Привод насосной скважинной установки (варианты)

 

Изобретение предназначено для подъема жидкостей с больших глубин и может быть использовано для приведения в действие двух штанговых глубинных насосов. Привод содержит два гидроцилиндра (ГЦ) 1 и 2 со штоковыми 3 и 3' и бесштоковыми 4 и 4' полостями, пневмогидроаккумулятор (ПГА) 14, насос 7 и гидрораспределитель 8, соединенные между собой. Привод снабжен вторым ПГА 14', каждый ПГА 14 и 14' выполнен в виде тандемного цилиндра со штоком 16 и 16', имеющим поршни 18,19, 18', 19' на концах, образующие две штоковые 20,21 и 20',21' полости. Одна из штоковых полостей 20 и 20' соединена со штоковой полостью 3 и 3' соответствующего ГЦ 1 и 2. В первом варианте вторые штоковые полости 21 и 21' ПГА 14 и 14 соединены с насосом 7 и обливным трубопроводом 25, а бесштоковые полости 4 и 4' ГЦ 1 и 2 соединены между собой. Во втором варианте вторые штоковые полости 21 и 21 ПГА 14 и 14' соединены между собой, а бесштоковые полости 4 и 4' ГЦ 1 и 2 через гидрораспределитель 8 соединены с насосом 7 и сливным трубопроводом 25. При работе привода в штоковых полостях 4 и 4' ГЦ 1 и 2 создается требуемое одинаковое или разное давление. При этом высоконапорные трубопроводы 22 и 22', соединяющие ГЦ 1 и 2 с ПГА 14 и 14', расположены в надскважинном оборудовании каждой скважины. Позволяет повысить надежность и безопасность работы, удобен в эксплуатации и экономичен. 2 с. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к гидравлическим машинам объемного вытеснения, предназначенным для подъема жидкостей с больших глубин, и может быть использовано для приведения в действие двух штанговых глубинных насосов, установленных на скважинах.

Известен групповой гидропривод штанговых насосов, содержащий гидроцилиндры, штоковые полости которых сообщены между собой, а бесштоковые - через гидрораспределитель - с силовым насосом или сливом (авторское свидетельство СССР 800419, кл. F 04 B 47/00). Такой привод можно использовать только на скважинах, у которых нагрузки в точке подвеса штанг одинаковы и уравновешивают друг друга.

При нарушении равновесия усилия, создаваемого давлением жидкости, истекающей из штоковой полости цилиндра и меньшей нагрузкой, недостаточно для подъема плунжера и связанной с ним колонны штанг нагруженной скважины от приводного цилиндра с большей нагрузкой.

Кроме того, гидроцилиндры такого привода, находящиеся на расстоянии друг от друга, соединены между собой трубопроводами, давление жидкости в которых 150 - 180 атм., что усложняет эксплуатацию привода.

Известен другой групповой привод скважинных насосов, содержащий приводные цилиндры, штоковые и бесштоковые полости которых разделены поршнем со штоком, имеющим узел соединения с колонной штанг и гидравлическую систему, включающую в себя силовой насоса, управляемый гидрораспределитель, доуравновешивающее устройство в виде пневмогидроаккумулятора (ПГА) (авторское свидетельство СССР 1174594, кл. F 04 B 47/00). Такой групповой привод, благодаря доуравновешивающему устройству, позволяет создать доуравновешивающее усилие, обеспечивающее подпор рабочей жидкости на силовой насос от приводного цилиндра с меньшей нагрузкой, равной подпору от приводного цилиндра с большей нагрузкой.

Однако создание такого дополнительного подпора увеличивает нагрузку на силовой насос, повышает энергозатраты и повышает требования к уплотнительным узлам и другим элементам гидравлической системы и таким образом снижает надежность привода. При этом насос работает по замкнутой схеме, что приводит к перегреву рабочей жидкости и необходимости ее замены при эксплуатации.

Кроме того, в этом приводе так же, как и в прототипе, приводные цилиндры, расположенные непосредственно над скважинами, которые могут находиться на значительном (до 100 м) удалении друг от друга, соединены между собой высоконапорным трубопроводом, что усложняет эксплуатацию привода.

