Способ диагностирования штанговой гидроприводной глубиннонасосной установки и устройство для его осуществления

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИС НИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

I»721526 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 30.05.77(21) 248 1102/22-03 (5! ) M. КЛ.

E 21 В 47/00 с присоедииением заявки М (23) Приоритет

Ьеударствениыв кевитет

СССР аю аалам извбретеивй и втхрытв1

Опубликовано 15.03.80, Бюллетень Лх 10

Дата опубликования описания 20.03.80 (53) УДК 622.241 (088.8) (72) Автор изобретения

А. Г. Молчанов (7I) Заявитель

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимической и газовой промышленности им. И. M. Губкина (54) С11ОСОЕ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ IIITAIIK)BOA

ГИДРОПРИВОДНОЙ Г УБИННОНАСОСНОЙ

УСТАНОВКИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУБ,ЕСТВЛЕНИЯ

Данное изобретение относится к нефтедобываюшей промышленности, а именно к вопросам контроля за состоянием подземНОГО насоснОГО оборудОвания H характером работы отдельных узлов глубинного насоса.

Извест ны конструкции гидроприводных штанговых установок с использованием в качестве уравновешиваюшего груза колонны насосно-компрессорных труб, конструкция которых не позволяет в настояшее время производить замер усилия в точке подвеса 1птанг, так как муфта соединяюшая полированный шток с колонной штанг, располагается ниже устьевого уплотнения — в насосно-компрессорных трубах (установки с тяк назьизяемым

"нерязрезным штоком) (11.

Изв1 стиы гакже конструкции штанговых гn) áè1:..; насосных установок с балян- сири»1х1 приподо ..1, в когорых диагностиров;1»и" гл rl»1 llllul u и;1соса осу шествляется 1оср» p гг1о 1 .l. х1"1 1 усилий г1 точке IIojlBT са штанг и измерение ее пути — для чего применяется динамограф (21.

Данный способ диагностирования трудоемок, требует выключения установки для монтажа динамографа, предусматри5 вает обязательную разбор ку ки иематической связи привода с колонной штанг для уста новки ди намографа, во время пров едения измерений, on перемешается вмес10 те с колонной штанг на высоту до 4-5 метров. Поэтому известный в настояшее врбмя способ диагностирования непригоден для гпдроприводных глубинионасосных установок.

Целью настоя1цего изобретения является повышение точности диагностирования работы гидроприводпых штанговых глубиннонасосныхустановок без разборки кииематической связи привода с колонной шта нг.

Изобретенный способ отли 1ается GT известного тем, что усилие в точке подвеся колонн ь1 штапг опр..-д1 ля1TcH flo разности давлений в подпорши вой и иад721520 4 глубинного НАсосА перемешается вверх.

r. При этом происходит ход нагнетания. и Для обеспечения хода всасывания глубинного насоса в верхнюю полость силового гидроцилиндра подается жидкость перемещающая поршень, а вместе с ним и коч- лонну штанг с плунжером глубинного насоса. Для диагностирования работы глубинногсь насоса закон изменения усилия

10 в точке подвеса штанг определяется clieм, дующим образом: при перемещении штанг . усилие в точке подвеса «А", которое необходимо регистрировать определяется по формуле

I(, А нФ s z 54 = — (а -а -р а2., С ) .де Р и Р— величины давлений вознин каюших соответственно в нижней (подпоршневой) и верхней (надпорш невой) нд- полостях гидроцилиндра при . работе установки;

Й и д — диаметр цилиндра и штока и силового гидроцилиндра.

По трубопроводам 12 и 13 эти давления передаются в полости месдоз 6 и

ы 9. Суммарное усилие, передаваемое на измерительную месдозу 1 определяется и по формуле: зю р 2р 2 ®

Н4- 2 54. где 31и 22- диаметры управляющих полостей дифференциального датчи35 ка давления.

Усилие передаваемое на измерительную месдозу будет пропорционально усилию в точке подвеса штанг, при условии выполнения соотношения:

Ъ2 32 а1

2 1 2. яГ

4 1 а -а" н а а 4 р.)2

° > )2. р2.р 2

При этом пишущее устройство отклоняется пропорционально усилию в точке подвеса штанг »А», а столик самописца

15 перемешается в соответствии с движением точки подвеса "А . В результа55 те вычерчивается диаграмма в точке подвеса штанг, с помощью которой произ-. водится диагностирование подземного оборудования. поршневой полостях силового гидроцилинд ра, приводящего в действие колонну штан

Такой способ может быть осушествле устройством новой конструкции, содержащей измерительную месдозу, "вязанную с манометрической гелексоидельной пружиной и регистратор, подключенный к то ке подвеса штанг диагностируемой работы глубиннонасосной установки.

