Гидроприводная насосная установка

Авторы патента:

Логинова Ольга Иосифовна (RU)

F04B47/08 - с гидравлическими или пневматическими двигателями

Владельцы патента RU 2493434:

Логинова Ольга Иосифовна (RU)

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин. Основной насос 1 выполнен в виде бесштокового гидроцилиндра 8 со сдвоенным поршнем 9, заполненным уплотнителем 10, и содержит упругий элемент 11 для сжатия уплотнителя 10. Перемещение поршня 9 при всасывании осуществляется скважинной жидкостью. Компенсатор рабочей жидкости 6 выполнен также в виде бесштокового гидроцилиндра 18 со сдвоенным поршнем 19, заполненным уплотнителем 20 и содержащим упругий элемент 21 для сжатия уплотнителя 20. Расширяются эксплуатационные показатели, упрощается конструкция и повышается надежность гидроприводных насосных установок. 5 ил., 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к гидроприводным насосным установкам и может использоваться для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин.

Известны гидроприводные насосные установки по патентам: RU 2166668 С1, МПК⁷ F04B 47/08; RU 2173404 С1, МПК⁷ F04B 47/08; RU 2210003 С1, МПК⁷ F04B 47/08; RU 2235907 С1, МПК⁷ F04B 47/06; RU 2255245 С2, МПК⁷ F04B 47/08; RU 2296884 С2, МПК⁷ F04B 47/06.

Основной недостаток этих насосных установок заключается в том, что они содержат систему наружных трубопроводов, увеличивающих диаметральный габарит. Это ограничивает эксплуатационный диапазон насосных установок, так как не позволяет использовать их в узких скважинах.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является скважинный электроприводной насосный агрегат по патенту RU 2116512 C1, МПК⁶ F04B 47/08 от 27.07.1998 г., содержащий кинематически связанные друг с другом погружной электродвигатель и приводной насос, а также рабочий насос со всасывающим и нагнетательным клапанами.

Основной недостаток этой установки, заключается также в применении системы наружных трубопроводов, увеличивающих диаметральный габарит. Дополнительным недостатком является то, что уплотнения плунжеров и штока не обеспечивают надежную герметичность и не устраняют попадание скважинной жидкости в гидросистему. Кроме этого система плунжеров, соединенных штоком из-за своей длины приводит к заклиниванию при работе в искривленных скважинах. Все это снижает надежность насосной установки.

Таким образом, указанные недостатки ограничивают эксплуатационный диапазон и снижают надежность насосной установки.

Задачей изобретения является получение технического результата, выражающегося в расширении эксплуатационного диапазона, упрощении конструкции и повышении надежности насосной установки.

Указанная задача в гидроприводной насосной установке, содержащей основной насос, вспомогательный насос, гидрораспределитель, электропривод и компенсатор рабочей жидкости, решается тем, что основной насос выполнен в виде бесштокового гидроцилиндра со сдвоенным поршнем, заполненным уплотнителем и содержащим упругий элемент для сжатия уплотнителя, а перемещение поршня при всасывании осуществляется скважинной жидкостью, причем компенсатор рабочей жидкости выполнен также в виде бесштокового гидроцилиндра со сдвоенным поршнем, заполненным уплотнителем и содержащим упругий элемент для сжатия уплотнителя.

Проведенный научно-технический анализ предложения и уровня техники свидетельствует о том, что предлагаемое техническое решение для специалиста не следует явным образом из уровня техники, при этом признаки изложенной совокупности взаимосвязаны, находятся в причинно-следственной связи с ожидаемым результатом и являются необходимыми и достаточными для его получения.

Изобретение поясняется чертежами, где:

на фиг.1 изображена насосная установка в разрезе;

на фиг.2 изображен фрагмент насосной установки в разрезе, включающий основной насос в процессе всасывания скважинной жидкости;

на фиг.3 изображен фрагмент насосной установки в разрезе, включающий компенсатор рабочей жидкости в процессе всасывания скважинной жидкости основным насосом;

на фиг.4 изображен фрагмент насосной установки в разрезе, включающий основной насос в процессе вытеснения скважинной жидкости;

на фиг.5 изображен фрагмент насосной установки в разрезе, включающий компенсатор рабочей жидкости в процессе вытеснения скважинной жидкости основным насосом.

Насосная установка, представленная на фиг.1, включает основной насос 1 для подачи скважинной жидкости в насосно-компрессорную трубу (не показано), вспомогательный насос 2 с гидрораспределителем 3, встроенные в бак 4 и электродвигатель 5 с компенсатором 6 рабочей жидкости 7.

