МАСЛОЗАПОЛНЯЕМАЯ ГРУНДБУКСА ДЛЯ ПОЛИРОВАННОГО ШТОКА СТАНКА-КАЧАЛКИ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована для увеличения срока службы полированного штока штанговых насосных установок.
Уровень техники
Известен устьевой сальник штанговой насосной установки (патент РФ №2260672, дата публ. 20.09.2005, кл. МПК Е21В 33/03), содержащий камеру с сальниковой набивкой и крышкой для уплотнения устьевого полированного штока, связанного с подвеской колонны штанг, патрубок с шаровой опорой, расположенной в гнезде тройника арматуры, при этом с нижней стороны к шаровой опоре патрубка подсоединен свободно подвешенный цилиндр, в котором расположен с возможностью возвратно-поступательного движения заглушенный плунжер, при этом плунжер с нижней стороны соединен с подвеской колонны штанг, а с верхней - с устьевым полированным штоком, причем внутренняя полость патрубка и надплунжерной зоны цилиндра заполнены смазкой и гидравлически сообщены с затрубным пространством устьевой арматуры через обратный клапан. Недостатком данной установки является то, что замена сальников возможна только при глушении или растравливания скважины, а также то, что при повышении давления в затрубном пространстве усилится давление на смазочный узел, что приведет к быстрому выдавливанию смазки в полость СУСГ.
Известна рабочая камера устьевого сальника (патент РФ №158204, дата публ. 20.12.2015, кл. МПК Е21В 33/03), содержащая корпус, нажимную гайку, грундбуксу, пакет шевронных манжет, опорную нажимную втулку, радиальный фланцевый компенсатор, резьбовую втулку для присоединения к аварийной камере действующего устьевого сальника, при этом грундбукса и опорная нажимная втулка залиты по внутренней поверхности слоем твердого полиуретан, выполняющим функцию направляющих втулок для полированного штока, опорная нажимная втулка имеет прямоугольный выступ с возможностью эффективного прижатия шевронных манжет к поверхности полированного штока и кольцевую полость в верхней части для заполнения незамерзающей жидкостью, в нижней части опорный нажимной втулки эластичный элемент из полиуретана, выполняющий функцию направляющей втулки для полированного штока, выполнен с возможностью запаса энергии при его осевом сжатии для поджима шевронных манжет с возможностью автоматической компенсации износа уплотняющих кромок шевронных манжет, которые установлены с возможностью контакта с кольцевыми полостями для заполнения жидкой смазкой.
Недостатком данной конструкции камеры устьевого сальника является то, что из-за отсутствия маслосгонных сальников, маслосодержащая жидкость будет изливаться в атмосферу, замена сальников, опорной нажимной втулки возможна только при глушении или растравливания скважины.
Известен сальник устьевой (патент РФ №2473778, дата публ. 27.01.2013, кл. МПК Е21В 33/03), включающий тройник с устьевым патрубком, сальниковую головку со сферической опорой, металлический корпус, полированный шток, при этом тройник снабжен сферической опорой, сальниковая головка выполнена в виде верхней сверической опоры с расточкой, перекрытой внизу донышком и заполненной сальниковой набивкой, поджимаемой грундбуксой с кольцевой опорой, в которой выполнена кольцевая камера, гидравлически связанная каналом с выкидным патрубком, причем кольцевая камера перекрыта в верхней части стаканом с уплотнительным элементом, поджимаемым к полированному штоку нажимной гайкой, и заполнена смазкой, а металлический корпус выполнен разъемным, снабжен переходником со сферической расточкой, охватывающим верхнюю и нижнюю сферические опоры, с уплотнением сферических опор внутри, поджимаемыми грундбуксами, установленными с возможностью контакта с торцевой поверхностью переходника.
Недостатком является то, что т.к. сальниковое устройство жестко связано с арматурой, замена сальников невозможна без глушения и растравливания скважины, а также то, что нет аварийной камеры сальников и смазка не восполняется новой.