Задачей изобретения является создание привода насосной скважинной установки из двух насосов, имеющего более высокую надежность, безопасного и удобного в эксплуатации и более экономичного.

Единым техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявленной группы изобретений, является создание в штоковых полостях приводных цилиндров требуемого (одинакового или разного) давления жидкости (в зависимости от нагрузки на скважинах) при постоянном давлении жидкости, создаваемом силовым насосом, и сокращение протяженности высоконапорных трубопроводов, по которым рабочая жидкость подается в полости приводных цилиндров.

Для решения поставленной задачи усовершенствуется привод насосной скважинной установки, содержащий два гидроцилиндра со штоковыми и бесштоковыми полостями, ПГА, насос и гидрораспределитель, соединенные между собой.

Это усовершенствование состоит в том, что в первом варианте привод снабжен вторым ПГА, при этом каждый ПГА выполнен с виде тандемного цилиндра со штоком, имеющим поршни на концах, образующие две штоковые полости, одна из указанных штоковых полостей каждого ПГА соединена со штоковой полостью соответствующего гидроцилиндра, а вторая с гидрораспределителем, соединенным со сливным трубопроводом, причем бесштоковые полости гидроцилиндров соединены между собой.

Снабжение привода вторым ПГА позволяет сократить протяженность высоконапорной магистрали, соединяющей штоковую полость каждого гидроцилиндра со штоковой полостью соответствующего ПГА, т.к. каждый ПГА и гидроцилиндр расположены над соответствующей скважиной.

Выполнение ПГА в виде тандемного цилиндра со штоком, имеющим поршни на концах, позволяет образовать в каждом ПГА две штоковые гидравлические полости, давление жидкости в которых может быть одинаковым (при уравновешенности нагрузки на обеих скважинах) и разным (при нарушении равновесия) за счет изменения давления в газовой полости каждого ПГА.

Соединение одной из штоковых полостей каждого ПГА со штоковой полостью соответствующего гидроцилиндра позволяет при работе привода создать в штоковых полостях гидроцилиндров требуемое (одинаковое или разное) давление жидкости (в зависимости от нагрузки на скважинах) при постоянном давлении жидкости, создаваемой силовым насосом.

Соединение второй штоковой полости каждого ПГА с гидрораспределителем, соединенным с насосом и сливным трубопроводом, обеспечивает поочередную подачу и слив жидкости из штоковой полости каждого ПГА, что необходимо для перемещения штока соответствующего ПГА в нужном направлении.

Соединение между собой бесштоковых полостей гидроцилиндров обеспечивает возможность перетока жидкоти из бештоковой полости одного цилиндра в бесштоковую полость другого при перемещении штоков этих цилиндров в противоположных направлениях (в противофазе) при работе привода.

Кроме того, бесштоковая полость каждого приводного цилиндра может быть соединена с гидрораспределителем, что обеспечивает поочередные подачу и слив жидкости из бесштоковой полости соответствующего приводного цилиндра, необходимые для работы привода в одиночном режиме (в случае остановки работ на одной из скважин).

Привод может содержать второй насос и второй гидрораспределитель, соединенные с элементами привода аналогично первому насосу и первому гидрораспределителю.

Такое выполнение привода обеспечивает возможность его работы в одиночном режиме, т. е. независимую работу привода с первым гидроцилиндром от первого или от второго насоса, и работу привода со вторым гидроцилиндром также от каждого насоса. Кроме того, такое выполнение привода обеспечивает его работу на две скважины от любого насоса и позволяет использовать любой гидрораспределитель, что увеличивает ресурс работы.

Бесштоковые полости гидроцилиндров могут быть дополнительно через обратный клапан и гидрораспределитель с управлением от датчика положения штока гидроцилиндра соединены с каждым насосом.

Такое соединение позволяет использовать имеющийся в схеме насос для подачи жидкости в замкнутый гидравлический контур, образованный соединенными между собой бесштоковыми полостями гидроцилиндров и таким образом компенсировать утечку жидкости из этого контура.

