Скважинный гидроприводной насосный агрегат

 

Изобретение может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для подъема пластовых жидкое-, тей из глубоких скважин с низким гидродинамическим уровнем жидкости. Цель изобретения - повышение надежности насос}1ого агрегата путем упро

СООЗ СОВЕТСНИК

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИК

РЕСПУБЛИК (191 (И) (gg y F 04 В 47/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЧД

Z9

Ф7

7Ч

Ч5

УУ

Ы

7б

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

IlPH П.1НТ СССР (21) 4165258/25-29 (22) 22.12.86 (46) 07.03.89. Бюл. Р 9 (71) Центральная научйо-исследовательская лаборатория Производственного объединения "Укрнефть" (72) И.П.Фучила (53) 621.651 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 666292, кл. F 04 В 47/04, !977.

{54) СКВАЖИННЫЙ ГИДРОПРИВОДНОЙ НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ (57) Изобретение может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для подъема пластовых жидкос-, тей из глубоких скважин с низким гидродинамическим уровнем жидкости.

Цель изобретения — повышение надежности насо"наго агрегата путем упро1463962 шения конструкции. Поршни 3,4 насоса 1 и гидродвигателя 2 связаны об-* щим полым штоком 5. Тяга (Т) 8 с упругими толкателями 9,,10 связана с поршнем 4 и проходит через золотник

7. Последний снабжен связанной с ним фиксирующей реикой 19 с опорным диском 20 со стороны верхнего своего торца. Рейка 19 установлена с воз— можностью взаимодействия с подпружиненным стопором 21, расположенным в корпусе 22 распределительного устрва 6, Золотник 7 выполнен со сквоэИзобретение относится к технике добычи нефти, в частности к скважинным гидроприводным насосным агрегатам и может быть использовано, пре- 5 имущественно, в нефтедобывающей промышленности для подьема пластовых . жидкостей из глубоких скважин с низким гидродннамическим,уровнем жидкости 10

Цель иэобретehêÿ — лавышение на1 дежности -утем упрощения конструкции.

На чертеже схематичнс представлен скважинный гидрапривс,.:,;чай насосный агрегат, общий вид.

Скважинный гидроприваднай насосный агрегат содержит поршневой насос и поршневой гидродвягатель 2, соответственно поршни 3 H 4 которых 20 связаны общим палым штоком 5, распределительное устройство 6 с эолот= ником 7, связанную с поршнем 4 гидро. двигателя 2 и проходящую через золотник 7 тягу 8 с упругими толкателя- 25 ми 9 и 10, установлен:нъп и с воэможностью взаимодействия в конце хода с золотником 7, всасывающие 11 и 12 и нагнетательные 13 и 14 клапаны, а также каналы 15 и 16 соответственно подвода рабочей и отвода отработанной и добытой жидкостей и переточные радиальные 17 и осевые 18 каналы. Золотник 7 снабжен связанной с .ним фиксирующей рейкой 19 с опорным диском . .

20 со стороны верхнего своего торца, установленной с возможностью взаимоным осевым каналом 23, Т 8 выполнена трубчатой. Нагнетательные клапаны

l3,14 расположены на противоположных торцах поршня 3 с воэможностью гидравлической связи штока 5 и Т 8.

Устр-во 6 снабжено ограничителем

25 хода золотника 7, взаимодействующего с толкателями 9,10, Т 8 установлена в осевом канале 23 с возможностью перемещения относительно золотника 7. Свободный конец Т 8 распо-. ложен с внешней стороны диска 20.

2 э.п. ф-лы, 1 ил. действия с подпружиненным стопором

21, расположенным в корпусе 22 распределительного устройства 6, Золотник 7 выполнен со сквозным осевым каналом 23. Тяга 8 выполнена трубчатой. Нагнетательные клапаны 13 и 14 расположены на противоположных торцах поршня 3 насоса l с возможностью гидравлической связи полого штока 5 и трубчатой тяги 8 посредством осевого канала 24 в поршне 4 гидродвигателя ". Распределительное устройство 6 снабжено ограничителем 25 хода золотника 7, установленным с возможностью взаимодействия с его упругимн толкателями 9 и 10 через опор-ный диск 20 фиксирующей рейки 19.

Проходящая через золотник 7 тяга 8 установлена в его осевом канале 23 с возможностью свободного перемещения относительно золотника, при этом свободный конец тяги при ее перемещении в осевом канале золотника расположен с внешней стороны опорного диска 20.