Основной насос 1 выполнен в виде бесштокового гидроцилиндра 8 (см. фиг.2) со сдвоенным поршнем 9, заполненным уплотнителем 10 и содержащим упругий элемент 11 для сжатия уплотнителя 10. В качестве уплотнителя 10 может служить консистентная смазка, например «Литол 24», а в качестве упругого элемента 11 может служить обычная пружина растяжения. Для сочленения с баком 4 основной насос снабжен основанием 12 с каналом для подачи рабочей жидкости 7 в основной насос через патрубок 13 от гидрораспределителя 3 (см. фиг.1). Для крепления к насосно-компрессорным трубам (не показано) основной насос снабжен головкой 14 (см. фиг.2).

Впускные клапаны 15 обеспечивают подачу скважинной жидкости 16 из скважины в основной насос. Выпускной клапан 17 обеспечивает подачу скважинной жидкости 16 в насосно-компрессорную трубу (не показано).

Компенсатор 6 (см. фиг.3) и бак 4 заполнены рабочей жидкостью 7, например, гидравлическим маслом и сообщены между собой посредством полых валов вспомогательного насоса 2 и электродвигателя 5 (см. фиг.1). Компенсатор 6 (см. фиг.3), также как и основной насос, выполнен в виде бесштокового гидроцилиндра 18 (см. фиг.2) со сдвоенным поршнем 19, заполненным уплотнителем 20, и содержащим упругий элемент 21 для сжатия уплотнителя 20. Компенсатор 6 снабжен полым основанием 22, предохраняющим сдвоенный поршень 19 от выпадения и обеспечивающим доступ скважинной жидкости 16 в компенсатор.

Работает установка следующим образом: при опускании насосной установки (см. фиг.1) в скважину впускные клапаны 15 (см. фиг.2), располагаемые под уровнем скважинной жидкости на глубине, равной не менее 10 м, открываются под действием давления скважинной жидкости 16, и скважинная жидкость 16 поступает в основной насос, перемещая сдвоенный поршень 9 в крайнее положение (Например, при диаметре поршня, равном 80 мм и давлении скважинной жидкости, равном 10 м водяного столба усилие перемещения поршня составляет примерно 50 кГс). При этом рабочая жидкость 7, откачиваемая вспомогательным насосом 2, через канал в основании 12, патрубок 13 и гидрораспределитель 3 поступает в бак 4 и соответственно в компенсатор 6 (см. фиг.3), перемещая сдвоенный поршень 19 до упора в основание 22. Так как в момент упора поршня 19 в основание 22 рабочая жидкость 7 откачивается не полностью из основного насоса, то давление рабочей жидкости 7 в баке 4 и компенсаторе 6 повышается до давления переключения золотника гидрораспределителя 2. При этом направление потока рабочей жидкости 7 меняется на противоположное (см. фиг.4) и вспомогательный насос 2 нагнетает рабочую жидкость 7 в основной насос, откачивая ее из бака 4 и соответственно из компенсатора 6. Поршень 19 (см. фиг.5) компенсатора 6 под действием скважинной жидкости перемещается в крайнее положение, не полностью вытесняя рабочую жидкость.

Впускные клапаны 15 (см. фиг.4) закрываются, и поршень 9 вытесняет скважинную жидкость 16 через выпускной клапан 17 в насосно-компрессорную трубу (не показано). В момент упора поршня 9 в головку 14 давление рабочей жидкости 7 достигает величины, соответствующей давлению переключения золотника гидрораспределителя 2, и поток рабочей жидкости 7 меняется на противоположный. Цикл повторяется.

В процессе работы насосной установки давление уплотнителя внутри сдвоенного поршня всегда выше, чем давление рабочей и скважинной жидкости на величину усилия пружины. Поэтому ни скважинная, ни рабочая жидкость не имеют возможности перетечь через сдвоенный поршень. Этим исключается попадание скважинной жидкости в гидросистему.

Так как части сдвоенного поршня не жестко связаны друг с другом, то они свободно адаптируются к искривлению гидроцилиндров. Что позволяет применять насос в скважинах повышенной кривизны.

Отсутствие наружных трубопроводов позволяет применять насосную установку в узких скважинах.

Таким образом, изобретение позволяет получить технический результат, выражающийся в расширении эксплуатационного диапазона, упрощении конструкции и повышении надежности насосной установки.

