Групповой привод скважинных штанговых насосов

 

1. ГРУППОВОЙ ПРИВОД СКВАЖИННЫХ ШТАНГОВЫХ НАСОСОВ, содержащий, приводные цилиндры, штоковые и бесштоковые полости которых разделены плунжером, связанным при помощи штока с колонной штанг, и сообщены между собой, а штоковая полость сообщена с гидравлической системой. имеющей силовой насос, управляемый гидрораспределитель, управляемые вентили и устройство компенсации утечек , и сообщенной с доуравновешивающим устройством, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности в эксплуатации путем газового доуравновешивания , доуравновешивакхцее устройство выполнено в виде пневмогидроаккумулятор а, гидравлическая и газовая полости которого через управляемые вентили сообщены соответственно со штоковыми и бесштоковыми полостями приводных цилиндров, при9 чем бесштоковые полости последних имеют связь с атмосферой, 2. Привод-ло п. 1, о г л и ч а ю щ и и с я тем, что плунжер снабжен направляющей вставкой с уплотнением, связанной с устройством компенсации утечек. 3 СП

1174594

Изобретение относится к нефтепро мысловому оборудованию, в частности к групповым приводам скважинных штанговых насосов, и может быть исполь-, зовано в нефтедобывающей промышленности при эксплуатации куста скважин.

Цель изобретения — повышение надежности и эффективности в эксплуатации путем газового доуравновешива- !0 ния, !!а чертеже схематично представлен групповой привод скважинных штанговые насосов, общий вид.

Групповой привод скважинных штан- 15 говых насосов содержит приводные цилиндры 1 и 2, штоковые 3 и бесштоковые 4 полости которых разделены плунжером 5, связанным посредством штока 6 с колонной штанг (не показана), 10 и сообщены между собой, а штоковая полость 3 сообщена с гидравлической системой (не показана), имеющей силовой насос 7, управляемый гидрораспределитель 8, управляемые венти-.. 25 ли 9-18 и устройство 19 компенсации утечек, и сообщенной с доуравновешивающим устройством 20.

Доуравновешивающее устройство 20 выполнено в виде пневмогидроаккумулятора 21, гидравлическая 22 и газовая 23 полости которого через управляемые вентили 9-12, 15 и 16 сообщены соответственно со штоковыми 3 и бесштоковыми 4 полостями приводных цилиндров 1 и 2. Бесштоковые полос35 ти 4 приводных цилиндров 1 и 2 имеют связь с атмосферой через управляемые вентили 13 и 14.

Плунжер 5 снабжен направляющей 40 вставкой 24 с уплотнением 25, связанной с устройством 19 компенсации утечек. Привод также снабжен системой 26 подпитки. Газовая полость 23 пневмогидроаккумулятора 21 имеет тру-45 бопроводы 27 и 28, на которых установлены управляемые вентили 13-16, и связана с регулятором 29, снабженным управляемыми вентилями 17 и 18.

Гидравлическая полость 22 пневмогид- 50 роаккумулятора 2! имеет маслопроводы 30 и 31, на которых установлены управляемые вентили 9-12. Силовой насос 7 снабжен предохранительным клапаном 32, а плунжер 5 в верхней части выполнен с выступающим торцом 33 для взаимодействия с концевыми выключателями 34 и 35, установленными иа приводных цилиндрах 1 и 2.

Уплотнение 25 дифференциального типа образует полость для сбора утечек (не показана), сообщающуюся с баком 36 устройства 19 компенсации утечек.

Групповой привод скважинных штанговых насосов работает следующим образом.

В случае, если вес штанговых колонн обеих скважин взаимно уравновешен и нагрузки на приводные цилиндры 1 и 2 при ходе штанговых колонн вверх равны, управляемые вентили 11, 12, 15-18 закрыты, а управляемые вентили 9, 10, 13 и 14 открыты. Газовая 23 и гидравлическая 22 полости пневмогидроаккумулятора 2), таким образом, отключены.

Золотник управляемого гидрораспределителя 8 находится в крайнем правом положении, соединяя всасывающую линию силового насоса 7 через управляемый вентиль 9 и подающий маслопровод 30 со штоковой полостью 3 приводного цилиндра 1, а напорную линию через управляемый вентиль 10 и подводящий маслопровод 31 — со штоковой полостью 3 приводного цилиндра 2.

При включении привода рабочая жидкость вытесняется из штоковой полости 3 приводного цилиндра 2 опускающимся плунжером 5 с подпорам от веса соединенной с ним через шток 6 колонны штанг по маслопро воду 30 через управляемый вентиль 9 и управляемый гидрораспределитель 8 во всасывающую линию силового насоса 7, которым подается далее через управляемый гидрораспределитель 8 и управляемый вентиль !О по маслопроводу 31 в штоковую полость 3 приводного цилиндра 2, плунжер 5 которого и соединенная с ним колонна штанг поднимаются вверх. Подъем колонны штанг и продукции скважины производится приводным цилиндром 2 от давления рабочей жидкости, равного сумме давлений подпора от приводного цилиндра 1 и развиваемого силовым насосом 7.

Одновременно при опускании плунжера 5 в бесштоковую полость 4 приводного цилиндра 1 по трубопроводу 27 через управляемый вентиль 13 засасывается атмосферный воздух, а воздух, находящийся в бесштоковой полости 4 приводного цилиндра 2, з 1 поднимающимся плунжером 5 вытесняется по трубопроводу 28 через управляемый вентиль 14 в атмосферу.

При достижении плунжером 5 приводных цилиндров I и 2 крайних (соответственно нижнего и верхнего} положений выступающий торец 33 плунжера 5 приводного цилиндра 2 контактирует с верхним концевым выключателем 34, который выдает сигнал на переключение управляемого гидрораспределителя 8 (функциональные электрические связи не показаны). Происходит реверс привода.

