Установка погружная электрогидроприводная насосная для малодебитных скважин (нефтедобывающая промышленность)

Техническое решение относится к насосостроению и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности при эксплуатации малодебитных скважин с осложненными характеристиками нефтяного пласта. Установка погружная электрогидроприводная содержит погружной электродвигатель с протектором, кинематически связанный с приводным насосом, плунжерный рабочий насос, масляный бак, компенсатор объемного расширения масла и гидродвигатель с поршнями, подпоршневые полости которого подключены через автоматический реверсивный клапан к всасывающей и нагнетательной линиям приводного насоса, а поршни гидродвигателя соединены с плунжерами рабочего насоса, причем установка снабжена поршневым гидрокомпенсатором, надпоршневая полость которого связана с выходом плунжерного рабочего насоса, а подпоршневая - с надпоршневыми полостям гидродвигателя. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Полезная модель относится к области насосостроения и может быть использована в нефтедобывающей промышленности при эксплуатации малодебитных скважин с осложненными характеристиками нефтяного пласта.

Известен скважинный электрогидроприводной насосный агрегат, который содержит кинематически связанные друг с другом погружной электродвигатель и приводной насос, а также гидродвигатель и рабочий насос, выполненные каждый в виде цилиндра и плунжера со штоком. Полости цилиндра гидродвигателя связаны через гидрораспределитель с входом и выходом приводного насоса. Компенсатор объема размещен над приводным насосом и соединен с его входом. Валы электродвигателя и приводного насоса сочленены через вал протектора гидрозащиты (по патенту RU 2116512, кл. F04B 47/08, опубл. 27.07.98).

Недостатком известной конструкции является недостаточная надежность, поскольку при эксплуатации данного насосного агрегата во время рабочего хода поршня добываемая жидкость перетекает по штоку гидродвигателя в надпоршневую полость и смешивается с гидравлической жидкостью приводного насоса, что приводит к выходу всего насосного агрегата из строя.

Наиболее близким техническим решением является скважинный электрогидроприводной насосный агрегат, содержащий погружной электродвигатель, приводной маслонасос, плунжерный рабочий насос со всасывающим и нагнетательным клапанами, масляный бак с фильтрами тонкой очистки масла, компенсатор объемного расширения масла и гидродвигатель, над- и подпоршневая полости цилиндра которого подключены через распределитель к всасывающей и нагнетательной сторонам маслонасоса, а поршень гидродвигателя соединен с плунжером рабочего насоса, электродвигатель снабжен протектором, в качестве приводного маслонасоса установлен аксиально-поршневой насос (патент RU 52125, кл. F04B 47/08, опубл. 10.03.2006).

Недостатком данной конструкции является использование эластичной диафрагмы для предотвращения попадания добываемой жидкости в масло приводного маслонасоса, приводящее к снижению надежности конструкции.

Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение ресурса установки.

Техническим результатом, который достигается в результате решения указанной выше задачи, является повышение надежности работы погружной электрогидроприводной установки и срока ее эксплуатации.

Указанная задача решается тем, что установка погружная электрогидроприводная содержит погружной электродвигатель с протектором, кинематически связанный с приводным насосом, плунжерный рабочий насос, масляный бак, компенсатор объемного расширения масла и гидродвигатель с поршнями, подпоршневые полости которого подключены через автоматический реверсивный клапан к всасывающей и нагнетательной линиям приводного насоса, а поршни гидродвигателя соединены с плунжерами рабочего насоса, причем установка снабжена поршневым гидрокомпенсатором, надпоршневая полость которого связана с выходом плунжерного рабочего насоса, а подпоршневая - с надпоршневыми полостям гидродвигателя.

Кроме того, протектор электродвигателя и компенсатор объемного расширения масла выполнены в виде единого блока.

Кроме того, приводной насос выполнен аксиально-поршневым.

Применение в погружной электрогидроприводной установке гидрокомпенсатора позволяет повысить надежность работы установки. Давление гидравлической жидкости, создаваемое в гидрокомпенсаторе в результате действия на поршень выходного давления приводного насоса, передается в надпоршневую полость гидродвигателя. Во время работы установки происходят перетечки гидравлической жидкости за пределы установки, что исключает перетекание по штоку гидродвигателя перекачиваемой жидкости в гидравлическую жидкость.

Полезная модель поясняется фигурой, на которой изображена установка погружная электрогидроприводная, продольный разрез.

Установка погружная электрогидроприводная содержит погружной электродвигатель 1 с протектором 2, кинематически связанный валом 3 с приводным насосом 4, масляный бак 5, компенсатор объемного расширения масла 6 и гидродвигатель с поршнями 7 и 8, подпоршневые полости которого подключены через автоматический реверсивный клапан 9 к всасывающей и нагнетательной линиям приводного насоса 4, а поршни 7 и 8 гидродвигателя соединены с плунжерами 10 и 11 рабочего насоса, причем установка снабжена поршневым гидрокомпенсатором 12, надпоршневая полость которого связана с выходом плунжерного рабочего насоса, а подпоршневая - с надпоршневыми полостям гидродвигателя.

