Гидравлический станок-качалка
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ii) 475452
Союз Советских
Социалис ических
Реслу5лик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 26.12.73 (21) 1979996/25-8 (51) М. 1хл. Е 21Ь 19, 08
F 15Ь 15/10 с присоединением заявки ¹
Государствсииьй комитет
Совета Министров СССР по лелем ИЗОйратвииА и открытий (32) Приоритет
Опмбликоваио 30.06.75. Бюл,-.степь ¹ 24 (53) УДК 621.541(088.8) Дата опубликования описания 07.10.75 (72) Автор изобретснпя
А. Г. Шестов (71) Заявитель (54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СТАНОК-КАЧАЛКА
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к нефтепромысловому оборудованию, и предназначено для привода в действие глубинных штанговых насосов при добыче нефти.
Известны гидравлические станки-качалки типа АГН, работающие на нефтяных промыслах. В этих станках грузом является колонна насосно-компрессорных труб.
Однако известные станки-качалки имеют четыре сменных штока уравновешивающего цилиндра с разными диаметрами. B зависимости от соотношения весов колонн насоснокомпрессорных труб и штанг для их уравновешивания подбирается и устанавливается определенный размер штока.
Смена штоков требует отсоединения от станка-качалки уравновешивающего цилиндра с разъединением маслосистемы и последующей переборкой цилиндра.
Такая операция в условиях нефтяных промыслов трудоемка и грозит выходом из строя всего гидропривода станка из-за возможности попадания грязи.
При установке известных станков на скважину после теоретического подбора весов колонн насосно-компрессорных труб и штанг приходится проводить с помощью бригады текущего (подземного) ремонта скважин двухтрехкратную корректировку этих весов, при этом каждьш раз производится съем станкакачалки с устья скважины и частичный или полный подъем колонны штанг или труб.
5 Такой метод подбора колонны черезвычайно трудоемок, сокращает время работы станков-качалок, а следовательно, и добычу нефти.
При эксплуатации известных станков со
10 временем появ.ляется разуравновешенность подобранных колонн в связи с изменением динамического уровня в скважине, который при существующих методах заводнения может значительно изменяться за относительно ко15 роткий промежуток времени. При появлении разуравновешенности необходимо вновь делать корректировку весов колонн с вызовом бригады текущего ремонта скважин.
Подгонка весов колонн в известных станках
20 производится за счет замены одних размеров штанг или труб на другие.
Существуют определенные процентные соотношения количества штанг разных размероB в ступенчатыx. колоnнах при определенных
25 глубинах спуска штанг.
При подборе веса колонны штанг в работающих станках-качалках приходится в силу необходимости нарушать эти рекомендуемые соотношения, что увеличивает нагрузку на
30 штанги, т. е. повышает вероятность их обрыва.
475452
Целью изобретения является сокращение времени пуско-наладо-шых работ.
Это достигается тем, что средство для изменения эффективной площади поршня штоковой полости уравновешивающего гидроци- 5 лпн lpa содержит по меньшей мере два элемента, установле lllblx. параллельно оси штока гидроцп Illlqpa, разъемно-collpI! ace!Ill! !x с телом поршня н имеющих длину, оольшую максимальной длины хода поршня в цилиндре. 10
Геометрическим местом сопряжений упомянутых элементов с телом поршня может быть окружность, концептричная окружности штока.
Кроме того, эти элементы могут быть вы- 15 полнены в виде цилиндрических стержней, а разъемное сопряжение этих элементов с телом поршня может быть выпо.шено B виде рсзьбового соединения.
Резьбовые посадочные отверстия могут 20 быть выполнены в сегмента. „вставленных в
ПРОТ0 1КУ Г!ОРШП11.
