Герметизирующее устройство для привода скважинного штангового насоса

 

Устройство предназначено для обеспечения герметизации привода штангового насоса при эксплуатации нефтяных скважин. Устройство имеет кожух, цилиндр с отверстиями в нижней части, в котором размещен ступенчатый шток. Эта компоновка закрепляется на планшайбе арматуры скважины. При возвратно-поступательном движении привода штангового насоса жидкость через отверстия в цилиндре по кольцевому пространству между стенками кожуха и цилиндра и отверстиями в планшайбе подается в систему сбора нефти. При этом она охлаждает трущуюся пару: шток - цилиндр. При обрыве колонны штанг шток перекрывает отверстия в цилиндре, герметизирует скважину. Устройство на трубах размещается на расчетной глубине в скважине, где исключаются причины, вызывающие износ уплотнений. Оно не требует обслуживания. Существенно повышает надежность установки в целом. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. /

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к уплотнительным устройствам подвижных соединений, используемых при эксплуатации нефтяных скважин скважинными штанговыми насосами.

Для подвески насосных труб, направления продукции скважины и герметизации ее устья, а также для обеспечения отбора газа из затрубного пространства на устье насосной скважины устанавливают специальное оборудование.

Известно герметизирующее устройство для привода скважинного штангового насоса, содержащее цилиндр, соединенный посредством муфты с колонной труб, установленный в планшайбе, имеющей боковой отвод с отверстием, сальниковый шток, проходящий через сальниковое уплотнение и соединенный с колонной штанг (П. Н. Лаврушко, В.М.Муравьев "Эксплуатация нефтяных и газовых скважин", М.: Недра, 1971 г., стр. 160-161, рис. 68).

Известное устройство имеет простую конструкцию, но в условиях эксплуатации не надежно из-за нарушения соосности штанги и колонны труб скважины, что вызывает быстрый износ упругих элементов уплотнения и потерю герметичности. В случае обрыва штангового привода возможно открытое фонтанирование нефти из скважины из-за выхода штанги из уплотнения.

Технической задачей, поставленной в настоящем изобретении, является повышение надежности работы герметизирующего устройства для привода скважинного штангового насоса, путем устранения несоосности штанги по отношению к колонне труб.

В результате исключаются объективные эксплуатационные причины, которые приводят к отрытому фонтанированию скважин, при нарушении работы герметизирующего устройства.

Указанная задача достигается тем, что герметизирующее устройство для привода скважинного штангового насоса, содержащее цилиндр, соединенный посредством муфты с колонной труб, установленный в планшайбе, имеющей боковой отвод с отверстием и шток, соединенный с колонной штанг, снабжено кожухом, установленным в планшайбе коаксиально относительно цилиндра с образованием кольцевой полости между ними, шток выполнен ступенчатым, большая ступень установлена в цилиндре и уплотнена относительно него, при этом в последнем выполнены отверстия для сообщения кольцевой полости с полостью колонны труб.

Уплотнение между большей ступенью штока и цилиндром выполнено в виде установленных на штоке подпружиненных колец с антифрикционными прокладками между ними.

Описываемое устройство размещается на необходимой глубине, где исключается отклонение от соосности скважины и штанг привода насоса, что исключает односторонний износ уплотнительных элементов, аварийный выброс жидкости из скважины при обрыве штанг, т.к. в этом случае ступенчатый шток перекрывает отверстия нижней части цилиндра.

На чертеже изображено описываемое устройство.

Герметизирующее устройство содержит цилиндр 1, соединенный посредством муфты 2 с колонной труб 3. Цилиндр 1 установлен в планшайбе 4, имеющей боковой отвод 5 с отверстием 6. Шток 7 соединен с колонной штанг 8. Кожух 9 установлен в планшайбе 4 коаксиально относительно цилиндра 1 с образованием кольцевой полости 10 между ними. Шток 7 выполнен ступенчатым. Большая ступень 11 штока 7 установлена в цилиндре 1 и уплотнена при помощи уплотнения 16, состоящего из установленных на штоке подпружиненных колец с антифрикционными прокладками между ними (на чертеже не показано). В цилиндре 1 выполнены отверстия 12 для сообщения кольцевой полости 10 с полостью 13 колонны труб. Устройство содержит также ограничитель хода вниз 14 колонны штанг 8.

Устройство работает следующим образом.

Устройство в сборе на резьбовых соединениях присоединяется к колонне труб 3 и штанг 8, находящихся в скважине.

При возвратно-поступательном движении привода штангового насоса жидкость, поднимаемая из скважины, через отверстия 12, кольцевую полость 10 между цилиндром 1 и кожухом 9 и отверстие 6 поступает в систему сбора, при этом она охлаждает трущуюся пару: цилиндр-ступенчатый шток. Для гарантированного исключения заклинивания этой пары в пространство между штоком и цилиндром сверху заливают смазывающую жидкость.

В случае обрыва штанг ступенчатый шток, опускаясь вниз, перекрывает отверстие 12 и герметизирует скважину.

При эксплуатации устройства на больших глубинах возникает вероятность перетирания стенки трубы колонной штанг. В этом случае для перекрытия потока жидкости из трубы используют аварийное сальниковое уплотнение 15 на планшайбе.

Используя описываемое устройство при эксплуатации скважинных насосных установок можно герметизировать привод штангового насоса не на устье скважины, а в самой скважине, что предотвращает аварийный выброс жидкости из скважины при обрыве штанг.

Охлаждение трущейся пары шток-цилиндр производится штоком жидкости, поступающей из скважины.

Предлагаемое устройство выполняет свои функции при любой величине давления в скважине и не требует обслуживания.

Формула изобретения

1. Герметизирующее устройство для привода скважинного штангового насоса, содержащее цилиндр, соединенный посредством муфты с колонной труб, установленный в планшайбе, имеющей боковой отвод с отверстием, шток, соединенный с колонной штанг, отличающееся тем, что устройство снабжено кожухом, установленным в планшайбе коаксиально относительно цилиндра с образованием кольцевой полости между ними, шток выполнен ступенчатым, большая ступень установлена в цилиндре и уплотнена относительно него, при этом в последнем выполнены отверстия для сообщения кольцевой полости с полостью колонны труб.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что уплотнение между большей ступенью штока и цилиндром выполнено в виде установленных на штоке подпружиненных колец с антифрикционными прокладками между ними.

РИСУНКИ

Рисунок 1