Скважинный модуль гидроцилиндра привода штангового скважинного насоса

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к нефтедобывающему оборудованию и может быть использована в качестве устьевого оборудования скважинной насосной штанговой установки.
Уровень техники
Наиболее близким по техническому назначению является арматура устьевая скважинной штанговой насосной установки (патент РФ №147255, кл. МПК Е21В 33/03, дата публ. 27.10.2014), содержащая шток, соединенный с поршнем силового цилиндра гидропривода, установленный в охватывающем его полом элементе (с вариантом выполнения полого элемента в виде несущей стойки, установленной на планшайбе), полость которого имеет возможность гидравлического соединения с полостью колонны насосно-компрессорных труб, при этом она снабжена камерой, через сальники которой проходит шток силового цилиндра, и имеющей возможность сообщения со сливом через клапан давления и газовый сапун. Недостатком данной конструкции является трудоемкость при замене уплотнений, приводящая к попаданию масла в скважинную продукцию и загрязнению прискважинной территории.
Раскрытие сущности полезной модели
Технический результат, получаемый при осуществлении представленной конструкции, заключается в упрощении операций подтяжки и замены манжетных уплотнений устьевого штока штангового скважинного насоса гидравлического.
Указанный технический результат достигается благодаря тому, что скважинный модуль гидроцилиндра привода штангового скважинного насоса включает последовательно соединенные сверху вниз гидроцилиндр, опору гидроцилиндра, сальниковый узел и тройник со штуцером для выхода скважинной жидкости, соединенный с верхним фланцем устьевой арматуры, при этом сальниковый узел включает размещенные сверху вниз, последовательно соединенные друг с другом и имеющие внутренние ступенчатые каналы верхний корпус, средний и нижний корпус, при этом верхний корпус, во внутреннем ступенчатом канале которого размещены упорная шайбой и манжетное уплотнение, соединен внутренней боковой резьбой с наружной боковой резьбой опоры гидроцилиндра, при этом средний корпус, во внутреннем ступенчатом канале которого размещены упорная шайба, два рабочих манжетных уплотнения, между которыми расположена проставка с дренажным радиальным боковым отверстием, соединен внутренней боковой резьбой с наружной боковой резьбой верхнего корпуса, при этом нижний корпус, во внутреннем ступенчатом канале которого установлены технологическое манжетное уплотнение и упорная шайба, соединен внутренней боковой резьбой с наружной боковой резьбой среднего корпуса, при этом внутри нижнего корпуса, в области соединения наружной боковой поверхности нижнего корпуса с внутренней боковой поверхностью тройника, установлен грязесъемник для защиты манжетных уплотнений от выноса мехпримесей скважинной жидкости.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 представлена схема скважинного модуля гидроцилиндра привода штангового скважинного насоса закрытой конструкции.
Осуществление полезной модели
Скважинный модуль гидроцилиндра привода штангового скважинного насоса включает последовательно соединенные сверху вниз опору 2 гидроцилиндра 1, сальниковый узел 3 и тройник 4 со штуцером для выхода скважинной жидкости, соединенный с верхним фланцем устьевой арматуры 5.
Поршень 6 гидроцилиндра 1, шток устьевой 7 и внутренняя полость опоры 2, имеющая боковое радиальное сквозное отверстие для подачи масла из гидросистемы, образуют штоковую полость 8.
Сальниковый узел 3 включает размещенные сверху вниз, последовательно соединенные друг с другом и имеющие внутренние ступенчатые каналы верхний корпус 9, средний корпус 10 и нижний корпус 11.
Верхний корпус 9, во внутреннем ступенчатом канале которого размещены упорная шайба 12 и манжетное уплотнение 13, внутренней боковой резьбой соединен с наружной боковой резьбой опоры 2.
Средний корпус 10, во внутреннем ступенчатом канале которого размещены упорная шайба 14, два рабочих манжетных уплотнения 15, между которыми расположена проставка 16 с дренажным радиальным боковым отверстием, выполняющая функцию дренажного устройства, внутренней боковой резьбой соединен с наружной боковой резьбой верхнего корпуса 9.
Нижний корпус 11, во внутреннем ступенчатом канале которого установлены технологическое манжетное уплотнение 17 и упорная шайба 18, используемые для герметизации скважины при проведении замены рабочих манжетных уплотнений 15, внутренней боковой резьбой соединен с наружной боковой резьбой среднего корпуса 10. Внутри нижнего корпуса 11, в области соединения наружной боковой поверхности нижнего корпуса 11 с внутренней боковой поверхностью тройника 4, установлен грязесъемник 19 для защиты манжетных уплотнений от выноса мехпримесей скважинной жидкости. Тройник 4 со штуцером для выхода скважинной жидкости нижним торцем соединен с верхним фланцем устьевой арматуры 5.
Шток устьевой 7 с поршнем 6 гидроцилиндра 1 через муфту соединен с колонной насосных штанг (фиг. 1). Опора 2 гидравлически связана с дренажным трубопроводом 20 (на схеме не показано). Штангу монтажную 21 с верхней муфтой 22 и муфту соединительную 23, расположенные на штоке 7 выше поршня 6, используют при монтаже-демонтаже оборудования.
