Гидроприводная скважинная штанговая насосная установка

 

Изобретение м б. использовано в нефтедобывающей промышленности при откачке пластиковых жидкостей из скважин и позволяет повысить надежность насоса Гидравлический цилиндр выполнен в виде коаксиально расположенных внутреннего цилиндра (ВЦ) и наружного цилиндра (НЦ) и размещен в пневматическом цилиндре 5, установленном концентрично НЦ Поршни (П) 8 и 9 гидравлического и пневматического цилиндров выполнены кольцевыми и установлены между стенками НЦ, ВЦ и пневматического цилиндра П 8 выполнен ферромагнитным , выполняя функцию электрома - нитного сердечника, П 9 и подвеска колонны насосных штанг - в виде цилиндрических элементов 15 и 16 с токоподводящими обмен ками 17 и 18. Подвеска размещена в полости ВЦ При таком выполнении при ка/кдом ходе П 9 поток атмосферного поступает в перфорированный коллектор 23. из которого подается на обмоткч 17, охлаждая ее. Охлаждение обмотки 18 происходит естественным путем при движении ее в сквозном открытом ВЦ На тр щейся поверхности П 8 после плотнительнон элемен та 20 выполнена кольцевая канавка 21. заполненная ферромагнитной жидкостью 2 з. п ф-лы, 2 ил Ј (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСГ) УБЛИ Н (51)5 F 04 В 47 04!

\

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

77

Фиг. 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

f10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2!) 410966!/06 (22 ) 21.08. 86 (46) 23.01.91. Бюл. № 3 (75) А. А. Мосунов, А. Г. Сергеев и Ю. В. Рычков (53) 621.651 (088.8) (56) Патент США ¹ 4!!4375, кл. F 15 В 9/02, 1978. (54) ГИДРОПРИВОДНАЯ СКВАЖИННАЯ

ШТАНГОВАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА (57) Изобретение м. б. использовано в нефтедобывающей промышленности при откачке пластиковых жидкостей из скважин и позволяет повыс ит ь н адеж ность нас oc a.

Гидравлический цилиндр выполнен в виде коаксиально расположенных внутреннего цилиндра (ВЦ) и наружного цилиндра (НЦ) и размещен в пневматическом цилиндре 5, установленном концентрично HLI,. Поршни (Г1) ÄÄSUÄÄ 1622625 А 1

8 и 9 гидравлического и пневматического цилиндров выполнены кольцевыми и установлены между стенками НЦ, ВЦ и пневматического цилиндра. П 8 выполнен ферромагнитныч, выполняя функцию электромагнитного сердечника, П 9 и подвеска колонны насосных штанг — в виде цилиндрических элементов 15 и 16 с токоподводящи.чи обмотками 17 и 18. Подвеска размещена в полости ВЦ. При таком выполнении при каждом ходе П 9 поток атмосферного воздуха поступает в перфорированный коллектор 23, из которого подается на обмотку 17, охлаждая ее. Охлаждение обмотки 18 происходит естественным путем при движении ее в сквозном открытом ВЦ. На трущейся поверхности Г! 8 после уплотнительно«> элемен та 20 выполнена кольцевая канавка 2l, Я заполненная ферромагнитной жидко< тью.

2 з. и. ф-лы, 2 пл.

1622625

Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к гидроприводным скважинным штанговым насосным установкам, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности при откачке пластиковых жидкостей из скважин.

Цель изобретения — — повышение надежности установки.

На фиг. 1 схематично представлена гидроприводная скважинная штанговая насосная установка, общий вид; на фиг. 2

10 кольцевые поршни, поперечное сечение.

Гидроприводная скважинная штанговая насосная установка содержит силовой привод 1 с насосом 2 и гидрораспределительным устройством 3 электромагнитного 15 управления, установленные по оси скважины над ее арматурой (не показаны), гидравлический 4 и пневматический 5 цилиндры, первый из которых выполнен с возмож ностью двухсторонней подачи рабочей жидкости посредством гидролиний 6 и 7 к уплотненному поршню 8, связанному с уплотненным поршнем 9 непневматического цилиндра 5, имеющего в нижней части полость

10 сжатого газа (заполненную, например, азотом), причем поршнень 8 гидравлического цилиндра 4 связан посредством подвески 11 с колонной 12 насосных штанг.

