ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ПРИВОД ШТАНГОВОГО СКВАЖИННОГО НАСОСА

Предлагаемая полезная модель предназначена для использования в насосном оборудовании для добычи нефти из буровых скважин.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является гидравлический привод штангового скважинного насоса, содержащий гидравлический насос с приводом от электродвигателя, связанный с цилиндром привода штанги и с баком, содержащим рабочую жидкость. (См. патент RU №174684, опубл. 25.10.2017).
Недостатком указанного привода является наличие гидравлических ударов при переключении направляющего клапана, нагрев масла в баке при нерегулируемом сливе жидкости через насос и связанное с этим отсутствие возможности задержки поршня в крайних положениях для обеспечения эффективной работы подземного оборудования.
Технической задачей предлагаемого устройства является исключение гидравлических ударов и ограничение слива жидкости через насос.
Для решения поставленной технической задачи гидравлический привод штангового скважинного насоса содержит гидравлический насос с приводом от электродвигателя, связанный напорной линией с цилиндром привода штанги и с баком, содержащим рабочую жидкость, причем цилиндр привода штанги соединен сливной линией с баком через дроссель и гидрораспределитель, а напорная линия содержит как минимум один обратный клапан.
Отличительной особенностью предлагаемого устройства является то, что цилиндр привода штанги соединен сливной линией с баком через дроссель и гидрораспределитель, а напорная линия содержит как минимум один обратный клапан.
Сущность технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена схема гидравлического привода с применением гидрораспределителя.
На фиг. 2 представлена схема гидравлического привода с двумя насосными установками и двумя гидрораспределителями, установленными параллельно.
Гидравлический привод штангового скважинного насоса (см. фиг. 1) содержит гидравлический насос 1, расположенный в баке 2 с рабочей жидкостью и приводящийся в движение от электродвигателя 3. Гидравлический насос 1 связан напорной линией 4 с установленным на ней обратным клапаном 5 и со штоковой полостью 6 цилиндра 7 привода штанги 8. Цилиндр 7 привода штанги 8 разделен поршнем 9 на две полости штоковую 6 и поршневую 10. Поршень 9 связан со штоком 11 соединенным со штангой 8. Поршневая полость 10 связана трубопроводом 12 через обратный клапан 13 с баком 2. Сливная линия 14 содержит дроссель 15, предохранительный клапан 16, гидрораспределитель 17 и маслоохладитель 18.
На фиг. 2 гидравлический привод снабжен дополнительными насосом 19 и электродвигателем 20, а также напорной линией 21, соединенной с цилиндром 7 параллельно линии 4, а также сливную линию 22, содержащую гидрораспределитель 23 и подключенную параллельно сливной линии 14.
Предлагаемое устройство на фиг. 1 работает следующим образом. Электродвигатель 3 при подаче на него напряжения от частотного преобразователя (на рисунке не показано), приводит в действие гидравлический насос 1, который направляет жидкость из бака 2 по трубопроводу 4 через обратный клапан 5 в штоковую полость 6 цилиндра 7 привода штанги 8. При этом с катушки гидрораспределителя 17 снято напряжение, и он находится в положении разъединяющим штоковую полость 6 от бака 2. Цилиндр 7 привода штанги с помощью поршня 9 втягивает шток 11 и колону штанг 8 и таким образом поднимает связанный с ними плунжер скважинного (штангового глубинного) насоса, до достижения верхнего положения поршня 9 в цилиндре 7 привода штанги. При достижении верхнего положения вращение электродвигателя 3 посредством частотного преобразователя плавно останавливается, При этом обратный клапан 5 закрывается. В таком положении осуществляется удержание колоны штанг и плунжера скважинного насоса в верхнем положении, для обеспечения более полного заполнения полости насоса. Далее на катушку гидрораспределителя 17 подается напряжение, за счет чего сливная линия 14, содержащая дроссель 15, соединяется через маслоохладитель 18 с баком 2. Под действием веса колоны штанг шток 11 и поршень 9 цилиндра 7 опускаются вниз, при этом жидкость из полости 6 цилиндра 7 привода штанги вытесняется в обратном направлении. Пройдя через дроссель 15, поток поступает по сливной линии 14 через гидрораспределитель 17 и маслоохладитель 18 в бак 2. Таким образом, происходит спуск колоны штанг до достижения нижнего положения. Далее цикл повторяется.
Работа устройства (см. фиг. 2) заключается в следующем. Жидкость поступает от двух насосов 1 и 19 по параллельным напорным линиям 4 и 21 в одну штоковую полость 6 цилиндра 7. Для повышения производительности при спуске жидкость из штоковой полости 6 цилиндра 7 сливается через по параллельно подключенным сливным линиям 14 и 22.
Конструктивной особенностью гидрораспределителя является перемещения золотника поперек потока жидкости. В отличие от клапана, работа затвора которого под действием потока жидкости происходит мгновенно, перемещение золотника распределителя происходит плавно. Применение гидрораспределителя в предлагаемом устройстве снижает гидравлические удары при реверсировании движения. За счет применения обратного клапана в напорной линии достигается ограничение потока жидкости через насос в обратном направлении и увеличении потока жидкости, проходящей через маслоохладитель.
Таким образом, обеспечивается решение технической задачи, а именно исключение гидравлических ударов и ограничение слива жидкости через насос.