1. Гидроприводная насосная установка, содержащая основной насос, вспомогательный насос, гидрораспределитель, электропривод и компенсатор рабочей жидкости, отличающаяся тем, что основной насос выполнен в виде бесштокового гидроцилиндра со сдвоенным поршнем, заполненным уплотнителем и содержащим упругий элемент для сжатия уплотнителя, а перемещение поршня при всасывании осуществляется скважинной жидкостью.

2. Гидроприводная насосная установка по п.1, отличающаяся тем, что компенсатор рабочей жидкости выполнен в виде бесштокового гидроцилиндра со сдвоенным поршнем, заполненным уплотнителем и содержащим упругий элемент для сжатия уплотнителя.

Гидроприводная насосная установка // 2463480

Изобретение относится к гидроприводным насосным установкам и может использоваться для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин. .

Насосная установка // 2433305

Изобретение относится к скважинным насосным установкам и может использоваться для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин. .

Погружной скважинный диафрагменный насосный агрегат для добычи нефти // 2382903

Изобретение относится к области гидромашиностроения и может быть использовано в объемных насосных установках преимущественно для добычи нефти из скважин. .

Насосный агрегат // 2380572

Изобретение относится к насосостроению, касается электрогидроприводных насосных агрегатов и может быть использовано в составе оборудования для откачки жидкостей из скважин.

Насосная установка // 2378534

Изобретение относится к насосным установкам и может быть использовано для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин. .

Гидропривод штангового глубинного насоса // 2344319

Изобретение относится к оборудованию для добычи нефти из глубоких скважин. .

Насосный агрегат // 2305797

Скважинный электрогидроприводной насосный агрегат // 2255245

Изобретение относится к области насосостроения, в частности к насосным установкам, предназначенным для подъема жидкости с больших глубин, например нефти из скважин.

Гидрораспределитель установки погружной электрогидроприводной // 2243413

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в конструкциях погружных электрогидроприводных установок, предназначенных для эксплуатации малодебитных скважин с осложненными характеристиками нефтяного пласта.

Установка погружная электрогидроприводная // 2504691

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности при эксплуатации малодебитных скважин с осложненными характеристиками нефтяного пласта. Установка содержит погружной электродвигатель, кинематически связанный с приводным насосом для рабочей жидкости, гидрораспределитель, диафрагменный насос, включающий цилиндрический корпус, всасывающий и нагнетательный клапаны и диафрагму. В состав установки входит второй диафрагменный насос и устройство, которое инициирует переключение гидрораспределителя после завершения процесса нагнетания и всасывания, по крайней мере, в одном диафрагменном насосе по условию, что механическая нагрузка на диафрагму не превышает допустимой величины. Устройство для переключения гидрораспределителя изготовлено в виде, по крайней мере, одного клапана, который установлен в корпусе, по крайней мере, одного диафрагменного насоса. В состав установки входит устройство для поддержания постоянного объема масла в диафрагменных насосах, которое состоит из модуля компенсатора, который содержит две области, разделенные подвижным элементом, одна из которых соединена с затрубным пространством, и, по крайней мере, одного клапана, который установлен в корпусе диафрагменного насоса. Технический результат выражается в повышении надежности работы установки и сроков ее эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Установка погружная электрогидроприводная // 2504692

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности при эксплуатации малодебитных скважин с осложненными характеристиками нефтяного пласта. Установка содержит погружной электродвигатель, кинематически связанный с приводным насосом. Гидродвигатель содержит два поршня, соединенных промежуточным штоком. На торце каждого из поршней установлен шток и уплотнения штоков. Гидрораспределитель гидравлически соединен с приводным насосом и гидродвигателем. Две области между каждым поршнем и уплотнением штока гидравлически соединены через дроссель и (или) клапан, открывающийся по давлению и составляют замкнутое барьерное пространство. Снаружи, по крайней мере, одного штока, за его уплотнением, установлено насосное устройство, включающее корпус и клапана. Каждая из двух областей барьерного пространства через свой обратный клапан гидравлически соединена с компенсатором рабочей жидкости, который гидравлически соединен с отводящей трубой. Технический результат заключается в повышении надежности работы установки и сроков ее эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Насосная установка // 2506458

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в скважинных насосных установках для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин. Установка содержит плунжерный насос с возвратно-поступательным движением плунжера за счет продольной упругой деформации полого штока с наполнителем, верхний конец которого закреплен на устье скважины. Цилиндр закреплен с помощью накера на обсадной колонне. Наполнитель выполнен в виде груза, подвешенного на канате, а возвратно-поступательные движения плунжера осуществляются за счет подъема и опускания груза на дно штока. Повышается напор и обеспечивается работоспособность насосных установок при значительном содержании газа в скважинной жидкости. 3 ил.