При этом гидрораспределители, через которые подается жидкость в замкнутый гидравлический контур, управляются от датчика положения штока гидроцилиндра, что обеспечивает подачу жидкости в этот контур только при необходимости, в случае ее нехватки.

Указанный технический результат во втором варианте достигается тем, что привод снабжен вторым ПГА, при этом каждый ПГА выполнен в виде тандемного цилиндра со штоком, имеющим поршни на концах, образующие две штоковые полости, одна из указанных штоковых полостей каждого ПГА соединена со штоковой полостью соответствующего гидроцилиндра, а вторые штоковые полости соединены между собой, при этом бесштоковые полости гидроцилиндров через гидрораспределитель соединены с силовым насосом и сливным трубопроводом.

Снабжение привода вторым ПГА и выполнение каждого ПГА в виде тандемного цилиндра обеспечивают технический результат, такой же, какой дают эти признаки и в первом варианте.

Соединение бесштоковых полостей гидроцилиндров через гидрораспределитель с силовым насосом и сливом обеспечивает поочередную подачу и слив жидкости (в зависимости от положения гидрораспределителя) из бесштоковой полости каждого гидроцилиндра, что необходимо для перемещения в противофазе штоков этих цилиндров.

Соединение второй штоковой полости ПГА со штоковой полостью второго ПГА обеспечивает возможность подачи жидкости из штоковой полости одного ПГА в штоковую полость другого ПГА, что необходимо для перемещения в противофазе штоков этих ПГА и соответствующего перемещения штоков цилиндров.

Кроме того, первая штоковая полость каждого ПГА может быть соединена с гидрораспределителем, что обеспечивает поочередные подачу и слив жидкости из первой штоковой полости ПГА, необходимые при работе привода в одиночном режиме (в случае остановки работ на одной из скважин).

Таким образом, и в первом, и во втором вариантах привода обеспечивается перемещение штоков приводных гидроцилиндров в противофазе независимо от нагрузки на скважинах, при этом длина высоконапорных трубопроводов уменьшается в десятки раз, т.к. они расположены не между скважинами, а соединяют штоковую полость каждого приводного гидроцилиндра и штоковую полость ПГА, расположенные над соответствующей скважиной.

Привод может содержать второй насос и второй гидрораспределитель, при этом каждый насос соединен с каждым гидрораспределителем, а второй гидрораспределитель соединен с бесштоковой полостью каждого гидроцилиндра и сливным трубопроводом.

Такое выполнение привода обеспечивает возможность его работы в одиночно режиме, т. е. независимую работу привода на каждую скважину, а также работу привода на две скважины от любого насоса, что увеличивает ресурс работы привода.

Вторая штоковая полость каждого ПГА дополнительно через обратный клапан и гидрораспределитель с управлением от датчика положения штока гидроцилиндра могут быть соединены с каждым насосом.

Такое соединение позволяет использовать имеющийся в схеме насос для подпитки жидкости в замкнутый гидравлический контур, образованный соединенными между собой вторыми штоковыми полостями ПГА, и таким образом компенсировать утечки жидкости из этого контура.

В настоящей заявке на выдачу патента соблюдено единство изобретения, поскольку оба варианта привода скважинной насосной установки решают одну и ту же задачу - повышение надежности, экономичности, безопасности и удобства эксплуатации за счет достижения одного и того же технического результата - создания в штоковых полостях приводных цилиндров требуемого (одинакового или разного) давления жидкости (в зависимости от нагрузки на скважинах) при постоянном давлении жидкости, создаваемом насосом, обеспечения работы силового насоса в открытом гидравлическом контуре, а также расположения высоконапорных трубопроводов в оборудовании над каждой скважиной.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена принципиальная гидравлическая схема привода насосной скважинной установки, первый вариант, на фиг. 2 - то же, второй вариант, на фиг. 3 - привод насосной скважинной установки со вторым насосом и вторым гидрораспределителем в первом варианте, фиг. 4 - то же, во втором варианте.