Смежный со штоковой полостью торец уравновешивающего гидроцилпндра может быть снабжен жестко связанными с торцом по 25 меньшей мере двумя цилиндрами, обхватывающимии выступающие из гпдроцилиндра части упомянутых элементов. При этом цилиндры содерхкат средство для захвата или поворота в I!1!x упомянутых элементов, причем 50 это средство может быть выполнено в виде валиков, расположенных сооспо упомянутым элементам с возможностью осевого перемещения в цилиндре и взаимодействующих с упомянутым элементом, например, при помо- З5 щи шлпцевого соединения.
Внутренние полости каждого из цилиндров могут быть гидравлическп связаны со сливным баком гидросистемы станка.
Кроме того, внутренние полости цилиндров 40 могут быть соединены общим коллектором, гидравлически связанным со слпвпым баком гидросистемы станка.
Число упомянутых элементов x!owет быть принято четным. 45
На чертеже изображен предлагаемый станок-качалка.
Он включает корпус 1, внутри которого па опоре подвешен приводной цилиндр 2, а под ним установлен уравновешивающий ци- 50 линдр 3.
Станок-качалка устанавливается на фланце 4 обсадной колонны.
Шток приводного цилиндра связан с колонкой штанг 5, а шток уравновешивающего ци- 55 линдра 6 через специальную подвеску — с колонной насосно-компрессорных труб 7.
Штоковые полости цилиндров соединены маслопроводом 8. Площади поршней цилиндров подобраны таким образом, что веса ко- 60 лонн штанг и труб при средних глуби!(ах скважин создают приблизительно равные давления в штоковых пространствах цилиндров, в результате чего в статическом положен!!и колонны уравновешивают друг друга. 55
Поршеш 9 уравновсшпва1ощего цилиндра 3 имеет ко.;1ьцевую llpoTo IK), II которой раcllo,Iож(".по чсTIIoc колпчсстHo ((.c÷(II IOII 10 с рР 3I ООВЫМ11 ОТВСРС11111М!I
Между штоком и внутренней поверхностью цилиндра по окружности расположено четное количество, например, цилиндрических стсрж1!СЙ . элем Рптов 1 1, Осll I(OTophlx и(! p3 1Р. IL ны осп штока. В верхней части цилиндрические стержни имеют резьбу для вшш ппгапия в сегменты 10, в нижней части ош имеют шлиц.
К нижней крышке уравновешивающего цилиндра 3 жестко присоединены цилиндры 12, в которые через уплотнения входят цилиндрические стержни 11. Б нижних крышках цилиндров 12 соосно с цилиндрическими стержнями 11 расположены валики 13, имеющие выступы в верхних частях (ответные шлпцам в стержнях) и грани под ключ в нижних. Каи дый валик 13 через уплотнение в крьппке выведен из цилиндра.
Полости цилиндров 12 соединены с баком.
Подача масла в цилиндры осуществляется по трубопроводам 14 и 15.
Станок-качалка работает при попеременной подаче масла от приводного насоса в верхние полости цилиндров 2 илп 3.
При подаче масла по трубопроводу 14 в верхнюю полость цилиндра 3 поршень 9 начинает движение вниз, из штоковой полости масло по маслопроводу 8 принудительно выжимается в штоковую полость цилиндра 2, при этом поршень цилиндра начинает движение вверх, вытесняя масло из верхней полости на слив по трубопроводу 15.
При подаче масла в трубопровод 15 происходит обратное: вниз движется поршень цилиндра 2, а поршень цилиндра 3 движется вверх, вытесняя масло на слив по трубопроводу 14.
Уравновешивание колонн штанг и труб производится следующим образом. В связи с тем, что нижние торцы стержней 11 не испытыва1от нагружающего давления (цилиндры 12 соединены со сливом), при ввинчивании стержней уменьшается активная площадь штоковой полости цилиндра 3, а при вывинчивании — увеличивается.
