Устройство для установки на устьевой арматуре привода глубинного скважинного насоса

Предложение предназначено для использования в нефтегазодобывающей промышленности, а именно к соединительным элементам для установки приводов (гидравлических, пневматических, винтовых, канатных или т.п.) для добычи нефти глубинными скважинными насосами на устьевую арматуру.
Известен гидравлический привод штангового глубинного насоса (патент RU №2740545, МПК F04B 47/04, опубл. 15.01.2021 Бюл. №2), включающий зафиксированный на устье цилиндр, оснащенный поршнем, шток которого направлен вверх и соединен сверху через тягу и траверсу с полированным штоком колонны штанг глубинного насоса, емкость с гидравлической жидкостью и нагнетательный гидравлический насос, сообщенный входом с емкостью, причем верхняя и нижняя полости цилиндра снабжены подводящими верхним и нижним патрубками, соответственно, один из которых последовательно сообщен через гидрораспределитель с нагнетательным насосом и через слив с емкостью, а другой - через слив с емкостью и нагнетательным насосом, причем цилиндр выполнен с возможностью фиксации на устьевой арматуре, тяга изготовлена жесткой, состоящей из верхнего переходника и технологического удлинителя, расположенного над траверсой соосно полированному штоку и жестко соединенного сверху с переходником, при этом цилиндр снабжен как минимум одной направляющей, охватывающей с возможностью продольного перемещения удлинитель или полированный шток.
Устройство для фиксации на устьевой арматуре цилиндра данного гидравлического привода штангового глубинного насоса включает в себя герметизирующий устье скважины фланец, устанавливаемый на устьевую арматуру с отверстиями по периметру, соответствующими отверстиям фланца устьевой арматуры, одно из которых предназначено для установки крепежным элементом цилиндра привода сбоку от центрального канала, расположенного перпендикулярно герметизирующему фланцу и предназначенного для перемещения полированного штока колонны штанг глубинного насоса.
Недостатком данного устройства является узкая область применения из-за возможности работы в только неглубоких скважинах и/или с небольшим дебитом продуктивного пласта, так как силовой цилиндр, который крепится в устьевой арматуре только одним крепежным элементом, расположен сбоку от центрального канала, что исключает создание больших усилий, которые могут приводить к отклонению цилиндра от вертикали и, как следствие, к заклиниванию полированного штока в центральном канале из-за перекоса от перпендикулярности фланцу, также уплотнительный фланец усложняет установку и съем гидравлического цилиндра из-за необходимости пропускания через центральное отверстие фланца полированного штока, его удержание до фиксации на устьевой арматуре фланца и гидравлического цилиндра и соединения полированного штока траверсой с удлинителем тяги.
Известна также вертикальная насосная установка (патент на ПМ RU №177609, МПК Е21В 47/00, F04B 47/00, опубл. 15.01.2021 Бюл. №2), включающая насос с электроприводом, входным и выходным каналами для жидкости, выполненный с возможностью его установки внутри заглушенного снизу напорного трубопровода и образования с ним кольцевой полости, причем входной и выходной каналы выполнены в едином узле - корпусе, выполненном с возможностью установки выше устьевой подвесной арматуры и герметичного соединения с последней, при этом корпус жестко сочленен с насосом, а выходной канал снабжен обратным клапаном.
Устройство для фиксации на устьевой арматуре привода данной насосной установки включает в себя подвесную арматуру корпуса насоса, опирающийся на фланец устьевой арматуры, и корпус входным и выходным каналами, герметично соединяющий подвесную арматуру при помощи установочных элементов (болтов, шпилек, гаек и/или т.п.) с корпусом привода - электродвигателем.
Недостатком данного устройства является сложность установки и замены привода из-за необходимости держать навесу электродвигатель до соединения его штока ротора с полированным штоком ротора насоса, который необходимо предварительно провести через центральный канал корпуса с каналами.
Наиболее близким является устройство установки на скважине гидравлического цилиндра привода штангового скважинного насоса (патент на ПМ RU №188939, МПК F04B 47/04, опубл. 30.04.2019 Бюл. №13), содержащее фланец и переводник, при этом фланец жестко соединен с гидравлическим цилиндром и устьевой арматурой, причем во фланце выполнено центральное отверстие, сквозь которое проходит шток цилиндра, соединенный с колонной штанг.
Недостатком данного устройства является сложность установки и замены привода из-за необходимости держать навесу цилиндр до соединения его штока с колонной штанг насоса, который необходимо предварительно провести через центральное отверстие корпуса с каналами.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание конструкции устройства для установки на устьевой арматуре привода глубинного скважинного насоса, позволяющего упростить установку и замену привода за счет использования сборного переходного фланца, состоящего из двух симметричных (зеркальных) частей, который снабжены раздельными отверстиями для крепления на фланце устьевой арматуры и соединения с корпусом привода.