Привод насосной скважинной установки, изображенный на фиг. 1, содержит два приводных гидроцилиндра 1 и 2, штоковые 3, 3' и бесштоковые 4, 4' полоти каждого из которых разделены поршнями 5, 5', связанными со штоками 6, 6', соединяемыми при монтаже на скважине с колонной штанг (на чертеже не показаны), и гидравлическую систему, включающую в себя силовой насос 7, управляемый гидрораспределитель 8, вентили 9 - 13 и ПГА 14, 14'. Последние выполнены в виде тандемных цилиндров с перемычкой 15, 15'. Сквозь отверстие 16, 16' перемычки 15, 15' проходит шток 17, 17' с поршнями 18, 18' и 19, 19' на его концах, образующими в каждом ПГА 14, 14' две штоковые гидравлические полости 20 и 21, 20' и 21'. Одна штоковая полость 20 и 20' каждого ПГА 14, 14' соединена трубопроводом 22 и 22' со штоковой полостью 3 и 3' соответствующего гидроцилиндра 1 и 2.

Вторая штоковая полость 21 и 21' соединена трубопроводом 23 и 23' с гидрораспределителем 8, соединенным трубопроводом 24 с насосом 7, а сливным трубопроводом 25 - с баком 26. Бесштоковые полости 4 и 4' цилиндров 1 и 2 соединены между собой трубопроводом 27. Гидрораспределитель 8 в правом (по чертежу) положении обеспечивает соединение штоковой полости 21 ПГА 14 с насосом 7, а штоковой полости 21' ПГА 14' - со сливным трубопроводом 25. Другое, левое (по чертежу), положение гидрораспределителя 8 обеспечивает соединение полости 21' с насосом 7, а полости 21 - со сливным трубопроводом 25.

Для изменения положения гидрораспределителя 8 служат переключатели 28 и 28', срабатывающие при крайнем положении поршней 5 и 5' соответственно.

Бесштоковые полости 4 и 4' цилиндров 1 и 2 трубопроводами 29 и 29' с вентилями 30 и 30' соединены с гидрораспределителем 8 для обеспечения работы привода в одиночном режиме (при остановке работ на одной из скважин).

Работа привода происходит следующим образом.

Перед началом работы шток 6 и поршень 5 цилиндра находятся в верхнем положении. Гидрораспределитель 8 находится в правом (по чертежу) положении. Вентили 9 - 13 открыты, а 30 и 30' закрыты. В случае, если нагрузки в точке подвеса колонны штанг обеих скважин взаимно уравновешены и нагрузки на приводные цилиндры 1 и 2 равны, в газовых полостях 31 и 31' ПГА 14 и 14' создают одинаковое давление (источник давления на фиг. 1 не показан), необходимое для уравновешивания нагрузки в точке подвеса колонны насосных штанг, определяемое соотношением где P₃ и P₃' - давление газа в полостях 31 и 31' соответственно; G - нагрузка в точке подвеса колонны штанг, равная для обоих цилиндров; S_ц - площадь поперечного сечения цилиндров 1 и 2; S_ш - площадь поперечного сечения штоков 6 и 6'; P_н -давление рабочей жидкости, создаваемое насосом 7.

От насоса 7 рабочая жидкость под давлением P_н по трубопроводу 24 через гидрораспределитель 8, открытый вентиль 17, трубопровод 23 подается в гидравлическую полость 21 ПГА 14. Поршень 18 под действием давления жидкости движется вверх и через шток 17 тянет поршень 19, который вытесняет жидкость из полости 20 через вентиль 10 по трубопроводу 22 в полость 3 приводного цилиндра 1. Под действием давления этой жидкости поршень 5 движется вверх и тянет за собой шток 6, связанный с колонной штанг и плунжером первого скважинного насоса (не показаны).

При этом жидкость из бесштоковой полости 4 цилиндра 1 через открытый вентиль 9 по трубопроводу 27 поступает в бесштоковую полость 4' цилиндра 2 и перемещает поршень 5' вниз вместе со штоком 6', колонной штанг и плунжером второго скважинного насоса (не показаны). Жидкость из штоковой полости 3' по трубопроводу 22' через вентиль 13 поступает в полость 21' и, воздействуя на поршень 19', перемещает его вниз и связанный с ним штоком 17' поршень 18', который при этом вытесняет жидкость из полости 21' по трубопроводу 23' через вентиль 12, гидрораспределитель 8 и силовой трубопровод 25 в бак 26.