Компенсатор объемного расширения масла 6 выполнен в виде диафрагмы. Масляным баком 5 служит корпус установки погружной электрогидроприводной. На входе в приводной насос 4 может быть установлен фильтр 13. Выход приводного насоса 4 соединен через фильтр тонкой очистки 14 и предохранительный клапан 15 с автоматическим реверсивным клапаном 9.

Автоматический реверсивный клапан 9 соединен посредством трубопроводов 16 и 17 с подпоршневыми полостями гидродвигателя, разделенными разделителем 18. Поршни 7 и 8 гидродвигателя, соединенные штоком 18 с каналом 19, жестко связаны с плунжерами 10 и 13 рабочего насоса. Обратные клапаны 20, 21, 22 и 23 обеспечивают вход и выход перекачиваемой жидкости в полостях плунжерного рабочего насоса. Трубопровод 24 служит для подачи перекачиваемой жидкости из нижней полости плунжерного рабочего насоса в насосно-компрессорную трубу.

Поршневой гидрокомпенсатор 12 состоит из поршня 25 и трубы 26. Подпоршневая полость соединена через обратные клапаны 27, 28 и трубопровод 29 с надпоршневыми полостями гидродвигателя. Полость над поршнем 25 соединена с выходными полостями рабочего насоса.

По варианту выполнения установки погружной электрогидроприводной, протектор 2 электродвигателя 1 и компенсатор объемного расширения масла 6 выполнены в виде единого блока.

По варианту выполнения установки погружной электрогидроприводной, приводной насос 4 может быть выполнен аксиально-поршневым.

Установка работает следующим образом.

Перед погружением установки в скважину полости электродвигателя 1 с протектором 2 и система гидропривода, включающая масляный бак 5, компенсатор объемного расширения масла 6, гидродвигатель с поршнями 7 и 8, гидрокомпенсатор 12, трубопроводы 16, 17 и 29, заполняются очищенным маслом, соответствующим рабочему температурному режиму.

При погружении установки в нефтяной пласт добываемая жидкость втекает в полости над плунжерами 10 и 11 рабочего насоса, соответственно через всасывающие обратные клапаны 21 и 23. Под действием гидростатического давления нагнетательные обратные клапаны 20, 22 открываются, и жидкость заполняет трубопровод 18 и колонну насосно-компрессорных труб до уровня пласта.

При включении электродвигателя 1 начинает работать приводной насос 4, который через автоматический реверсивный клапан 9 подает масло в одну из полостей гидродвигателя. Если масло по трубопроводу 17 подается под поршень 8, плунжер 11 перемещается вверх и выталкивает добываемую жидкость через обратный клапан 22 по трубе 26 в колонну НКТ. Одновременно с этим идет слив масла по трубопроводу 16 из-под поршня 7, плунжер 10 поднимается вверх и заполняет добываемой жидкостью полость рабочего насоса через клапан 21. При достижении плунжером 11 крайнего положения, давление под поршнем 8 возрастает, и автоматический реверсивный клапан 9 переключает нагнетательную и всасывающую линии. Рабочий насос совершает обратный ход, выталкивая плунжером 10 через клапан 20 по трубопроводу 18 и трубе 26 добываемую жидкость в колонну НКТ. Плунжер 11, двигаясь вниз, заполняет через клапан 23 полость рабочего насоса добываемой жидкостью.

Полость под поршнем 25 гидрокомпенсатора 12 в процессе работы всегда находится под давлением благодаря связи надпоршневой полости с выходом рабочего насоса. В результате давление в полости под поршнем 25 гидрокомпенсатора 12 передается по трубопроводу 29 в полости над поршнями 7 и 9 гидродвигателя. Давление в этих полостях за счет клапанов 27, 28 и гидравлического сопротивления при перетекании масла по каналу 19 всегда больше давления над плунжерами 10 и 11. Благодаря этому попадание перекачиваемой жидкости в масло исключается.

Таким образом, благодаря применению гидрокомпенсатора в погружной электрогидроприводной установке повышается надежность работы установки и срока ее эксплуатации.

1. Установка погружная электрогидроприводная, содержащая погружной электродвигатель с протектором, кинематически связанный с приводным насосом, плунжерный рабочий насос, масляный бак, компенсатор объемного расширения масла и гидродвигатель с поршнями, подпоршневые полости которого подключены через автоматический реверсивный клапан к всасывающей и нагнетательной линиям приводного насоса, а поршни гидродвигателя соединены с плунжерами рабочего насоса, отличающаяся тем, что установка снабжена поршневым гидрокомпенсатором, надпоршневая полость которого связана с выходом плунжерного рабочего насоса, а подпоршневая - с надпоршневыми полостям гидродвигателя.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что протектор электродвигателя и компенсатор объемного расширения масла выполнены в виде единого блока.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что приводной насос выполнен аксиально-поршневым.