ГИДРОПРИВОД ШТАНГОВОГО ГЛУБИННОГО НАСОСА

Полезная модель относится к нефтепромысловому оборудованию, а именно к оборудованию для добычи пластовой жидкости из скважины, и предназначено для приведения в действие штангового глубинного насоса.
Принудительный подъем нефти из скважины с помощью насосов наиболее продолжительный в жизни месторождения; Одной из разновидностей этого способа является добыча нефти установками штанговых глубинных насосов, которые представляет собой поршневой насос одинарного действия, шток которого связан колонной штанг с наземным гидроприводом, который в свою очередь может быть выполнен в виде станка-качалки, преобразующего вращательное движение первичного двигателя в возвратно-поступательное движение плунжеру насоса и колонны штанг, либо в виде гидропривода, обеспечивающего возвратно-поступательное движение плунжеру насоса и колонны штанг. При ходе плунжера вверх в цилиндре насоса возникает разрежение и нижний (всасывающий) клапан поднимается, открывая доступ жидкости из скважины (процесс всасывания). Одновременно столб жидкости, находящийся над плунжером оказывает давление на нагнетательный клапан, закрывая его, поднимается вверх и выбрасывается из насосно-компрессорных труб.
Известен гидропривод штангового глубинного насоса, состоящий из силового цилиндра, гидрораспределителя, узла регулировки хода и гидроцилиндра, смонтированного на корпусе в виде стойки-пирамиды, отличающийся тем, что стойка-пирамида выполнена из труб, являющихся емкостью и теплообменником для рабочей жидкости, а гидроцилиндр установлен выходом штока вертикально вверх и соединен с колонной штанг с помощью каретки, см. патент РФ №2105199.
Известен гидропривод глубинного штангового насоса, содержащий гидроприводной цилиндр с поршнем и штоком для соединения с колонной штанг глубинного насоса, емкость для рабочей жидкости, пневмогидроаккумулятор, силовой насос, трубопроводы, распределитель для попеременной подачи силовым насосом рабочей жидкости из емкости в надпоршневую и подпоршневую полости гидроприводного цилиндра и для возврата рабочей жидкости в емкость, см. патент РФ №2241854. Недостатком известного гидропривода является то, что нет баланса нагрузок при ходе поршня вверх и ходе вниз. В связи с этим в гидроприводе используется насос повышенной мощности. Не исключена возможность утечки рабочей жидкости.
Известна гидроприводная глубиннонасосная установка, содержащая гидроприводной и уравновешивающий цилиндры, поршни которых соединены с насосными штангами, силовой насос, связанный с распределителем потока рабочей жидкости, и гидроаккумулятор, см. патент РФ №2073119. В этом устройстве распределитель сообщает полости цилиндров с гидроаккумулятором, силовым насосом и дополнительным баком. В одной из позиций распределителя рабочая полость приводного цилиндра сообщена с гидроаккумулятором и силовым насосом, а полость уравновешивающего цилиндра сообщена с дополнительным баком. В другой позиции полость уравновешивающего цилиндра сообщена с гидроаккумулятором и силовым насосом, а полость приводного цилиндра сообщена с дополнительным баком. Площадь поршня уравновешивающего цилиндра меньше площади поршня приводного цилиндра в соотношении усилий на устьевом штоке при ходе вниз к усилию при ходе его вверх. Установка имеет низкую надежность в работе уплотнений штоков и плунжеров. В связи с чем постоянно будут иметь место утечка рабочей жидкости и не обеспечивается равномерная нагрузка на траверсу.
Задача, решаемая описываемой полезной моделью, заключается в упрощении конструкции и повышении надежности работы гидропривода.
Сущность заявляемой полезной модели как технического решения выражается в следующей совокупности существенных признаков.