Насосная установка // 2515693

Изобретение относится к скважинным насосным установкам и может быть использовано при добыче нефти, воды и других жидкостей из скважины. Установка содержит привод, плунжерный насос с возвратно-поступательным движением плунжера за счет продольной упругой деформации полого штока. Верхний конец штока закреплен на устье скважины, а цилиндр закреплен с помощью пакера на обсадной колонне. Плунжер и привод соединены механической связью, посредством которой создается продольная упругая деформация штока. Изобретение направлено на снижение напряженного состояния штока, повышение напора и обеспечение работоспособности насосных установок при значительном содержании газа в скважинной жидкости. 4 ил.

Сильфонный глубинный насос // 2536437

Изобретение относится к области насосостроения, в частности к насосным установкам, предназначенным для подъема жидкости с больших глубин, например из малодебитных скважин. Сильфонный глубинный насос содержит сборный цилиндрический корпус 1. В нижней части корпуса 1 размещен плунжер 4 с возвратной пружиной 6, поршень 7 со штоком 8. В средней части корпуса 1 размещен разделитель сред, выполненный в виде металлического сильфона 11, один торец которого закреплен в ступенчатом отверстии корпуса 1 насоса, а второй герметично перекрыт круглой пластиной 15, которая жестко соединена со штоком 8 поршня 7. В верхней части корпуса 1 установлен клапанный блок 16 с двумя параллельными каналами 17 и 18 для размещения в них соответственно всасывающего и нагнетательного клапанов 19 и 20. С одной стороны каналы 17 и 18 клапанного блока 16 соединены с полостью сильфона 11, с другой стороны каналы 17 и 18 клапанного блока 16 соединены с всасывающим и нагнетательным патрубками 23 и 24 соответственно. Всасывающий патрубок 23 и корпус 1 насоса снабжены соответственно отверстиями 25 и 31 для входа пластовой жидкости. Выход нагнетательного патрубка 24 соединен с выходом насоса. Технический результат - повышение надежности, ремонтопригодности, удобства монтажа, ресурса работы насоса. 1 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Электрогидрообъёмная глубинная насосная установка для добычи нефти // 2559902

Насосная установка предназначена для подъема нефти с больших глубин малодебитных скважин. Погружная насосная установка представляет собой герметичную капсулу, в которой размещены погружной электродвигатель и соединенный с ним приводной насос. Имеет гидродвигатель, основной шток которого соединен со штоком рабочего насоса, находящегося вне герметичной капсулы и оснащенного всасывающим и напорным клапанами, соответственно, в нижней и верхней крышке корпуса. Распределитель выполнен с механическим управлением от кулачка, установленного на фальшштоке гидродвигателя, равного диаметра с основным штоком, служащего для подачи рабочей жидкости высокого давления в основную штоковую полость гидродвигателя. В поршне рабочего насоса установлен обратный клапан для совмещения процесса и обеспечения равенства скорости всасывания и нагнетания нефти из пласта. Снижение скорости при падении пластового давления происходит автоматически с помощью предохранительно-перепускного клапана, установленного в линии высокого давления фальшштоковой полости гидродвигателя. Давление перепуска устанавливается дросселем равным давлению настройки предохранительного клапана, выполненного с учетом глубины установки насосного агрегата в скважине и величины, необходимой для преодоления возникающего вакуума в штоковой полости рабочего насоса при отсутствии пластового давления на этой глубине. Увеличивается скорость всасывания при изменении пластового давления. 1 ил.

Установка погружная электрогидроприводная // 2579790

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности при эксплуатации малодебитных скважин с осложненными характеристиками нефтяного пласта. Установка погружная электрогидроприводная содержит погружной электродвигатель с протектором, кинематически связанный с приводным насосом. Содержит плунжерный рабочий насос, масляный бак, компенсатор объемного расширения масла, поршневой гидрокомпенсатор и гидродвигатель с поршнями, соединенными с плунжерами рабочего насоса. Подпоршневые полости гидродвигателя подключены к всасывающей и нагнетательной линиям приводного насоса через гидрораспределитель. Надпоршневые полости через дроссельные отверстия гидравлически связаны с подпоршневой полостью гидрокомпенсатора, надпоршневая полость которого гидравлически связана посредством обратных клапанов с выходом плунжерного рабочего насоса. Повышается ресурс установки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Погружной объемный насос // 2600830