Техническая задача решается устройством для установки на устьевой арматуре привода глубинного скважинного насоса, включающим переходной фланец с центральным отверстием под полированный шток и отверстиями для крепления на фланце устьевой арматуры и соединения с корпусом привода.
Новым является то, что переходный фланец изготовлен сборным, состоящим из двух симметричных частей, а отверстия для соединения с корпусом привода расположены на расстоянии большим диаметра фланца устьевой арматуры.
Новым является также то, что отверстия частей для крепления на фланце устьевой арматуры оснащены резьбой.
Новым является также то, что части фланца оснащены установочными проточками под установочные выступы корпуса привода.
На чертеже изображено устройство для установки на устьевой арматуре привода глубинного скважинного насоса в диаметрии.
Устройство для установки на устьевой арматуре (не показана) привода (не показан) глубинного скважинного насоса (не показан) включает переходной фланец 1 с центральным отверстием 2 под полированный шток (не показан), отверстиями 3 для крепления на фланце (не показан) устьевой арматуры и отверстиями 4 для соединения с корпусом (не показан) привода. Переходный фланец 1 изготовлен сборным, состоящим из двух симметричных частей 5, а отверстия 4 для соединения с корпусом привода расположены на расстоянии от центральной оси 6 большим радиуса (R=D/2) фланца устьевой арматуры, на которую от установлен. Количество отверстий 3 переходного фланца 1 для крепления соответствует количеству посадочных отверстий на фланце устьевой арматуры (авторы на это не претендуют, так как это известно). Отверстия 4 переходного фланца 1 для соединения с корпусом привода могут располагаться в любом месте за пределами диаметра фланца устьевой арматуры в соответствии с посадочными отверстиями (не показаны) корпуса привода, а также быть круглой и/или продолговатой форму для удобства установки корпуса привода (авторы на это не претендуют, так как это известно). Также переходной фланец 1 может быть оснащен установочными проточками 7 для удобства ориентации и крепления корпуса привода, если он оснащен установочными выступами (не показаны). Для ускорения установки частей 5 фланца на фланец устьевой арматуры, их отверстия 3 могут оснащаться резьбой (не показана).
Конструктивные элементы, технологические соединения, уплотнения и т.п., не влияющие на работоспособность устройства, на чертеже не показаны или показаны условно.
Устройство для установки на устьевой арматуре привода глубинного скважинного насоса работает следующим образом.
На фланец устьевой арматуры устанавливают одну часть 5 переходного фланца 1 и при помощи крепежа (болтов с гайками или шпилей с гайками), вставляемого в отверстия 3, фиксируют между собой. При этом верх полированного штока (не показан) распылается центральном отверстии 2, но остается открытым со стороны неустановленной части 5. На установленную часть 5 сверху устанавливают корпус привода (гидравлический цилиндр, пневматический цилиндр, тросовую лебедку, электродвигатель или т.п.) при помощи установочных выступов (при наличии), вставляемых в соответствующие установочные проточки 7. Корпус привода и часть 5 помощи крепежа (болтов с гайками или шпилей с гайками), вставляемого в отверстия 4, соединят не сильно между собой. Крепеж корпуса привода устанавливается легко, так как отверстия 4 переходного фланца 1 для соединения с корпусом привода располагаются за пределами фланца устьевой арматуры. Шток привода (не показан) и полированный шток соединяют между собой (резьбой, муфтой, траверсой или т.п.) через неустановленную часть 5. Это делается легко и одним оператором, так как не надо держать корпус привода на весу. После чего не крепеж корпуса привода слегка ослабляют и наклоняют (при необходимости) от неустановленной части 5, которую вставляют в щель между корпусом привода и фланцем устьевой арматуры, к которой крепежом, вставляемым в отверстия 3, фиксируют вставленную часть 5 переходного фланца 1. При наличии резьб в отверстиях 3 части 5 легко соединяются с фланцем устьевой арматуры затяжкой крепежа снизу фланцем устьевой арматуры. Далее крепеж в отверстиях 4 обеих частей 5 затягивают для фиксации корпуса привода к фланцу 1 и, как следствие, к устьевой арматуре.
Съем корпуса привода для ремонта или замены производят в обратном порядке, используя подъемный механизм только для транспортировки привода к устью скважины или от нее. При этом первую часть 5 переходного фланца 1 моно не снимать с фланца устьевой арматуры для экономии времени при установке.
Предлагаемое устройство для установки на устьевой арматуре привода глубинного скважинного насоса позволяет упростить установку и замену привода за счет использования сборного переходного фланца, состоящего из двух симметричных (зеркальных) частей, который снабжены раздельными отверстиями для крепления на фланце устьевой арматуры и соединения с корпусом привода.