Известен сальниковый узел (патент США №5865245, дата публ. 02.02.1999, МПК Е21В 33/03), включающий емкость, в крышке и дне выполнены центральные цилиндрические отверстия для штока. Крышка емкости оснащена эластомерным уплотнением для штока. Сквозные отверстия, выполненные по периметру емкости для заправки, слива, и предохранительные (от переливания) снабжены пробками. Внутри емкости размещена втулка со ступенчатой внутренней боковой поверхностью, на выступ которой установлена адсорбирующая подушка с парой фитилей для подвода масла из емкости на боковую поверхность штока штангового насоса.
Недостатком данной конструкции являются большие габариты установки и высокая металлоемкость, сложность конструкции (много соединительных элементов), соответственно дороговизна конструкции при изготовлении и в эксплуатации.
Наиболее близким аналогом по достигаемому техническому результату является устройство для смазки сальникового штока (варианты) (патент РФ №2205938, дата публ. 10.11.2002, кл. МПК Е21В 33/03), включающее:
емкость с эластомерным уплотнением сальникового штока,
при этом дно емкости имеет выступ, выполненный в виде кольца с радиальными отверстиями, размещенными выше дна емкости
вверху емкость оснащена металлической крышкой, имеющей диаметральный разрез и осевое цилиндрическое отверстие с кольцевой канавкой,
при этом уплотнение выполнено неразрезным и размещено с возможностью самоустановки по сальниковому штоку в канавке под крышкой.
Недостатком данного устройства является то, что маслосгонные сальники не разрезные, а цельные, что не позволяет производить их замену без отсоединения полированного штока от подвески, а также большие габариты устройства.
Сущность полезной модели
Технической задачей заявленной полезной модели является обеспечение возможности фиксации полированного штока при проведении ремонта скважин.
Поставленная задача решается тем, что маслозаполняемая грундбукса для полированного штока станка-качалки состоит из корпуса масляной камеры с установленными внутри нее маслосгонными сальниками, крышки масляной камеры, соединенной с поджимной втулкой, при этом внутри более широкой части корпуса масляной камеры концентрично, с кольцевым зазором, установлен стакан, выполненный в виде втулки с наружной боковой цилиндрической поверхностью и боковой внутренней конической поверхностью, в нижней части боковой стенки которого выполнены сквозные радиальные отверстия, при этом стакан выполнен с возможностью установки в нем трех разрезных сухарей вдоль его внутренней конической поверхности.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлена маслозаполненная грундбукса в рабочем варианте. На фиг. 2 представлена маслозаполненная грундбукса для варианта при проведении капитального ремонта скважин (ШГН не работает).
Осуществление полезной модели
Маслозаполненная грундбукса включает в себя корпус масляной камеры 1 (фиг. 1), выполненный в виде втулки с сужающейся цилиндрической ступенчатой наружной и внутренней поверхностью. Нижний торец сужающейся части корпуса 1 выполнен закрытым, с центральным отверстием в сужающейся части для прохождения штока станка-качалки. Внутри более широкой части камеры 1 концентрично, с кольцевым зазором 2, установлен стакан 3, выполненный в виде втулки с наружной боковой цилиндрической поверхностью и боковой внутренней конической поверхностью. В нижней части боковой стенки стакана 3 выполнено не менее 4 сквозных радиальных отверстий 4.
В рабочем варианте, в верхнюю часть стакана 3 устанавливают маслосгонные сальники 5, через центральные сквозные отверстия которых проходит полированный шток 6. Наружный габаритный диаметр маслосгонных сальников 5 соответствует внутреннему диаметру стакана 3. К торцевой части корпуса масляной камеры 1 на наружное резьбовое соединение установлена крышка 7, выполненная ступенчатой. В верхней, более узкой части крышки 7, выполнено центральное сквозное резьбовое отверстие, в которое установлена поджимная втулка 8, с центральным сквозным каналом для прохождения полированного штока 6. В центральной части поджимной втулки 8, с наружного торца, выполнено несквозное углубление, в которое запрессован центратор 9 полированного штока 6, выполненный в виде неметаллической цилиндрической втулки.
