Гидроприводная установка штангового погружного насоса

 

Использование: в нефтедобывающей промышленности, в частности в водоснабжении и откачке минеральных вод и рассолов. Сущность изобретения: в гидроприводной установке штангового погружного насоса, содержащей силовой цилиндр, шток которого связан с колонной насосных штанг, силовой насос, распределительные устройства, преобразователь давления в виде поршневого цилиндра. Установка снабжена гидроаккумулятором и вспомогательным плунжерным цилиндром, плунжер которого механически соединен со штоком поршневого цилиндра, поршневая полость которого гидравлически в одной из позиций первого распределительного устройства сообщена с силовым цилиндром, в другой позиции - с наполнительным баком, а его штоковая полость в одной из позиций второго распределительного устройства связана с напорной магистралью, постоянно сообщающей силовой насос с полостью вспомогательного плунжерного цилиндра и гидроаккумулятора, в другой позиции - с наполнительным баком, при этом распределительные устройства в позициях, сообщающих их с наполнительным баком, связаны между собой. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к водоснабжению и откачке минеральных вод, рассолов.

Известна гидроприводная штанговая глубинно-насосная установка (авт. св. N 1439283, кл. F 04 B 47/04, 1987), принятая за прототип, содержащая приводной цилиндр, поршень которого посредством штока соединен с колонной насосных штанг, связанной с плунжером штангового насоса, уравновешивающий цилиндр, поршень которого через шток связан с колонной насосных труб, силовой насос, реверсивный гидрораспределитель, редукционный обратный клапаны, а также подводящий маслопровод приводного цилиндра, причем штоковые полости приводного и уравновешивающего цилиндра сообщены между собой, а бесштоковая полость уравновешивающего цилиндра через реверсивный гидрораспределитель сообщена с баком рабочей жидкости.

К недостаткам известной установки следует отнести следующее: сложность регулирования нагрузки приводного насоса при опускании штанг в момент запуска установки, что обусловлено значительной разницей нагрузок на подвеске при ходе вверх и вниз, кроме того, накладываются колебания динамического уровня жидкости в скважине; увеличение вертикальных габаритных размеров, которые обусловлены последовательным сочленением рабочей и уравновешивающих цилиндров; снижение надежности, увеличение затрат на изготовление силового цилиндра с поршнем, пара поршень цилиндр требует высокой точности и чистоты изготовления.

Технической задачей изобретения является упрощение регулирования нагрузки приводного насоса в момент запуска установки, уменьшение вертикальных габаритных размеров, повышение надежности и снижение затрат на обработку силового цилиндра с поршнем.

Для это гидроприводная установка штангового насоса, содержащая силовой цилиндр, шток которого связан с колонной насосных штанг, силовой насос с насосной магистралью, распределительные устройства, наполнительный бак и преобразователь давления, выполненный в виде поршневого цилиндра, снабжена гидроаккумулятором и вспомогательным плунжерным цилиндром, плунжер которого механически соединен со штоком поршневого цилиндра, поршневая полость которого гидравлически в одной из позиций первого распределительного устройства сообщена с силовым цилиндром, в другой позиции с наполнительным баком, а его штоковая полость в одной из позиций второго распределительного устройства связана с напорной магистралью постоянно сообщающей силовой насос с полостью вспомогательного плунжерного цилиндра и гидроаккумулятора, в другой с накопительным баком, при этом в распределителе устройства в позициях, сообщающих их с наполнительным баком, связаны между собой. Силовой цилиндр установки может быть выполнен плунжерным.

Изобретение поясняется чертежом.

Установка содержит силовой цилиндр 1, плунжер 2 которого перемещает траверсу 3, по направляющим 4 и посредством подвески 5 соединен с колонной насосных штанг 6. Силовой цилиндр 1 с плунжером 2 через маслопроводы и распределители 7 и 8 соединен с гидроаккумулятором 14 и преобразователем давления, выполненным в виде поршневого цилиндра 9 с поршнем 10 и штоком 13. Плунжер 12 вспомогательного цилиндра 11, соединен механически со штоком 13 поршня 10. В систему включен насос 15 и наполнительный бак 16.

Установка работает следующим образом.

Рабочий ход вверх подъем силового плунжера. По маслопроводу напорной магистрали приводного насоса 15 рабочая жидкость поступает в полость вспомогательного цилиндра 9, плунжер 12 которого, перемещает шток 13 и поршень 10 преобразователя давления, при этом рабочая жидкость из поршневой полости через распределитель 7 поступает в наполнительный бак 16. Одновременно через распределитель 8 из бака 16 идет заполнение штоковой полости цилиндра 9 преобразователя давления. Рабочая жидкость под рабочим давлением от приводного насоса 15 и гидроаккумулятора 14 через распределители 7 и 8 нагнетается в полость силового гидроцилиндра 1, перемещая плунжер 2, траверсу 3, подвеску 5 и колонну штанг вверх. При достижении верхнего крайнего положения срабатывает датчик реверса (не показан), который переключает распределители 7 и 8 в положение обеспечивающие опускание штанг.

Перемещение штанг вниз. Опускание штанг вниз происходит за счет их массы через подвеску 5, траверсу 3. Нагрузка от величины массы штанг передается на плунжер 2 силового цилиндра 1. Рабочая жидкость из корпуса силового цилиндра через распределитель 7 нагнетается в поршневую полость цилиндра 9 преобразователя давления. Вследствие того, что масса насосных штанг меньше усилия рабочего хода, в поршневой полости цилиндра 9 преобразователя давления создается давление, которое ниже рабочего при подъема плунжера 1 вверх. Жидкость из штоковой полости преобразователя через распределитель 8 под рабочим давлением нагнетается в гидроаккумулятор 14. Так как шток 14 поршня 10 жестко связан с плунжером 12, жидкость из цилиндра 11 под давлением, равным давлению штоковой полости цилиндра 9, подается в гидроаккумулятор 14 одновременно с жидкостью нагнетаемой насосом 15. Таким образом происходит аккумуляция энергии за счет части массы штанг погружного насоса, объема жидкости вытесняемого плунжером 12 вспомогательного цилиндра 12, а также жидкости, нагнетаемой насосом 15 в течение хода штанг вниз.

В зависимости от условий эксплуатации установки (глубина погружения насоса, высота подъема жидкости и др.) выбирается диаметр сменного штока 13, что позволяет расширить области эффективного применения предлагаемой установки.

Формула изобретения

1. Гидроприводная установка штангового погружного насоса, содержащая силовой цилиндр, шток которого связан с колонной насосных штанг, силовой насос с напорной магистралью, распределительные устройства, наполнительный бак и преобразователь давления, выполненный в виде поршневого цилиндра, отличающаяся тем, что она снабжена гидроаккумулятором и вспомогательным плунжерным цилиндром, плунжер которого механически соединен со штоком поршневого цилиндра, поршневая полость которого гидравлически в одной из позиций первого распределительного устройства сообщена с силовым цилиндром, в другой позиции с наполнительным баком, а его штоковая полость в одной из позиций второго распределительного устройства связана с напорной магистралью, постоянно сообщающей силовой насос с полостью вспомогательного плунжерного цилиндра и гидроаккумулятора, в другой позиции с наполнительным баком, при этом распределительные устройства в позициях, сообщающих их с наполнительным баком, связаны между собой.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что силовой цилиндр выполнен плунжерным.

РИСУНКИ

Рисунок 1