Патент ссср 412401

4I240I

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

1 Заявлено 01.II.1972 (№ 1742495/24-6)

1 с присоединением заявки №

М. Кл. F 04b 47, 04

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Пр иоритет

Опубликовано 25.1.1974. Бюллетень № 3

Дата опубликования описания 29ЛЧ.1974

УДК 621.651(088.8) Авторы изобретен я

И. Е. Антонов и В. Ф. Бочарников

Тюменский индустриальный институт

Заявитель

ПОГРУЖНОЙ ГИДРОПРИВОДНОЙ НАСОСНЫЙ АГРЕГАТ

Изобретение относится к погружным гидроприводным насосным агрегатам, предназначенным для добычи нефти из скважин и связанным гидравлически по колонне труб с силовым приводом, расположенным на поверхности. Энергия потока рабочей жидкости, подаваемая с поверхности силовым приводом, преобразуется в погружном гидроприводном насосном агрегате в возвратно-поступательное движение поршневой группы, в результате чего насос откачивает нефть из скважины и подает ее на поверхность.

Известны погружпые гидроприводные насосные агрегаты, содержащие плунжерный насос и плунжерный гидродвигатель, выполпенные в одном корпусе с распределительным золотниковым устройством, причем плунжера насоса и двигателя жестко связаны между собой.

Однако такие конструкции характеризуются их малой надежность|о из-за наличия в двигателе золотникового механизма системы кана ion, об azatoitiHx ма iarxr t поперечн IMH сечениями.

Цель изобретения — повышение надежности в работе агрегата.

Это достигается тем, что распределительное устройство выполнено в виде струйного насоса с подачей приводной жидкости через его сопло, а диффузор в нижней части снабжен распределительнь,.t краном с рычагом и гибким тросиком, связывающим рычаг крана с плунжером двигателя.

На фиг. 1 схематически изображен насосный агрегат с положением деталей при движении поршневой группы из верхней мертвой точки в нижнюю, а па фиг. 2 — насосный агрегат с положением деталей при движении поршневой группы из нижней мертвой точки

10 в верхнюю.

Гидроприводной насосный агрегат устанавливается в скважине свободным спуском его в колонну 1 насосно-компрессорных труб, а уплотнение и удерживание его в седле 2

15 происходит за счет гидростатического напора, создаваемого весом столба жидкости в колонне 1. Колонна 1 труб является каналом для подачи рабочей жидкости с поверхности, подаваемой силовым приводом в двигатель 3

20 погружпого гидроприводного агрегата. Пространство между колонной 1 труб и обсадной колонной 4 герметизируется пакером 5, образуя канал б для подъема отработашюй в двигателе агрегата и добытой жидкости.

25 В верхней части корпуса агрегата 7 расположена ловильная головка 8 для подъема агрегата на поверхность при помощи каната, фильтр 9, уплотняющая манжета 10, сопло

11, камера смешения с диффузором 12, канал

30 отбора жидкости из диффузора 13, распреде412401

3 лительный кран 14 с рычагом 15, к которому крепится гибкий тросик 16, связывающий рычаг с плунжером двигателя 17, который, в свою очередь, жестко связан с поршнем насоса 18, образуя поршневую группу. Камера

19 двигателя изолирована от камеры 20 над поршнем насоса, самоуплотняющимся сальником 21.

Над камерой 20 р асполагается шаровой клапан 22, соединяющий ее с помошью канала 23, проходящего в боковой стенке седла

2, с забоем скважины 24. В поршне насоса

18 установлен шаровой клапан 25 для перепуска жидкости из камеры 20 при движении поршневой группы сверху вниз.

Уплотнение между поршнем насоса 18 и с енкой цилиндра насоса осуществляется уплотнительным кольцом 26. Полость 27 под поршнем насоса 18 в нижней части сообщается с кольцевым прос-ранством 6, каналом

28 с шаровым нагнетательным клапаном 29, а с забоем скважины 24 посредством канала

30 — с шаровым всасывающим клапаном 31.

Пространство между корпусом агрегата 7 и боковой стенкой седла 2 герметизируется уплотнениями 32.