Изобретение относится к насосному оборудованию и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности при эксплуатации малодебитных скважин с осложненными характеристиками нефтяного пласта. Насос содержит погружной электродвигатель, приводной маслонасос, поршневой рабочий насос, состоящий из верхнего направляющего полого штока, двух поршней, жестко связанных центральным полым штоком, внутри которого расположен гидравлический канал для связи компенсационной подпоршневой жидкости между собой, с всасывающими и нагнетательными клапанами, жестко связанный через шток с гидродвигателем. Полости последнего подключены через автоматический реверсивный клапан к всасывающей и нагнетательной линиям приводного маслонасоса. На последней установлен предохранительный клапан, состоящий из одного поршня, с расположенными внутри рабочими каналами, жестко связанного с направляющим полым штоком. Надпоршневая полость гидрокомпенсатора связана с выходом рабочего насоса, а подпоршневая - с надпошневой полостью рабочего насоса и через канал в центральном штоке с подпоршневой полостью рабочего насоса. Содержит масляный бак с фильтрами тонкой очистки масла, компенсатор объемного расширения масла. Электродвигатель снабжен протектором, через вал которого вал электродвигателя кинематически связан с валом приводного маслонасоса. Использование изобретения позволяет повысить эксплуатационные и технологические характеристики насоса, а также улучшить его надежность и безопасность. 21 з.п. ф-лы, 4 ил.

Погружной объемный насос // 2600832

Изобретение относится к насосному оборудованию и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности при эксплуатации малодебитных скважин с осложненными характеристиками нефтяного пласта. Насос содержит погружной электродвигатель, приводной маслонасос, поршневой рабочий насос, состоящий из верхнего направляющего полого штока, двух поршней, жестко связанных центральным полым штоком. Поршневой рабочий насос выполнен с верхним, нижним и центральным ниппелями с образованием надпоршневых и подпоршневых областей верхнего и нижнего поршней, заполненных пластовой жидкостью и выполненных с нагнетательными и соединительными каналами и соединены полым штоком. Верхний поршень соединен с полым плунжером, а шток гидродвигателя соединен с нижнем поршнем рабочего насоса. Полости поршня гидродвигателя связаны через гидрораспределитель с напорной линией приводного насоса. Центральный ниппель рабочего насоса выполнен с всасывающими каналами, с установленными в них всасывающими клапанами. Подпоршневая область нижнего поршня рабочего насоса и подпоршневая область верхнего поршня рабочего насоса через нагнетательные каналы соединены с полым штоком рабочего насоса и через полый плунжер соединены с выходом погружного объемного насоса. В полом штоке рабочего насоса дополнительно установлен компенсационный цилиндр, связывающий надпоршневую область нижнего поршня рабочего насоса с надпоршневой областью верхнего поршня рабочего насоса через соединительные каналы нижнего и верхнего поршней рабочего насоса. В нагнетательном канале каждого поршня установлен нагнетательный клапан. В центральном ниппеле рабочего поршневого насоса выполнены два всасывающих канала приема пластовой жидкости, в каждом из которых установлен всасывающий клапан. Повышены эксплуатационные и технологические характеристики насоса, а также улучшена его надежность и безопасность. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Погружной объемный насос // 2600840

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности при эксплуатации малодебитных скважин с осложненными характеристиками нефтяного пласта. Насос содержит кинематически связанные друг с другом погружной маслозаполненный электродвигатель, протектор, приводной насос, фильтр тонкой очистки, предохранительный клапан, фильтр, диафрагму, двухпоршневой рабочий насос. Поршневая полость последнего связана с выходом рабочего насоса. Масляный бак содержит фильтры тонкой очистки масла. Рабочий поршневой насос дополнительно содержит центральный ниппель, в котором выполнены каналы приема добываемой жидкости. В указанных каналах центрального ниппеля установлены всасывающие клапаны. В нижнем поршне рабочего насоса выполнен нагнетательный канал, в котором расположен нагнетательный клапан. В верхнем поршне рабочего насоса выполнен нагнетательный канал, в котором установлен нагнетательный клапан. Всасывающие и нагнетательные каналы выполнены с возможностью расположения всасывающих и нагнетательных клапанов так, что поток всасываемой и перекачиваемой жидкости проходит снизу вверх через эти клапаны. Использование заявленного изобретения позволяет повысить надежность оборудования. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.