Работу устройства осуществляют следующим образом
Монтаж скважинного модуля гидроцилиндра привода штангового скважинного насоса осуществляют следующим образом: после монтажа колонны насосных штанг на последнюю штангу через соединительную муфту накручивают устьевой шток 7 гидроцилиндра 1 в сборе с поршнем 6 и монтажной штангой 21 с верхней муфтой 22. При этом длина устьевого штока 7 не менее чем суммарная длина гидроцилиндра 1, опоры 2 гидроцилиндра 1, сальникового узла 3 и тройника 4.
Подгонку колонны штанг осуществляют таким образом, чтобы при разгрузке колонны штанг устьевой шток 7 выступал над верхним фланцем устьевой арматуры 5 на длину не менее чем суммарная длина сальникового узла 3 и длина тройника 4.
Перед сборкой с колонной штанг на устьевой шток 7 устанавливают сальниковый узел 3, соединенный с тройником 4, который затем соединяют с верхним фланцем устьевой арматуры 5.
При разгруженной колонне насосных штанг откручивают монтажную штангу 21, на поршень 6 надевают гидроцилиндр 1 и накручивают на опору 2 гидроцилиндра 1 сальникового узла 3.
Перед подсоединением рукавов высокого давления (РВД) к боковому радиальному сквозному отверстию опоры 2 и подачей масла от гидростанции для запуска в работу привода штангового скважинного насоса гидравлического производят следующие действия с элементами сальникового узла 3:
- ослабляют технологическое манжетное уплотнение 17, расположенное внутри нижнего корпуса 11, путем вращения против часовой стрелки среднего корпуса 10 вместе с вышерасположенными элементами сальникового узла 3 и гидроцилиндра 1;
- затягивают рабочие манжетные уплотнения 15, расположенные в среднем корпусе 10, путем вращения по часовой стрелке верхнего корпуса 9 вместе с опорой 2, гидроцилиндром 1 относительно предварительно зафиксированного неподвижного среднего корпуса 10;
- подсоединяют напорный рукав высокого давления (РВД) от гидростанции к штуцеру бокового радиального отверстия опоры 2 гидроцилиндра 1 и дренажного РВД к дренажному трубопроводу 20;
- запускают привод в работу для вывода скважины на режим.
С течением времени, во время работы скважины, при циклическом возвратно-поступательном перемещении устьевого штока 7 гидроцилиндра 1, происходит механический износ рабочих манжетных уплотнений 15, в результате чего повышается вероятность попадания скважинной жидкости в полость гидроцилиндра 1. Кроме того, возможны утечки гидравлического масла из гидросистемы в скважину и дренажную систему 20.
Для исключения указанных негативных факторов необходима периодическая подтяжка рабочих манжетных уплотнений 15. Подтяжку рабочих манжетных уплотнений 15 без разбора скважинного модуля 3 гидроцилиндра 1 осуществляют следующим образом:
- отключают привод, отсоединяют напорный РВД подачи масла и дренажный РВД;
- средний корпус 10 скважинного модуля 3 фиксируют от проворота (например, монтажкой, прутом, трубным ключом и т.п.);
- верхний корпус 9 проворачивают по часовой стрелке, который через упорную шайбу 14 и проставку 16, поджимая рабочие манжетные уплотнения 15.
Замену изношенных рабочих манжетных уплотнений 15 производят следующим образом:
- отключают привод, через байпасный трубопровод в гидростанции сливают масло из штоковой полости 8 гидроцилиндра 1;
- шток 7 под весом колонны насосных штанг перемещают в крайнее нижнее положение до разгрузки, отсоединяют напорный РВД подачи масла и дренажный РВД от дренажной системы 20;
- затягивают технологическое манжетное уплотнение 17 путем вращения среднего корпуса 10 со всей вышерасположенной конструкцией сальникового узла 3 и гидроцилиндра 1 по часовой стрелке. Средний корпус 10 через упорную шайбу 18 поджимает технологическое манжетное уплотнение 17, уплотняя ее и снижая вероятность разгерметизации скважины;
- гидроцилиндр 1 откручивают от опоры 2, приподнимают и сливают оставшееся в штоковой полости 8 масло, после чего отсоединяют поршень 6 от штока 7;
- выкручивают из среднего корпуса 10 верхний корпус 9 вместе с опорой 2;
- из среднего корпуса 10 извлекают рабочие манжетные уплотнения 15 вместе с проставкой 16 и упорной шайбой 14;
- на шток 7 надевают новые манжетные уплотнения 15 через проставку 16 и устанавливают их в средний корпус 10;
- собирают конструкцию скважинного модуля 3, опоры 2 и гидроцилиндра 1 в обратной последовательности.
Штангу монтажную 21 с верхней муфтой 22 и муфту соединительную 23, расположенные на штоке 7 выше поршня 6, используют при монтаже-демонтаже оборудования. Грязесъемник 19 служит для защиты манжетных уплотнений от выноса мехпримесей скважинной жидкости.
Представленная конструкция скважинного модуля гидроцилиндра привода штангового скважинного насоса гидравлического обеспечивает значительное снижение материальных затрат и человеческих ресурсов на обслуживание герметизирующего сальникового уплотнения скважины, оборудованной гидроприводом с малогабаритным скважинным модулем гидроцилиндра за счет значительного упрощения способа подтяжки и замены манжетных уплотнений устьевого штока. Предлагаемая конструкция скважинного модуля гидроцилиндра привода штангового скважинного насоса используется при подтяжке и замене рабочих манжетных уплотнений на нефтедобывающем оборудовании при эксплуатации скважин ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ».