Гидравлический привод скважинной насосной установки

Гидравлический привод предназначен для приведения в действие скважинного штангового насоса при обеспечении большой длины хода. Привод содержит приводной цилиндр, уравновешивающий тандемный цилиндр первый гидрораспределитель, первый насос и сливной гидробак. Приводной цилиндр выполнен длинноходовым, а привод снабжен вторым уравновешивающим тандемным цилиндром вторым гидрораспределителем, вторым насосом и сливным гидробаком. Обеспечивается возможность увеличения длины хода поршня приводного цилиндра за счет увеличения объема рабочей жидкости, подаваемой в штоковую полость приводного цилиндра одновременно из полостей двух уравновешивающих тандемных цилиндров. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Полезная модель относится к гидравлическим машинам объемного вытеснения, включающим гидравлические или пневматические средства, и может быть использована для приведения в действие скважинного штангового насоса, предназначенного для подъема жидкостей из больших глубин при обеспечении большой длины хода.

Известны:

длинноходовой станок-качалка (пат SU 1541408, МПК⁵ F04B 47/02, опубл. 07.02;1990 г.) содержащая станок-качалку, канатная подвеска которой соединена с полированным штоком, соединенным с плунжером насоса, установленного в скважине;

длинноходовая глубинно-насосная установка (пат RU 2189498, МПК⁷ F04B 47/02, опубл. 20.09.2002 г.), содержащая фундамент, реверсивный наземный привод, барабан, гибкий тяговый орган, соединенный с плунжером насоса.

Недостатками таких установок являются большие габариты и металлоемкость конструкций, а также - сложность установки фундамента, монтажа на громоздком фундаменте и обслуживания.

Наиболее близким к заявляемому и принятым в качестве прототипа является гидравлический привод подъемного устройства (пат RU 2303711, МПК (2006.01) F04B 47/04, опубл. 10.02.2007 г.), содержащий приводной цилиндр, уравновешивающий тандемный цилиндр с перемычкой и штоком с поршнями на его концах, установленными с образованием четырех полостей - двух штоковых, одна из которых соединена со штоковой полостью приводного цилиндра с образованием замкнутого гидравлического контура, а вторая соединена через первый гидрораспределитель с первым насосом или сливным гидробаком, и двух бесштоковых, одна из которых - пневматическая, при этом бесштоковая полость приводного цилиндра соединена со сливным гидробаком.

Такой привод имеет меньшие габариты и металлоемкость, более удобен при монтаже и в обслуживании при эксплуатации. Однако он имеет ограниченные возможности, так как не обеспечивает большой длины хода плунжера скважинного насоса.

Задачей предлагаемой полезной модели является расширение возможностей привода за счет обеспечения возможности его использования как для приведения в действие скважинных насосов с большой длиной хода плунжера, так и сохранение возможности приведения в действие скважинных насосов с обычной длиной хода плунжера.

Для решения поставленной задачи усовершенствуется гидравлический привод скважинной насосной установки, содержащий приводной цилиндр, уравновешивающий тандемный цилиндр с перемычкой и штоком с поршнями на его концах, установленными с образованием четырех полостей - двух штоковых, одна из которых соединена со штоковой полостью приводного цилиндра с образованием замкнутого гидравлического контура, а вторая соединена через первый гидрораспределитель с первым насосом или сливным гидробаком, и двух бесштоковых, одна из которых - пневматическая, при этом бесштоковая полость приводного цилиндра соединена со сливным гидробаком.

Это усовершенствование состоит в том, что приводной цилиндр выполнен длинноходовым, а привод снабжен вторым уравновешивающим тандемным цилиндром с перемычкой и штоком с поршнями на его концах, установленными с образованием четырех полостей - двух штоковых, одна из которых соединена со штоковой полостью приводного цилиндра, а вторая соединена через второй гидрораспределитель со вторым насосом или сливным гидробаком, и двух бесштоковых, одна из которых - пневматическая.

Такое выполнение привода позволяет обеспечить возможность увеличения длины хода поршня приводного цилиндра за счет увеличения объема рабочей жидкости, подаваемой в штоковую полость приводного цилиндра одновременно из полостей двух уравновешивающих тандемных цилиндров. При этом сохраняется возможность приведения в действие скважинных насосов с обычной длиной хода плунжера при работе только одного уравновешивающего тандемного цилиндра.

Кроме того, соответствующие полости первого и второго тандемного цилиндров соединены между собой, что позволяет синхронизировать работу уравновешивающих тандемных цилиндров.

Кроме того, каждый уравновешивающий тандемный цилиндр может быть выполнен в виде отдельного модуля, что упрощает монтаж привода и его переналадку на работу в обычном режиме и в режиме длинноходового.

Полезная модель поясняется чертежами, где изображен заявляемый привод.

Гидравлический привод скважинной насосной установки содержит приводной цилиндр 1, уравновешивающий тандемный цилиндр 2 с перемычкой 3 и штоком 4 с поршнями 5 и 6 на его концах, установленными с образованием четырех полостей - двух штоковых 7 и 8 и двух бесштоковых 9 и 10. Полость 7 соединена со штоковой полостью 11 приводного цилиндра 1 с образованием замкнутого гидравлического контура, а полость 8 соединена через первый гидрораспределитель 12 с первым насосом 13 или сливным гидробаком 14. В приведенном варианте гидрораспределитель 13 выполнен в виде четырех трехпозиционных гидрораспределителей, подключенных в схему параллельно, что позволяет изменять время реверса штока рабочего цилиндра и обеспечить торможение в конце его хода для повышения надежности привода. Бесштоковая полость 9 соединена с ресивером 15. Бесштоковая полость 16 приводного цилиндра 1 соединена со сливным гидробаком 14. Приводной цилиндр 1 выполнен длинноходовым. Привод снабжен вторым уравновешивающим тандемным цилиндром 16 с перемычкой 17 и штоком 18 с поршнями 19 и 20 на его концах, установленными с образованием четырех полостей - двух штоковых 21 и 22 и двух бесштоковых 23 и 24. Полость 21 соединена со штоковой полостью 11 приводного цилиндра, а полость 22 соединена через второй гидрораспределитель 25 с вторым насосом 26 или вторым сливным гидробаком 27. В приведенном варианте гидрораспределитель 25 выполнен в виде четырех трехпозиционных гидрораспределителей, подключенных в схему параллельно, что позволяет изменять время реверса штока рабочего цилиндра и обеспечить торможение в конце его хода для повышения надежности привода. Полость 23 соединена с ресивером 28. Бесштоковые полости 10 и 24 первого 2 и второго 16 тандемных цилиндров соединены между собой трубопроводом 29, а штоковые полости 8 и 22 первого 2 и второго 16 тандемных цилиндров соединены между собой трубопроводом 30. Пневматическая полость 9 первого тандемного цилиндра 2 соединена с пневматической полостью 23 второго тандемного цилиндра 16. В приведенном варианте уравновешивающие тандемные цилиндры 2 и 16 выполнен в виде отдельных модулей 31 и 32. Позицией 33 обозначен поршень приводного цилиндра 1, позицией 34 - шток.

Гидравлический привод скважинной насосной установки работает следующим образом.

Приводной цилиндр 1 устанавливают над устьем скважины, а его шток 34 соединяют муфтой 35 с колоннами штанг скважинного насоса (на чертежах не показаны). Модули 31 и 32 монтируют на поверхности земли, а их элементы согласно гидравлической схеме соединяют с приводным цилиндром 1 и между собой для работы в режиме длинноходового привода. В процессе работы происходит синхронная подача рабочей жидкости от насосов 13 и 26 в штоковые полости 8 и 22 уравновешивающих тандемных цилиндров 2 и 16. Под действием рабочей жидкости, перемещаются поршни 5 и 6 19 и 20 соответствующих уравновешивающих тандемных цилиндров 2 и 16. При этом из полостей 7 и 21 рабочая жидкость подается в штоковую полость 11 приводного цилиндра 1, обеспечивая перемещение его поршня 33 и штока 34, соединенного с колонной штанг скважинного насоса. При достижении поршнем 33 крайнего верхнего положения срабатывает переключатель (не показан), переводя гидрораспределители 12 и 25 в положение, при котором рабочая жидкость от насосов 13 и 26 поступает в бесштоковые полости 10 и 24 соответствующих уравновешивающих тандемных цилиндров 2 и 16, перемещая поршни 5 и 6 цилиндра 2 и поршни 19 и 20 цилиндра 16, сжимая газ в полостях 9 и 23. При этом Рабочая жидкость из штоковой полости 11 приводного цилиндра 1 по трубопроводу перетекает в штоковые полости 7 и 21 уравновешивающих тандемных цилиндров 2 и 16, не препятствуя поршню 32 перемещаться вниз под действием собственного веса и веса штока 33 и связанной с ним колонны штанг скважинного насоса.

Предлагаемый привод может быть использован для приведения в действие насоса с обычной длиной хода. Для этого с приводным цилиндром 1 соединяют только один модуль 31 или 32 с уравновешивающим тандемным цилиндром.

Таким образом, использование предлагаемого гидравлического привода обеспечивает возможность его использования как для приведения в действие скважинных насосов с большой длиной хода плунжера, так и для приведения в действие скважинных насосов с обычной длиной хода плунжера.

1. Гидравлический привод скважинной насосной установки, содержащий приводной цилиндр, уравновешивающий тандемный цилиндр с перемычкой и штоком с поршнями на его концах, установленными с образованием четырех полостей - двух штоковых, одна из которых соединена со штоковой полостью приводного цилиндра с образованием замкнутого гидравлического контура, а вторая соединена через первый гидрораспределитель с первым насосом или сливом, и двух бесштоковых, одна из которых пневматическая, при этом бесштоковая полость приводного цилиндра соединена со сливом, отличающийся тем, что приводной цилиндр выполнен длинноходовым, а привод снабжен вторым уравновешивающим тандемным цилиндром с перемычкой и штоком с поршнями на его концах, установленными с образованием четырех полостей - двух штоковых, одна из которых соединена со штоковой полостью приводного цилиндра, а вторая соединена через второй гидрораспределитель со вторым насосом или сливом, и двух бесштоковых, одна из которых пневматическая.

2. Гидравлический привод по п.1, отличающийся тем, что соответствующие полости первого и второго тандемного цилиндров соединены между собой.

3. Гидравлический привод по п.1, отличающийся тем, что каждый уравновешивающий тандемный цилиндр выполнен в виде отдельного модуля.