При достижении поршнем 5' крайнего нижнего положения срабатывает переключатель 28', переводя гидрораспределитель 8 в левое (по чертежу) положение, при этом в работу включается правая половина гидрораспределителя 8. Происходит реверс привода. Жидкость от насоса 7 по трубопроводу 24 через гидрораспределитель 8, вентиль 12, трубопровода 23' поступает в полость 21' ПГА 14' и перемещает вверх поршень 18', шток 17' и поршень 19'. При этом жидкость из полости 20' по трубопроводу 22 поступает в штоковую полость 3' приводного цилиндра 2, перемещая вверх поршень 5', шток 6', связанный колонной штанг с плунжером второго скважинного насоса (на чертеже не показан), жидкость из полости 4' по трубопроводу 27 поступает в полость 4 и, воздействуя на поршень 5, перемещает его вниз вместе со штоком 6, колонной штанг и плунжером первого скважинного насоса (на чертеже не показан). При этом жидкость из штоковой полости 3 цилиндра 1 по трубопроводу 22 через вентиль 10 поступает в полость 20 ПГА 14, перемещая вниз поршень 19 и связанный с ним штоком 17 поршень 18, который вытесняет жидкость из полости 20 по трубопроводу 23 через гидрораспределитель 8 и трубопровод 25 в бак 26.

В случае работы привода, когда нагрузки в точке подвеса штанг различны и они не полностью уравновешивают друг друга, например на гидроцилиндре 1 нагрузка G₁, а на цилиндре 2 - G₂, в полостях 31 и 31' создают давления газа P₃ и P'₃, определяемые соотношениями: (см. экспликацию выше).

При этом в гидравлических полостях 20 и 20' также создается разное давление, что и обеспечивает уравновешивание нагрузки на поршни 5 и 5'. Работа привода происходит аналогично описанной выше.

В случае остановки работ на одной из скважин, например на второй, привод может работать в одиночном режиме. Вентили 9, 12 и 30' закрыты, а 10, 11, 30 открыты. Бесштоковая полость 4 цилиндра 1 трубопроводом 29 через вентиль 30 соединена с гидрораспределителем 8. В полости 31 ПГА 14 создается давление, необходимое для уравновешивания нагрузки в точке подвеса колонны насосных штанг.

Перед началом работы поршень 5 цилиндра 1 и поршни 18 и 19 ПГА 14 находятся в нижнем (по чертежу) положении. При подаче жидкости от насоса 7 через распределитель 8 (находящийся в правом по чертежу положении) по трубопроводу 23 в полость 21, поршень 18 поднимается и через шток 17 тянет за собой поршень 19, который по трубопроводу 22 вытесняет жидкость из полости 20 в штоковую полость 3 цилиндра 1. Под давлением этой жидкости поршень 5 поднимается и тянет за собой шток 6, связанный с колонной штанг скважинного насоса. Жидкость из полости 4 по трубопроводу 29 через вентиль 30 и гидрораспределитель 8 поступает в сливной трубопровод 25. При достижении поршнем 5 крайнего верхнего положения срабатывает переключатель 28 и переводит гидрораспределитель 8 в правое (показанное на фиг. 1) положение. В этом случае жидкость от насоса 7 через гидрораспределитель 8 и открытый вентиль 30 поступает в бесштоковую полость 4 цилиндра 1 и перемещает поршень 5 вниз. Жидкость из полости 3 по трубопроводу 22 вытесняется в полость 20 ПГА 14 и перемещает поршень 19, увеличивая давление газа в полости 31. Поршень 19 тянет за собой шток 17 и поршень 18, который вытесняет жидкость из полости 21 по трубопроводу 23 через вентиль 11 и гидрораспределитель 8 в сливной трубопровод 25. При достижении поршнем 5 крайнего нижнего положения срабатывает переключатель 28 и переводит гидрораспределитель 8 в левое (по чертежу) положение. Цикл работы привода в одиночном режиме повторяется. В случае остановки работ на первой скважине, в одиночном режиме может работать привод с цилиндром 2. При этом вентили 9, 10, 11 и 30 закрыты, а вентили 12, 13 и 30' открыты и полость 4' цилиндра 2 соединена с гидрораспределителем 8.