Нагнетательные клапаны 13 и 14 поршневого насоса 1 гидравлически сообщены с подпоршневой полостью 26 и штоковой полостью 27 пилиндра 28 насоса с одной стороны и с каналом

29 поршня 3 насоса с другой стороны.

В верхней части цилиндра 28 насоса выполнены впускные окна 30, посредством которых штоковая полость 27 цилиндра 28 гидравлически сообщена с впускной полостью 31, абразован62

14639 ной кольцевым зазором между стенка.ми кожуха 32 к цилиндра 28 насоса.

В теле спаренного седла 33 всасывающих клапанов ll и 12 выполнены ра5 диальные 34 и продольные 35 приемные каналы, а также осевой канал 36, в котором расположены верхний и нижний всасывающие клапаны. На нижнем торце спаренного седла 33 закреплена направляющая пробка 37, образующая с торцовой частью седла переточную полость 38. Вход в приемные радиальные каналы 34 перекрыт установленным на направляющей пробке 37 15 фильтрующим элементом 39, предназначенным для задержания механических примесей от попадания в каналы 34, которые гкдравлкчески сообщены с осевым каналом 36 и посредством верх- 20 него всасывающего клапана II с подпоршневой полостью 26 цилиндра 28 насоса 1, а прк помощи нижнего всасывающего клапана 12, переточной полости 38, продольных каналов 35, 25 кольцевой полости 31 и впускных окон

30 — со штоковой полостью 27 цилиндра 28 насоса 1 ° Кожух 40 поршневого гидродвигателя 2 нижней частью установлен в муфте,41, а верхней — в кор- gg пусе 22 распределительного устройства 6. Между торцами муфты 41 и корпуса 22 установлен цилиндр 42 двигателя. Полый шток 5 проходит через выполненный в муфте 41 сальник 43, 35 разделяющий штоковую полость .27 цилиндра 28 насоса I от аналогичной полости 44 гидродвигателя 2. Цилиндр

42 гидродвкгателя в нижней части снабжен переливными окнами 45 и по отношении к кожуху 40 установлен с кольцевым зазором, образующим переливную полость 46, В корпусе 22 рас- пределительного устройства б выполнен цилиндрический канал 47, в котором 45 расположен золотник 7 с двумя поясками (не показаны), а также приемные радиальные каналы 48, служащие для перетока рабочей жидкости из заколонного пространства (не показано) в межпоясковую полость 49 золотника 7.

Верхняя часть корпуса 22 распределительного устройства 6 связана с отводящим трубопроводом 50, а на нижнем торце корпуса 22 выполнен сальниковый узел 51, через который трубчатая тяга 8 выведена из надпоршневой полости 52 гидродвигателя 2 и пропущена в осевой канал 23 золотника 7 с кольцевым зазором таким образом, чтобы конец трубчатой тяги при ее полном перемещении не опускался; ниже верхнего торца золотника, т.е. свободный конец тяги при ее перемещении на полный ход будет все время оставаться с внешней стороны осевого канала золотника. При этом трубчатая тяга 8 имеет возможность свободно перемещаться относительно золотника 7. Такое конструктивное выполнение агрегата позволяет добытую жидкость из подпоршневой 26 и штоковой 27 полостей цилиндра 28 насоса 1 через соответствующие нагнетательные клапаны 13 и 14, а также каналы 29 и

24 поршней 3 и 4 полого штока 5 и трубчатой тяги 8 направлять в отводящий трубопровод 50, минуя золотник 7, Насосный агрегат устанавливается н колонне 53 обсадных или насосных труб, которая оборудована посадочным гнездом с сальниковым уплотнением 54, которое служит для разобщения полости колонны 53 труб на две части (не обоэначены), в верхней из которых циркулирует рабочая жидкость, а нижняя заполнена добываемой из скважины жидкостью.

Агрегат работает следующим образом.

Рабочая жидкость с избыточным давлением по каналу 15 колонны 53 труб и приемным радиальным каналом 48 поступает в межпоясковую полость 49 золотника 7. При положении золотника 7 в крайнем нижнем положении (изображено на чертеже) рабочая жидкость иэ полости 49 через переточные радиальные каналы 17 проходит в переливную полость 46 и, далее, через . перелквные окна 45 поступает в штоковую полость 44 гкдродвигателя 2.