Гидравлический цилиндр 4 выполнен в виде коаксиально расположенных внутреннего 13 и наружного 14 цилиндров и размегцен в пневматическом цилиндре 5, уста- 30 новленном концентрично наружному цилиндру 14 гидравлического цилиндра 4. Поршни 8 и 9 соответственно гидравлического 4 и пневматического 5 цилиндров выполнены кольцевыми и установлены между стенками (не обозначены) соответствую- 35 щHx коаксиальных цилиндров 3 и 14 и концентричного цилиндра 5. Кольцевой поршень 8 гидравлического цилиндра 4 выполнен ферромагнитным, выполняя функцию э 1 е к т р о м а г и и т н о Г о c E p.ä ñ ÷ н и к а (я к о р я ) а 4 (.! кольцевой поршень 9 пневматического цилиндра 5 и подвеска 11 колонны насосных штанг 12 выполнены в виде ссютветственно цилиндрических элементов 15 и 16 с токоподводящей обмоткой 17 и 18, Подвеска 11 колонны 12 насосных штанг 45 размещена в полости внутреннего коаксиального цилиндра 13 гидравлического цилиндра 4 через цилиндрический элемент 16.

На трущихся поверхностях 19 кольцевых поршней 8 и 9 после уплотнительного элемента 20 со стороны торца поршня вы- 50 полнена по меньшей мере одна кольцевая канавка 21, заполненная ферромагнитной жидкостью.

Кольцевой поршень 9 пневматического цилиндра 5 снабжен днищем 22, на котором установлен кольцевой перфорированный коллектор 23, а крышка 24 пневматического цилиндра 5 снабжена невозвратными клапанами 25 и 26, сообгцающими коллектор 23 и верхнюю полость цилиндра 5 через трубчатый элемент 27 с атмосферой.

Токоподводящие обмотки 17 и 18 подключены к источнику постоянного тока (не обозначен) с помощью кабелей 28 и 29.

В верхней и нижней частях внутреннего коаксиального цилиндра 13 установлены магнитные датчики 30 и 31.

Гидроприводйая скважинная штанговая насосная установка работает следующим образом.

Насос 2 под действием силового привода 1 через гидрораспределительное устройство 3 попеременно подает рабочую жидкость в гидравлический цилиндр 4 по гидролиниям 6 и 7. При подаче рабочей жидкости по гидролинии 6 кольцевой поршень 8 движется вниз, при этом, являясь якорем электромагнита, он удерживает на своем горизонтальном уровне кольцевой поршень 9 и цилиндрический элемент 16.

При движении кольцевого поршня 8 вниз производится сжатие газа в нижней части полости 10 пневматического цилиндра 5, что способствует аккумулированию энергии от веса опускающейся колонны 24 насосных штанг, связанных через подвеску 11 с цилиндрическим элементом 16. По достижении кольцевыми поршнями 8 и 9 и цилиндрическим элементом 16 крайнего нижнего положения магнитный датчик 30 переключает электромагнитно управляемое гидрораспределительное устройство 3 и рабочая жидкость начинает поступать по гидролинии 7 под кольцевой поршень 8, который совместно с кольцевым поршнем 9 и цилиндрическим элементом 16 движется вверх. При этом колонна 12 насосных штанг также движетсяя в нер х, т. е. ос угцест вл яетс я подъем нефти из скважины штанговым насосом (не показаны), а газ, находящийся в полости 10 пневматического цилиндра 5, расширяясь, действует на кольцевой поршень 9, отдавая аккумулированную при ходе вниз (холостой ход) энергию на совершение рабочего хода. При достижении кольцевыми поршнями 8 и 9 и цилиндрическим элементом 16 крайнего верхнего положения магнитный датчик 31 переключает гидрораспределительное устройство 3 электромагнитного управления, и цикл повторяется.