Работа привода происходит аналогично описанной выше.

Во втором варианте привода (изображенном на фиг. 2) штоковые полости 20 и 20' ПГА 14 и 14' соединены трубопроводами 22 и 22' соответственно с полостями 3 и 3' гидроцилиндров 1 и 2, а вторые штоковые полости 21 и 21' ПГА соединены между собой трубопроводом 3 с вентилем 33. Бесштоковые полости 4 и 4' цилиндров 1 и 2 трубопроводами 34 и 35 с вентилями 36 и 37 соответственно соединен с гидрораспределителем 8, который трубопроводом 24 соединен с насосом 7, а трубопроводом 25 с баком 26. Полости 21 и 21' ПГА 14 и 14' трубопроводами 38 и 38' с вентилями 39 и 39' соединены с гидрораспределителем 8 для обеспечения работы привода в одиночном режиме (при остановке работ на одной из скважин).

Работа привода происходит следующим образом.

Перед началом работы шток 6 и поршень 5 цилиндра 1 находятся в верхнем положении. Гидрораспределитель 8 находится в правом (по чертежу) положении. Вентили 33, 36, 37 открыты, 38 и 38' закрыты.

От насоса 7 рабочая жидкость под давлением по трубопроводу 24 через гидрораспределитель 8, трубопровод 34, открытый вентиль 36 подается в бесштоковую полость 4 цилиндра 1 и перемещает вниз поршень 5 и связанный с ним шток 6. При этом жидкость из штоковой полости 3 по трубопроводу 22 перетекает в полость 29 ПГА 14 и перемещает вниз поршень 19, сжимая газ в полости 31. Поршень 19 тянет за собой шток 17 и связанный с ним поршень 18, вытесняя жидкость из полости 21 по трубопроводу 32 через вентиль 33 в полость 21' второго ПГА 14'. Поршень 18' перемещается вверх и тянет за собой шток 17' и поршень 19'. Последний вытесняет жидкость из полости 20' по трубопроводу 22 в полость 3' приводного цилиндра 2 и перемещает вверх его поршень 5' со штоком 6', связанным с колонной штанг второго скважинного насоса. Жидкость из полости 4' через вентиль 37, по трубопроводу 35, через гидрораспределитель 8 и трубопровод 25 поступает в бак 26. При достижении поршнем 5 крайнего нижнего положения срабатывает переключатель 28, переводя гидрораспределитель 8 в левое (по чертежу) положение. Происходит реверс привода. Жидкость от насоса 7, по трубопроводу 24 через гидрораспределитель 8, трубопровод 35 поступает в полость 4' цилиндра 2 и перемещает вниз поршень 5' и связанный с ним шток 6' и колонну штанг второго скважинного насоса. При этом жидкость из полости 3' по трубопроводу 22 поступает в полость 20' ПАГ 14', перемещает поршень 19', сжимая газ в полости 31'. Поршень 19' тянет за собой шток 17' и поршень 18', который, перемещаясь, вытесняет жидкость из полости 21' по трубопроводу 32 в полость 21 ПГА 14. Поршень 18 при этом поднимается и через шток 17 тянет поршень 19, который вытесняет жидкость из полости 20 по трубопроводу 22 в полость 3 цилиндра 1. Поршень 5 поднимается и тянет вверх шток 6 и связанную с ним колонну штанг первого скважинного насоса. Неуравновешенность нагрузки на поршни 5 и 5' приводных гидроцилиндров 1 и 2 компенсируется так же, как описано в первом варианте привода скважинной насосной установки, заданием давления P₃ и P'₃ в газовых полостях 31 и 31' ПГА 14 и 14'.

В случае остановки работ по одной из скважин, например на второй, привод может работать в одиночном режиме, приводя в движение колонну штанг первого скважинного насоса. При этом вентили 33, 37 и 39' закрыты, а 36 и 39 открыты.

Работа привода происходит следующим образом.