Если колонна тру б перетягивает колонну штанг, т. е. если вес колонн труб, отнесенный к активной штоковой полости цилиндра 3, создает давление большее, чем вес колонны штанг, отнесенный к активной штоковой полости цилиндра 2, то для уравновешивания давлений, т. е. уменьшения давления в штоковой полости цилиндра 3, необходимо увеличить активную площадь штоковой полости цилиндра 3. Для этого вывинчивается пара или несколько пар в зависимости от степени неуравновешенности) диаметрально расположенных цилиндрических стержней 11 из резь бовых сегментов 10 поршня 9. Если же тяж( лее колонна штанг, чем колонна труб, то еле дует наоборот ввернуть пару (или несколько
475452 пар) цилиндрических стержней в резьбовые сегменты.
Ввинчивание или вывинчивание стержней 11 производится ключом с помощью валиков 13, которые при вертикальном осевом перемещении снаружи станка-качалки вводятся в зацепление выступом в верхней своей части в шлиц на нижней части стержней.
Ввинчивапие или вывинчивание про»зводптся при нижнем положении поршня 9.
На фиг. 1 условно показаны ввинченный (левый) и вывинченный (правый) стержни 11.
Предмет изобретения
1, Гидравлический станок-качалка, выполненный в виде приводного гидроцилиндра, шток которого кинематически связан с колонной штанг насоса, и уравновешивающего гидр оц»линдра, шток которого ки нем ати чески связан с колонной насосно-компрессорных труб, причем уравновешивающий гидроцилиндр снаб?ке» средством для ступенчатого изменения эффективной площади поршня штоковой полости, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени пуско-наладочных работ путем исключения операции уравновешивания весов колонн, а также при изменении площади поршня уравновешивающего гидро цилиндра и повышения надежности станка, средство для изменения эффективной площади поршня штоковой полости уравновешивающего гидроцилиндра содержит по меньшей мере два элемента, устаповле»ных параллельно оси штока гидроцилиндра, разьемно-сопряженных с телом поршня и имеющих длину, большую максимальной длины хода поршня в цилиндре.
2. Станок по п. 1, отличающийся тем, что геометрическим местом сопряжений упомянутых элементов с телом поршня является
40 кон центрична я окружности окружность, штока.
3. Станок по пп. 1 и 2, от ли ч а ю щи и с я тем, что упомянутые элементы выполнены в виде цилиндрических стержней.
4. Станок по пп. 1 — 3, отличающ»йся тем, что разъемное сопряжение упомянутых элементов с телом»орш»я выполнено в виде резьоового соед»»ения.
5. Станок lIo пп. 1 — 4, отл»ч а ю щ» йс я тем, что резьбовыс посадочные отверстия выполнены в сегме»тах, вставлен»blх в проточку поршня.
6. Станок по п. 1, отличающийся тем, что смежный со штоковой полостью торец
: равновешивающего гидроцилиндра снабжен
?Kc!cTKo связанными с торцом Ilo меньшей мере двумя цилиндрами, обхватывающими выступающие из гидроцилиндра части упомянутых элементов, причем цилиндры содержат средство для захвата»л» поворота в»IIx упомя»утых элементов.
7. Станок Ilo». 6, о т л» ч а ю шийся тем, что средство для захвата или поворота упомянуты i элементов выполнено в виде валиков, расположенных соосно упомянутым элементам с возможностью осевого перемещения в цилиндре и взаимодействующих с упомянутым элементом, например. при помощи шлицевого соед»нен»я.
8. Станок по и. 6, отличающийся тем, что внутренние полости каждого из цилиндров гидравлически связаны со сливным баком гпдросистемы станка.
9. Станок по и. 6, отличающийся тем, что внутренние полости г»дроцилиндров соединены общим коллектором, гпдравлически связанным со слпвным баком гидросистемы.
10. Станок по и. 1, отличающийся тем, что число у»омянутых элементов принято четным.
7о ч 1 .
1
Составптсль Н. Филатов
Те.;рсд A. Камышникова
Корректор В. Брыксина
Редактор О. НЭркова
Типо)"рс(ни, нр. Сан, ii01:„;, 2
Заказ 2342/6 Изд. М 592 Тираж 648 Подписные
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4, 5