В свою очередь плунжер 5 приводного цилиндра 2, опускаясь вниз под весом соединенной с ним колонны штанг, вытесняет из штоковой полости 3 рабочую жидкость по маслопроводу 31 через управляемый вентиль 10 и управляемый гидрораспределитель 8 во всасывающую линию силового насоса 7, который подает ее через управляемый гидрораспределитель 8 и управляемый вентиль 9 по маслопроводу 30 в штоковую полость 3 приводного цилиндра 1, плунжер 5 которого и соединенная с ним колонна штанг поднимается вверх.

Одновременно при опускании плунжера 5 приводного цилиндра 2 в его бесштоковую полость 4 по трубопроводу 28 через управляемый вентиль 14 засасывается атмосферный воздух, а воздух, находящийся в бесштоковой полости 4 приводного цилиндра 1, поднимающимся плунжером 5 вытесняется по трубопроводу 27 через управляемый вентиль 13 в атмосферу.

При достижении плунжерами 5 приводных цилиндров 1 и 2 крайних (соответственно верхнего и нижнего) положений выступающий торец 33 плунжера приводного цилиндра .1 контактирует с верхним концевымвьпслючателем 34, который выдает сигнал на переключение управляемого гидрораспределителя 8. После реверса привода рабочий цикл повторяется.

В случае работы привода, когда вес колонн штанг различен и они не полностью уравновешивают друг друга, нагрузки на приводные цилиндры 1 и 2 при ходе колонны штанг вверх также различны {например, на приводном цилиндре 2 меньше, чем на приводном цилиндре 1) . В этом случае управляемые вентили 15, 11, 12 и 14 закрыты, 174594 4

5 l0

40 а. управляемые вентили 16, 17, 18, 9, 10 и 13 открыты.

В газовой полости 23 пневмогидро- аккумулятора 21 и в соединенной с нею трубопроводом 28 бесштоковой полости 4 приводного цилиндра 2 посредством настройки регулятора 29 создается давление газе, при воздействии которого на плунжер 5 сверху возникает дополнительное доуравновешивающее усилие, обеспечивающее необходимый "подпор" рабочей жидкости на силовой насос 7 от приводного цилиндра 2, равный "подпору" от приводного цилиндра 1 (источник сжатого газа не показан). Доуравновешивание привода считается законченным при достижении равенства нагрузок на приводные цилиндры 1 и 2 при ходе колонны штанг вверх.

Объем газовой полости 23 пневмогидроаккумулятора 21 обеспечивает заданный перепад давления газа при ходе плунжера 5 цилиндра 2 вверх и вниз. В остальном работа привода аналогична описанной выше.

В случае выхода из строя одной иэ скважин (например, с приводным цилиндром 2) во время проведения ремонтных работ на этой скважине привод обеспечивает работу другой скважины (например, с приводным цилиндром 1) в одиночном режиме с уравновешиванием при помощи пневмогидроаккумулятора 21. В этом случае управляемые вентили 10, 11, 15 и 16 закрыты, а управляемые вентили 9, 12, !3, 17 и 19 открыты. В газовой полости 23 пневмогидроаккумулятора 21 при помощи настройки регулятора 29 создается давление газа, необходимое для уравновешивания приводного цилиндра 1.

При включении привода рабочая жидкость, вытесняемая из штоковой полости 3 приводного цилиндра 2 опускающимся плунжером 5 с подпором от веса соединенной с ним колонны штанг подается по маслопроводу 30 через управляемый вентиль 9 и управляемый гидрораспределитель 8 во всасывающую линию силового насоса 7, которым подается далее через управляемый гидрораспределитель 8 и управляемый вентиль 12 в гидравлическую полость 22 пневмогидроаккумулятора 21, сжимая находящийся в нем газ на расчетную величину.

1l745a4

Одновременно при опускании плунжера 5 в бесштоковую полость 4 приводного цилиндра 1 по трубопроводу 27 через управляемый вентиль 13 засасывается атмосферный воздух.

При достижении плунжером 5 крайнего нижнего положения его выступающий торец 33 контактирует с нижним концевым выключателем 35, который выдает сигнал на переключение управляемого гидрораспределителя 8. Происходит реверс привода, после которого рабочая жидкость под давлением сжатого газа вытесняется иэ пневмогидроаккумулятора 21 через управляемый вентиль 12 и управляемый гидрораспределитель 8 во всасывающую линию силового насоса 7 и далее подается им через управляемый гидрораспределитель 8 на управляемый вентиль 9 по маслопроводу 30 в штоковую полость 3 приводного цилиндра 1, плунжер 5которого и соединенная с ним колонна штанг поднимаются вверх.

Одновременно воздух, находящийся в бесштоковой полости 4 приводного цилиндра 1, вытесняется поднимающимся плунжером 5 по трубопроводу 27 через управляемый вентиль 13 в атмосферу.

При достижении плунжером 5 крайнего верхнего положения его выступающий торец 33 контактирует с верхним концевым выключателем 34, который выдает сигнал на переключение управляемого гидрораспределителя 8. После реверса привода рабочий цикл повторяется.

Привод работает аналогично и при выходе иэ строя другой скважины. В этом случае для обеспечения работы

2б скважины с приводным цилиндром 2 в одиночном режиме с уравновешиванием при помощи пневмогидроаккумулятора 21 необходимо закрыть управляемые вентили 9, 12, 15 и Iб и открыть управ2 ляемые вентили 10, 11, 14, 17 и 18.!

174594

l 174594

Составитель Э.Гинзбург

Техред З.Палий Корректор М.Максимишинец

Редактор А.Сабо

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 5157/33 Тираж 586 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5