Отличие устройства, позволяющего осуществить новый способ, состоит в то что оно снабжено выполненным в виде двух месдоз, различного диаметра дифференциальным датчиком давления, выход которого связан с измерительной месдозой, а месдоза датчика давления соответ ственно подключены к надпоршневой и подпоршневой полостям гидроцилиндра, причем соотношение плошадей поперечных сечений месдоз равно соотношению эффективных площадей поршня гидроцили ра в над- и подпоршневых полостях.

На рисунке приведена схема, иллюстрирующая предлагаемый способ диагност рования, и устройство прибора для его реализации.

Он состоит из измерительной месдоз

1, полость которой соединена с маномет рической гелескоидальной пружиной 2, пр водящей в движение пишущее устройство

3. Мембрана 4 измерительной месдозы вязана с выходом дифференциального датчика давления 5, состоящего из месдозы малого диаметра 6, месдозы большого диаметра 7, мембраны которых 8 и 9 соединены друг с другом посредством траверс 10 и тяг 11.

Полости месдоз 6 и 7 соединены соответственно трубопроводами 12 и 13 с подпоршневой и надпоршневой полостями гидроцилиндра 14 диагностируемой штанговой гидроприводной глубиннонасосной установки. Гидроцилиндр 14 .входит в глубиннонасосную установку и предназна45 чен для приведения в действие штангового глубинного насоса. Рл (Пишущее устройство чертит на столике самописца 15, перемещаемого винтом

16 приводимым в движение барабаном

17 с возвратной пружиной (на рисунке не показана). На барабан наматывается гибкая нить 18, соединенная с колонной штанг или труб.

Прибор работает следующим образом.

При перемещении поршня„ силового гидроцилиндра (показан пунктиром) вверх под действием давления рабочей жидкости, связанные с ним штанги и плунжер

721520

Предложенный способ и устройство позволяют так же проводить диагностирование путем измерения усилий в точке подвеса насосно-компрессорных труб.

Использование предложенного споссба диагностирования работы установки и устройства для его осуществления даст экономический эффект обусловленный: а) уменьшением трудоемкости работы по диагностированию установки;

1О б) обеспечением возможности диагностирования гидроприводных установок с неразреэным штоком; в) увеличением дебитов гидроприводных установок за счет своевременного прове- 15 дения подземного ремонта.

Предлагаемый экономический эффект от внедрения предложенного способа и конструкции — 500 руб. на установку в год.

Формула изобретения

6 приводной глуби кнонасос ной установки, включаюше»» гидроцилиндр с поршнем, содержашее измерительную месдозу, манометр»»ческую гелексоидальную пруж»»ну> регистратор, связанный с колонной штанг, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности диагностирования и исключения разборки кинематической связи привода с колонной штанг и уменьшения трудоемкости процесса диагностирования, оно снабжено выполненным в виде двух месдоз различного диаметра, дифференциальным датчиком давления, выход которого свяаан с измерительной месдоэой, а месдозы датчика давления соответственно подключены к надпоршневой и подпоршневой полостям гидроцилиндра.

3. Устройствопоп. 2, о т л и ч а юш е е с я тем, что диаметры месдоз датчика давления выбирают, исходя из следующего соотношения:

1. Способ диагностирования штанговой 25 гидроприводной глубиннонасосной установки, включаюшей гидроцилиндр с поршнем, путем измерения перемещения колонны штанг и усилия в точке подвеса колонны штанг с последуюшей одновременной их

30 регистрацией в одной системе координат, отличающийся тем, что, с целью повышения точности диагностирования, усилие в точке подвеса колонны штанг определяют по разности давлений. в надпоршневой и подпоршневой полостях гидроцилиндра.

2. Устройство для осушествления спо-. соба диагностирования штанговой гидро1 D где D — диаметр месдоэы, соединенной с надпоршневой полостью, м;

2 - диаметр месдозы соединенной с подпоршневой полостью, м;

- cL — диаметр цилиндра исследуемой установки, м;

Д вЂ” диаметр штока гидроцилиндра.

i исследуемой установки, м.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

No. 487990, кл. Е 21 В 47/00, 1973.

2. Муравьев И. М. "Техника и технология добычи нефти и газа", М., Недра, 1971, с. 383-384.

7 152С:

Составитель И.. Карбачинская

Редактор Т. Авдейчик Техред М. Петко Корректор Г. 11азарова

Заказ 93/25 Тираж 626 Подпис ное

lIHHHHH Государственно о комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал 111Ш 11атент,. r. Ужгород, ул. Прос ктная, 4