При работе насосной установки происходит нагрев токоподводящих обмоток 17 и 18. Охлаждение обмотки 18 происходит естественным путем при движении ее в сквозном открытом внутреннем коаксиальном цилиндре 13. Охлаждение обмотки 17 производится потоком атмосферного воздуха из перфорированно о коллектора 23, который функционирует следук)щим образом.

При движении кольцевого поршня 9 вниз в верхней части пневматического цилиндра 5 создается разрежение, под действи1622625 ем которого невозвратный клапан 25 закрывается, а через невозвратный клапан 26 атмосферный воздух поступает через трубчатый элемент 27 в коллектор 23, из которого обдувная поверхность токоподводящей обмотки 17 заполняет верхнюю полость пневматического цилиндра 5. При ходе кольцевого поршня вверх нагретый воздух из верхней полости пневматического цилиндра 5 выпускается через невозвратный клапан 25 в атмосферу. Таким образом, при каждом ходе кольцевого поршня 9 свежая порция атмосферного воздуха, обдувая токоподводящую обмотку 17, охлаждает ее.

Кольцевые поршни 8 и 9 посредством стандартных уплотнений 20 и кольцевых канавок 21, заполненных ферромагнитной жидкостью, удерживаемой существующим при работе установки магнитным полем, имеют надежное уплотнение, В свою очередь, гидравлический 4 и пневматический 5 цилиндры выполнены из немагнитного материала.

Формула изобретения

l. Гидроприводная скважинная штанговая насосная установка, содержащая силовой привод с насосом и гидрораспределительным устройством, установленные по оси скважины над ее арматурой гидравлический и пневматический цилиндры, первый из которых выполнен с возможностью двухсторонней подачи рабочей жидкости к уплотненному поршню. связанному с уплотненным поршнем пневматического цилиндра, имеющего в нижней части полости сжатого газа, причем поршень гидравлического цилиндра связан посредством подвески с колонной насосных штанг, отличающаясятем, что, с целью повышения надежности, гидравлический цилиндр выполнен в виде коаксиально расположенных внутреннего и наружного цилиндров и размещен в пневматическом цилиндре, установленном концентрично наружному цилиндру гидравлического цилиндра, поршни гидравлического и пневматического цилиндров выполнены кольцевыми и установлены между стенками соответствующих коаксиальных и концентричного цилиндров, кольцевой поршень гидравлического цилиндра выполнен ферромагнитным, а кольцевой поршень пневматического цилиндра и подвеска колонны штанг выполнены в виде цилиндрических элементов с токоподводящей обмоткой, причем подвеска колонны насосных штанг размещена в полости внутреннего коаксиального цилиндра гидравлического цилиндра.

2. Установка по п. 1. отличающаяся тем, что на трущейся поверхности кольцевого поршня после уплотнительного элемента со стороны его торца выполнена по меньшей мере одна кольцевая канавка, заполненная ферромагнитной жидкостью.

3. Установка по и. 1, отличающаяся тем, что кольцевой поршень пневматического цилиндра снабжен днищем, на котором установлен кольцевой перфорированный коллектор, а крышка пневматического цилиндра снабжена невозвращенными клапанами, сообщающими коллектор и верхнюк> полость упомянутого цилиндра через трубчатый элемент с атмосферой.

l622625

29

Ф

1Ч

27

29

9 д

1б

11

28

6иа.7 (оставите >ь Э Гинзб»рг

Реда кт»1 А Козориз Текред А Кравчук Корректор А Осауленко

Заказ I()() Тираж Подписное й1111111111 Государственного комитета во изобретениям и открытиям при ГКНТ (C(.Ð

11:3()35, Москва. Ж 35, Раушская наб.. д, 4(5

Пронзав (с>вени»-издательский комбинат «П(>)ент», г Ужгород, ул. Гагарина, I 0 I