При нахождении поршневой группы в верхней мертвой точке (c;«. фиг. 1) распределительный кран 14 перекрывает канал отвода жидкости 13. Рабочая жидкость, подаваемая с поверхности силовым приводом по колонне

1, через фильтр 9 сопла 11 под давлением посч упает в камеру смешения с диффузором ! 2, наполняет ее и не имея выхода заполняет камеру 19, повышая давление в цилиндре.

Давление рабочей жидкости на верхний торец плупжера двигателя 17 создает осевое усилие, направленное вдоль плунжера сверху вниз, под действием которого поршневая группа 17, 18 начинает движение сверху вниз.

В ка лере 20 насоса над поршнем 18 действует пластовое давление, которое по каналу 23 передается с забоя скважины 24 на

° верхний торец поршня 18, уравновешивая пластовое давление, действующее на нижний торец поршня.

При движении поршневой группы сверху вниз камера 20 заполняется добываемой жидкостью, а в камере 27 осуществляется процесс нагнетания жидкости, ранее заполнявшей насосный цилиндр. жидкость через нагнетательпый клапан 29 по каналу 28 поступает в кольцевое пространство 6, где, смешиваясь с отработанной в двигателе агрегата силовой жидкостью, поднимается на поверхность, причем клапан 31 закрыл давлением сжимаемой жидкости.

Прн приближении поршневой группы к нижней мертвой точке тросик 16 натягивается н через рычаг 15 приводит в движение распределительный кран 14, открывающий канал

13, тем самым сообщая камеру 19 двигателя мертвой точки и останавливается.

5 Когда поршневая группа находится в ниж50

45 с кольцевым каналом 6. Давление в камере

19 и кольцевом канале 6 выравивавтся, причем поршневая группа достигает нижней ней мертвой точке (см. фиг. 2) регулировочный кран 14 открывает канал 13.

Рабочая жидкость под давлением по колонне 1 поступает в сопло струйного насоса

11, создавая область пониженного давления по выходе ее из сопла. В эту область устремляется жидкость, заполняющая цилиндр двигателя, смешивается с потоком жидкости, выходящим из сопла, в камере смешения и через диффузор 12 по каналу 13 и кольцевому пространству 6 поднимается на поверхность, что вызывает уменьшение давления в камере

19. На нижний торец поршня насоса 18 по каналу 30, открывая клапан 31, передается пластовое давление жидкости, которое в десятки раз выше давления в цилиндре. 3а счет разности давлений на забое скважины

24 и в камере двигателя 19 возникает осевос усилие, направленное снизу вверх. Поршневая группа 17, 18 под действием этого усилия начинает двигаться из нижней мертвой точки в верхнюю. При движении поршневой группы вверх в камере цилиндра насоса 27 происходит наполнение цилиндра. В это время клапан 29 закрыт силой давления жидкости, находящейся в кольцевом пространстве 6.

Клапан плунжера 25 открыт и позволяет жидкости из камеры 20 перетекать в камеру

27. Поршневая группа, приближаясь к верхней мертвой точке, торцем поршня 17 воздействует на рычаг 15, приводя в действие регулировочный кран 14, который перекроет канал 13. Рабочая жидкость при этом из сопла

11 заполнит камеру диффузора и не имея выхода через горловину начнет заполнять камеру 19. Сопло-диффузор работает как гидравлический двигатель. Давление в камере повышается, что вызывает остановку поршневой группы. Затем с повышением давления в камере 19 до давления рабочей жидкости поршневая группа пойдет сверху вниз, т. е. цикл повторяется.

Предмет изобретения

Погружной гидроприводной насосный агрегат, содержащий плунжерный гидродвигатель с распределительным устройством, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности в работе агрегата, распределительное устройство выполнено в виде струйного насоса с подачей приводной жидкости через его сопло, а диффузор:в нижней части снабжен распределительным краном с рычагом и гибким тросиком, связывающим рычаг крана с плунжером двигателя, 4)2401

7б

26 иг.1 иг.

Составитель 3. Гинзбург

Редактор А. Морозова Техред 3 Тараненко Корректор Н. Аук

Заказ 1088/11 Изд. ¹ 4!О Тираж 651 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий .з1осква, )К-35, Раушская наб., д. 4,5

Типография, пр. Сапунова, 2