопроводами подачи 6. Труба 2 рамы является элементом трубопровода подачи 6 рабочей жидкости, две другие 3 и 4 (в приведенном варианте) - элементами трубопровода слива 7. Другие элементы привода - пневмогидроаккумулятор (ПГА) 8, газовая полость которого соединена с ресивером 9, гидробак 10, электродвигатель 11, насос 12 и распределитель 13 могут быть выполнены в виде отдельного модуля 14, установленного на земле.

Гидравлический привод работает следующим образом.

Для осуществления подъема жидкости из глубины раму с приводным цилиндром 1 устанавливают над устьем скважины. Ось приводного цилиндра 1 располагают вертикально, а его шток 15 соединяют муфтой 16 с колонной штанг скважинного насоса (на чертежах не показан). Модуль 14 монтируют на поверхности земли и трубопроводом подачи 6, элементом которого является труба 2 рамы, соединяют приводной цилиндр 1 с элементами привода (ПГА 8, насосом 12, сливом 13 и т.д.) согласно гидравлической схеме привода. В процессе работы рабочая жидкость от насоса по трубопроводу подачи 6 через трубу 2 подается в полость 5 приводного цилиндра 1. Давление рабочей жидкости в трубе 2 повышает ее жесткость, обеспечивая снижение сжимающей нагрузки на раму привода, при этом чем больше нагрузка на раму, тем меньшая сжимающая нагрузка действует на трубу 2. Выбором соотношения диаметра трубы 2 и давления рабочей жидкости можно обеспечить воздействие на трубу 2 не сжимающей, а растягивающей нагрузки. Отработанная нагретая рабочая жидкость из ПГА 8 через распределитель 13 поступает на слив 7 - трубы 3 и 4 рамы. При этом рабочая жидкость интенсивно охлаждается за счет теплообмена с окружающей средой через стенки труб 3 и 4.

Таким образом, использование предлагаемого гидравлического привода позволяет повысить его надежность за счет повышения жесткости рамы, снижения воздействия на нее сжимающих нагрузок, а также за счет обеспечения интенсивного охлаждения отработанной рабочей жидкости. При этом повышается удобство монтажа и эксплуатации привода за счет исключения необходимости в дополнительных трубопроводах подачи и слива рабочей жидкости.

Гидравлический привод скважинного насоса, содержащий приводной цилиндр, снабженный рамой для установки его на скважине, трубопровод подачи рабочей жидкости, соединенный с насосом, трубопровод слива рабочей жидкости, отличающийся тем, что рама выполнена в виде треноги из труб, одна из которых является элементом трубопровода подачи рабочей жидкости, а другая или две другие - элементами трубопровода слива.