От насоса 7 рабочая жидкость через гидрораспределитель 8 (находящийся в правом по чертежу положении) по трубопроводу 34 через вентиль 36 поступает в полость 4 цилиндра 1 и перемещает вниз поршень 5. При этом поршень 5 вытесняет жидкость из полости 3 по трубопроводу 22 в полость 20 ПГА 14. Поршень 19 перемещается вниз, сжимая газ в полости 31, и тянет за собой шток 17 и поршень 18. Последний вытесняет жидкость из полости 21 по трубопроводу 38 через вентиль 39 и гидрораспределитель 8 в сливной трубопровод 25. При достижении поршнем 5 крайнего нижнего положения срабатывает переключатель 28, изменяющий положение гидрораспределителя 8. При этом жидкость от насоса 7 через вентиль 39 поступает в полость 21 ПГА 14 и перемещает вверх поршень 18, который через шток 17 перемещает поршень 19. Последний вытесняет жидкость из полости 20 в полость 3 цилиндра 1 и перемещает вверх поршень 5 и связанный с ним шток 6. При достижении поршнем 5 крайнего верхнего положения срабатывает переключатель 28, переводя гидрораспределитель в левое положение. Цикл работы привода повторяется.

В случае остановки работ на первой скважине, в одиночном режиме может работать привод с цилиндром 2.

При этом вентили 33, 36 и 39 закрыты, а 37 и 39' открыты. С гидрораспределителем 8 соединены полость 4' цилиндра 2 и полость 21' ПГА 14'. Работа привода происходит аналогично описанной выше для случая работы в одиночном режиме привода с цилиндром 1.

Таким образом, как в первом, так и во втором вариантах привода, при постоянном давлении рабочей жидкости, создаваемом силовом насосом 7, в штоковых полостях приводных цилиндров 1 и 2 создается требуемое (одинаковое или разное) давление жидкости за счет создания соответствующего давления P₃ и P'₃ в газовых полостях 31 и 31' ПГА 14 и 14'. Высоконапорные трубопроводы 22 и 22', соединяющие штоковые полости 3 и 3' приводных цилиндров 1 и 2 и полости 20 и 20' соответствующих ПГА 14 и 14', имеют небольшую протяженность и расположены не между скважинами, а в надскважинном оборудовании каждой скважины.

Кроме того, в первом и во втором вариантах в случае остановки работ на одной из скважин привод может работать в одиночном режиме, обеспечивая работу насоса на другой скважине.

В вариантах, изображенных на фиг. 3 и 4, привод имеет второй насос 40 и второй гидрораспределитель 41, которые соединены между собой и с элементами привода аналогично насосу 7 и распределителю 8. Привод в таком исполнении может работать как от насоса 7, так и от насоса 40 через любой из гидрораспределителей 8 и 41. Кроме того, в случае работы в одиночном режиме, привод с цилиндром 1 может работать от насоса 7 через распределитель 8, а привод с цилиндром 2 от насоса 40 независимо друг от друга.

Работа приводов в этих режимах происходит аналогично описанной выше для фиг. 1 и 2.

В приводе на фиг. 3 бесштоковые полости 4 и 4' гидроцилиндров 1 и 2, образующие замкнутый гидравлический контур, дополнительными трубопроводами 42 и 42' с обратным клапаном 43 и 43' через гидрораспределитель 8 и 41 соединены с насосами 7 и 40 соответственно.

Работа привода и компенсация утечек жидкости происходит следующим образом.

Привод работает в режимах, описанных выше, например от насоса 7 через гидрораспределитель 8. Насос 7 через свободный гидрораспределитель 41 осуществляет компенсацию утечек. В случае нехватки жидкости в замкнутом гидравлическом контуре шток 6' цилиндра 2 занимает крайнее верхнее положение, при котором срабатывает датчик 44' положения штока 6' и, управляя распределителем 41, переводит его в правое (по чертежу) положение. При этом жидкость от насоса 7 через гидрораспределитель 41' по трубопроводу 42', открывая клапан 43', через кран 45' поступает в замкнутый гидравлический контур. При движении поршня 5' вверх в процессе работы привода клапан 43' закрывается и препятствует сливу жидкости из замкнутого гидравлического контура.