Гидропривод штангового глубинного насоса, содержащий гидроприводной цилиндр с поршнем и штоком для соединения с колонной штанг глубинного насоса, емкость для сбора утечек, пневмогидроаккумулятор, гидронасос или гидромотор, трубопроводы, который характеризуется тем, что вход гидроприводного цилиндра соединен трубопроводом с напорным патрубком гидронасоса или гидромотора, входной патрубок которого соединен с выходом пневмогидроаккумулятора, вход которого через управляемый клапан соединен с трубопроводом, соединяющим гидроприводный цилиндр с напорным патрубком гидронасоса или гидромотора.
В этом заключается совокупность существенных признаков, обеспечивающая получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.
Кроме того, заявленное техническое решение характеризуется наличием ряда дополнительных признаков, а именно:
- гидроприводной цилиндр гидропривода подвешен за верхнюю свою точку над скважиной на каркасе, закрепленном на сваях или анкерах над устьем скважины и выполненном в виде трех стоек, расположенных по граням трехгранной пирамиды и выполненных из преднапряженных композитных материалов;
- уплотнения гидропривода выполнены из фторкаучуков.
Обеспечиваемый полезной моделью технический результат заключается в том, что заявленная конструкция каркаса снижает вес наземного оборудования гидропривода в 3-4 раза, исключает коррозию конструкции, упрощает ее монтаж. Заявленная гидросхема максимально упрощает конструкцию гидропривода, обеспечивает компенсацию пневмогидроаккумулятором веса колонны штанг. Кроме того, не требуется контроль температуры масла.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлен общий вид заявленного гидропривода с его гидросхемой.
Гидропривод штангового глубинного насоса содержит гидроприводной цилиндр 1 с поршнем 2 и штоком 3 для соединения с колонной штанг глубинного насоса, емкость 4 для сбора утечек, пневмогидроаккумулятор 5, гидронасос или гидромотор 6. Вход гидроприводного цилиндра 1 соединен трубопроводом 7 с напорным патрубком гидронасоса или гидромотора 6, входной патрубок которого соединен с выходом пневмогидроаккумулятора 5, вход которого через управляемый клапан 8 соединен с трубопроводом 7, соединяющим гидроприводный цилиндр 1 с напорным патрубком гидронасоса или гидромотора 6. Гидроприводной цилиндр 1 гидропривода подвешен за верхнюю свою точку над скважиной на каркасе, закрепленном на сваях или анкерах над устьем скважины и выполненном в виде трех стоек 9, расположенных по граням трехгранной пирамиды и выполненных из преднапряженных композитных материалов.
Заявленное устройство работает следующим образом.
При ходе штока 3 гидроприводного цилиндра 1 вверх гидронасос или гидромотор 6 питается от пневмогидроаккумулятора 5, закачивая масло в полость гидроприводного цилиндра 1. При окончании подъема, что может быть зафиксировано с помощью срабатывание датчика давления или концевого выключателя, происходит останов электродвигателя гидронасоса или гидромотора 6. Ход штока 3 гидроприводного цилиндра 1 вниз осуществляется с противодавлением, равным давлению в пневмогидроаккумуляторе 5, и сопровождается сливом масла в него, что приводит к его зарядке за счет накопления в нем масла под высоким давлением. При достижении нижней точки трубопровод 7, соединяющий гидроприводный цилиндр 1 и пневмогидроаккумулятор 5, отсекается управляемым клапаном 8, в результате чего происходит подъем штока 3 гидроприводного цилиндра 1 и одновременно с этим включается электродвигатель гидронасоса или гидромотора 6. Пневмогидроаккумулятор 5 играет роль противовеса, его давление выбирается как компенсация веса колонны штанг глубинного насоса (на чертеже условно не показаны.
Возможность промышленного применения заявленного технического решения подтверждается известными и описанными в заявке средствами и методами, с помощью которых возможно осуществление полезной модели, в том виде, как она охарактеризована в формуле полезной модели. Предложенное устройство может быть изготовлено промышленным способом из известных материалов с использованием известных технологий и технических средств.