Под воздействием давления рабочей жидкости поршень 4 гидродвигателя 2 перемещается из нижнего в верхнее положение и одновременно посредством штока 5 перемещает поршень 3 насоса

1, а также трубчатую тягу 8. Скважкнная (добываемая) жидкость в штоковой полости 27 насоса 1 при этом сжимается, Клапаны 14 и 12 закрываются, а клапаны 13 и 11 открываются, что обеспечивает переток жидкости из штоковой полости через каналы 29 поршня, полого штока 5 и трубчатой тягк 8 в верхнюю часть агрегата и, далее, через канал !6 в отводящий

1. СкважинньЖ гидроприводной насосный агрегат, содержащий. поршневой насос к поршневой гидродвигатель, поршни которых связаны. общим полым штоком, распределительное устройство — с золотником, связанную с поршнем двигателя и проходящую через золотник тягу с упругими толкателями, установленными с возможностью взаимодействия в конце хода с золотником, всась>вающие и нагкетательные клапаны, а также каналы годвода ра" бочей и отвода отработанной и добытой жидкостей и переточные каналы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем упрощения конструкции, золотник снабжен связанной с ним фиксирующей рейкой с опорным диском со стороны верхнего своего торца, установленной с возможностью взаимодействия с подпружиненным стопором, расположенным в корпусе распределительного устройства, и выполнен со сквозным осевым каналом, тяга выполнена трубчатой, а нагнетательные клапаны расположены на противоположных торцах поршня насоса с возможностью гидравлической связи полого штока и тяги, причем распределительное устройство снабжено ограничителем хода золотника, установленным с возможностью взаимодействия с его упругими толкателями, 5 14639 трубопровод 50. Одновременно с перемещением поршня 4 гидродвигателя 2 вверх отработанная в предыдущем цикле рабочая жидкость из нацпоршневой . полости 52 через осевые каналь> 18 вытесняется в цилиндрический канал

47, который также гидравлкчески сообщен с отводящим трубопроводом 50,„ а перемещение поршня 3 насоса 1 10 ,вверх приводи™ к образованию пониженного давления в подпоршневой полости 2b, что обеспечит открытие всась>вающего клапана 11 и поступление в полость 26 добываемой кз сква- 1Б жины (не показано) жидкости, При подходе поршней 3 к 4 в крайнее верхнее положение упругий толкатель

9 вступает во взаимодействие с опорным диском 20 фиксирую>»ей рейки 19 20 ! золотника 7 и переключает последний

> в новое верхнее положение. При этом опорный диск 20 соприкасается с ограничителем 25 хода, упруго погасив скорость золотника 7, а подпружи- 25 ненный стопор 21 в этом положении при помощи фиксирующей рейки 19 за-. фиксирует золотник 7.

После переключения золотника 7 в крайнее верхнее положение (ке пока- 30 закс) рабочая жидкость из межпоясковой полости 49 через осевые каналы

18 поступает в надпорикевую полость

52 гидродвкгателя 2,, что приводит к перемещению поршней 3 и 4 совместно с трубчатой тягой 8 вниз, При этом отработанная рабочая жидкость кз штоковой полости 44 гидродвигателя через переливнь>е окна 45 и переливную

Яолость 46 по радиальным каналам 17 10 поступает в цилиндрический канал 47 н>.>же золотника 7, откуда по его осевому каналу 23 отводится в трубопровод 50. При движении поршней 3 к 4 вниз в подпоршневой полости 26 насоса 1 создает повышенкое давление, при котором клапаны 13 и 11 закрываются, а клапаны 14 и 12 открываются и добываемая жидкость из полости 26 по каналу, образованному полым штоком 5 и трубчатой тягой 8, отводится в трубопровод 50. Одновременно с этим в штоковую полость 27 насоса 1, где создается пониженное давление, через фильтр 39, радиальные каналы

34, клапан 12, переточную полость 38 продольные каналы 35, впускную полость 31 и впускные окна 30 -поступает добываемая из скважины жидкость.

62 б

При достижении поршнями 3 к 4 крайнего нижнего положения упругий толкатель 10 входит в соприкосновение с верхним торцом опорного диска 20 и снова переключает золотник 7 в первоначальное нижнее (изображено на чертеже) положение. При помощи фиксирующей рейки 19 и подпружиненного стопора 21 золотник фиксируется в этом положении.

В дальнейшем рабочие циклы скважинного гидроприводкого насосного агрегата повторяются.

Ф о р м у л а и з обретения

2. Агрегат по п,1, о т л к ч а юшийся тем, что проходящая через золотник тяга установлена в его осевом канале с возможностью свободного перемещения относительно золотника.

1463962

С ос тави тель Э . Гинзбург редактор F..Ïàïï Техред М.Дидьк . Корректор М.Максимишинец

Заказ 809/42 Тираж 520 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно — издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

3. Агрегат по пп.1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что свободный конец тяги при ее перемещении в осевом канале золотника расположен с внешней стороны опорного дис ка.