Если объем жидкости в замкнутом контуре достаточный, шток 6' не доходит до датчика 44', а распределитель 41 находится в левом положении, при котором подпитки жидкости не происходит.

В варианте, изображенном на фиг. 4, компенсация утечек жидкости происходит следующим образом.

В случае нехватки жидкости в замкнутом гидравлическом контуре, образованном штоковыми полостями 20 и 20' ПГА 14 и 14' поршень 18', а следовательно и поршни 19' и 5' занимают крайнее нижнее положение, при котором срабатывает датчик 46'. Последний управляет распределителем 41' и переводит его в правое (по чертежу) положение. Насос 7 сообщается через распределитель 41', трубопровод 47', клапан 48' и кран 49' с замкнутым контуром. При обратном ходе поршней 5', 18', 19' клапан 48' препятствует оттоку жидкости из замкнутого контура.

Если объем жидкости в замкнутом контуре достаточный, поршень 18', а следовательно и поршни 19' и 5' и шток 6' не доходят до крайнего нижнего положения и датчик 46' не срабатывает и насос 7' не сообщается с замкнутым контуром.

Таким образом, в вариантах приводов, изображенных на фиг. 3 и 4, подпитка жидкости в замкнутый гидравлический контур происходит только в случае ее нехватки.

Формула изобретения

1. Привод насосной скважинной установки, содержащий два гидроцилиндра со штоковыми и бесштоковыми полостями, пневмогидроаккумулятор, насос и гидрораспределитель, соединенные между собой, отличающийся тем, что он снабжен вторым пневмогидроаккумулятором, при этом каждый пневмогидроаккумулятор выполнен в виде тандемного цилиндра со штоком, имеющим поршни на концах, образующие две штоковые полости, одна из указанных штоковых полостей каждого пневмогидроаккумулятора соединена со штоковой полостью соответствующего гидроцилиндра, а вторая - с гидрораспределителем, соединенным с насосом и сливным трубопроводом, причем бесштоковые полости гидроцилиндров соединены между собой.

2. Привод по п.1, отличающийся тем, что бесштоковая полость каждого гидроцилиндра соединена с гидрораспределителем.

3. Привод по п.1 или 2, отличающийся тем, что он содержит второй насос и второй гидрораспределитель, при этом каждый насос соединен с каждым гидрораспределителем, а второй гидрораспределитель соединен со второй штоковой полостью каждого пневмогидроаккумулятора сливным трубопроводом.

4. Привод по п. 3, отличающийся тем, что бесштоковые полости гидроцилиндров дополнительно через обратный клапан и гидрораспределитель с управлением от датчика положения штока гидроцилиндра соединены с каждым насосом.

5. Привод насосной скважинной установки, содержащий два гидроцилиндра со штоковыми и бесштоковыми полостями, пневмогидроаккумулятор, насос и гидрораспределитель, соединенные между собой, отличающийся тем, что он снабжен вторым пневмогидроаккумулятором, при этом каждый пневмогидроаккумулятор выполнен в виде тандемного цилиндра со штоком, имеющим поршни на концах, образующие две штоковые полости, одна из указанных штоковых полостей каждого пневмогидроаккумулятора соединена со штоковой полостью соответствующего гидроцилиндра, а вторые штоковые полости соединены между собой, при этом бесштоковые полости гидроцилиндров через гидрораспределитель соединены с насосом и сливным трубопроводом.

6. Привод по п.5, отличающийся тем, что вторая штоковая полость каждого пневмогидроаккумулятора соединена с гидрораспределителем.

7. Привод по п.5 или 6, отличающийся тем, что он содержит второй насос и второй гидрораспределитель, при этом каждый насос соединен с каждым гидрораспределителем, а второй гидрораспределитель соединен с бесштоковой полостью каждого гидроцилиндра и сливным трубопроводом.

8. Привод по п.7, отличающийся тем, что вторая штоковая полость каждого пневмогидроаккумулятора дополнительно через обратный клапан и гидрораспределитель с управлением от датчика положения штока гидроцилиндра соединена с насосом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 20.01.2004

Извещение опубликовано: 27.11.2004        БИ: 33/2004

---