На нижней боковой поверхности сужающейся части корпуса масляной камеры 1 выполнена резьба 10, с помощью которой он соединен с корпусом сальникового устройства 11.
При остановке работы штангового насоса, для фиксации полированного штока 6, используют сухари 12 (Фиг. 2).
Маслозаполненная грундбукса для полированного штока станка-качалки работает следующим образом.
Корпус масляной камеры 1 соединяют резьбовым соединением 10 с сальниковым устройством 11. Внутрь корпуса масляной камеры 1 концентрично устанавливают стакан 3 с равномерным кольцевым зазором 2. Затем в корпус масляной камеры 1 заливают масло в объеме порядка 200 мл, которое через сквозные радиальные отверстия 4 заполняет зазор 2. В верхнюю часть стакана 3 устанавливают маслосгонные сальники 5, наружный диаметр которых не менее внутреннего диаметра стакана 3.
К наружной боковой поверхности более широкой части корпуса масляной камеры 1 на резьбовое соединение устанавливают крышку 7. К более узкой части крышки 7, на резьбовое соединение устанавливают поджимную втулку 8 для поджатая маслосгонных сальников 5 к внутренней поверхности стакана 3 для исключения утечек масла из корпуса 1.
При работе станка-качалки полированный шток 6 проходит через центральное отверстие центратора 9, поджимной втулки 8, маслосгонных сальников 5, пространство в корпусе 1, заполненное маслом, центральное отверстие закрытого торца корпуса масляной камеры 1, и далее через сальниковое устройство. Центратор 9 обеспечивает дополнительную вертикальную устойчивость полированной штанги 6 в результате ее возвратно-поступательного движения.
При возвратно-поступательном движении полированный шток 6, проходя через маслозаполняемую камеру 1, произвольно смазывается маслом, обеспечивающим снижение износа поверхности штока в результате трения. При движении вверх излишки масла со штока отводятся маслосгонными сальниками 5. При движении полированного штока 6 вниз масло с полированного штока 6 отводится сальниковыми уплотнениями сальникового устройства 11.
Для поддержания уровня масла в корпусе масляной камеры 1 станок-качалку останавливают, откручивают узел, включающий крышку 7 с поджимной втулкой 8 и цилиндрической втулкой 9, после чего доливают масло до необходимого уровня. После заполнения узел устанавливают в обратном порядке и запускают станок-качалку в работу.
Предлагаемая конструкция маслозаполненной грундбуксы для полированного штока станка-качалки используется в ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» с положительным результатом. Долив масла для корпуса масляной камеры объемом порядка 200 мл производят не чаще 1 раза в 3 дня в объеме 50-100 мл, при этом время остановки составляет 3-5 мин.
Маслозаполненная грундбукса для полированного штока станка-качалки при проведении текущего или капитального ремонта скважины (ТКРС) работает следующим образом (фиг. 2).
Для подготовки к проведению текущего или капитального ремонта скважины, станок-качалку останавливают кривошипами в верхнем положении (по часам на 50 мин), далее откручивают крышку 7 вместе с поджимной втулкой 8 и цилиндрической втулкой 9, извлекают маслосгонные сальники 5, и вместо них, вдоль наклонных стенок стакана 3, устанавливают три разрезных сухаря 12 таким образом, что их внутренние ребристые поверхности образуют сквозной канал, через который проходит полированный шток 6.
После установки разрезных сухарей 12, крышку 7 вместе с поджимной втулкой 8 и цилиндрической втулкой 9 устанавливают на место, после чего сухари 12 поджимают поджимной втулкой 8, фиксируя неподвижно полированный шток 6. Далее станок-качалка ставится кривошипами в верхнем положении (по часам на 60 мин), канатная подвеска разгружается, зафиксированный сухарями 12 полированный шток 6 отсоединяют. Далее производятся работы по текущему или капитальному ремонту скважины.
Маслозаполняемая грундбукса для полированного штока станка-качалки используется на Шагиртско-Гожанском месторождении ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ».