Установка погружная электрогидроприводная

 

Установка предназначена для использования в нефтедобывающей промышленности при эксплуатации малодебитных скважин с осложненными характеристиками нефтяного пласта. Установка содержит погружной электродвигатель с гидрозащитой, кинематически связанный с приводным насосом. Рабочий насос приводится в действие гидродвигателем. Механизм возвратно-поступательного перемещения плунжера рабочего насоса содержит соединенные штоками силовой и возвратный гидроцилиндры, выполненные с возможностью переключения позиций гидрораспределителя в конце хода штока гидродвигателя. Механизм соединения штоков гидроцилиндров выполнен в виде шарниров. Компенсатор гидропривода, гидравлически связанный со сливной магистралью гидропривода, размещен в верхней части установки над рабочим насосом и снабжен спускным клапаном. Блок управления приводного насоса дополнительно содержит устройство защиты от обратного вращения вала электродвигателя, выполненное в виде обратного клапана. Повышается надежность установки путем дефорсирования приводного насоса гидропривода и уплотнительных элементов силового гидроцилиндра гидродвигателя, а также зашиты установки от тепловых расширений рабочей жидкости и обратного вращения вала электродвигателя. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности при эксплуатации малодебитных скважин с осложненными характеристиками нефтяного пласта.

Известен скважинный электрогидроприводной насосный агрегат, который содержит кинематически связанные друг с другом погружной электродвигатель и приводной насос, а также гидродвигатель и рабочий насос, выполненные каждый в виде цилиндра и плунжера со штоком. Полости цилиндра гидродвигателя связаны через гидрораспределитель со входом и выходом приводного насоса. Компенсатор объема размещен над приводным насосом и соединен с его входом. Валы электродвигателя и приводного насоса сочленены через вал протектора гидрозащиты (Патент РФ 2116512, 27.07.98).

При эксплуатации данного насосного агрегата процессы теплового расширения рабочей жидкости могут привести к выходу из строя диафрагмы компенсатора объема рабочей жидкости гидропривода, так как разность объемов штоковой и поршневой полостей гидроцилиндра приводит к частому срабатыванию компенсатора объема, уменьшая срок службы данного узла. Также при запуске и останове агрегата вследствие возможного нарушения чередования фаз возникает момент обратного вращения вала электродвигателя, что может привести к выходу из строя диафрагм компенсатора гидропривода и протектора электродвигателя.

Эти и другие конструктивные недостатки данного электрогидроприводного агрегата делают его неработоспособным в условиях эксплуатации в вертикальных и наклонно направленных скважинах.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности работы установки и сроков ее эксплуатации путем дефорсирования приводного насоса гидропривода и уплотнительных элементов силового гидроцилиндра гидродвигателя, а также введением элементов защиты установки от тепловых расширений рабочей жидкости и обратного вращения вала электродвигателя.

Данная задача решается тем, что установка погружная электрогидроприводная содержит погружной электродвигатель с гидрозащитой, кинематически связанный с приводным насосом, рабочий насос, приводимый в действие гидродвигателем, содержащим механизм возвратно-поступательного перемещения плунжера рабочего насоса, гидрораспределитель, соединенный трубопроводом с блоком управления приводного насоса и компенсатор гидропривода. Согласно изобретению установка дополнительно содержит устройство защиты гидропривода от обратного вращения вала электродвигателя, выполненное в виде введенного в систему блока управления приводного насоса защитного клапана, компенсатор гидропривода размещен в верхней части установки над рабочим насосом и снабжен спускным клапаном, а механизм возвратно-поступательного перемещения плунжера рабочего насоса содержит силовой и возвратный гидроцилиндры, выполненные с возможностью переключения позиций гидрораспределителя в конце хода штока гидродвигателя. При этом механизм соединения штоков силового и возвратного гидроцилиндров выполнен в виде шарниров.

На чертеже изображена установка погружная электрогидроприводная, продольный разрез.

Установка погружная электрогидроприводная содержит погружной электродвигатель 1 с гидрозащитой 2 (протектором и компенсатором), гидропривод, включающий в себя приводной насос 3 с блоком управления 4, который соединен с гидрораспределителем 5 подводящими магистралями сливной 6 и нагнетательной 7, компенсатор 8 рабочей жидкости гидропривода и рабочий насос 9. Силовой гидроцилиндр 10, выполняющий функцию гидродвигателя, содержит шток 11, жестко сочлененный с плунжером 12 рабочего насоса 9. Обратный ход силового гидроцилиндра 10 осуществляет возвратный гидроцилиндр 13, шток 29 которого соединен срединным штоком 14 с силовым гидроцилиндром 10 через гидрораспределитель 5. Шарниры 24, соединяющие шток 11, 29 и 14, служат для компенсации несоосности и снятия напряжения изгиба при эксплуатации установки в искривленных, наклонно-направленных скважинах.

Гидрораспределитель 5 расположен между силовым гидроцилиндром 10 и возвратным гидроцилиндром 13, подвод и слив рабочей жидкости, к которым осуществляется по внутренним каналам гидрораспределителя 5. Блок управления 4 содержит предохранительный клапан 16, систему фильтрации 17 рабочей жидкости с байпасом 15 и обратный клапан 18, предназначенный для защиты от порыва диафрагмы бака компенсатора 8 при возможном обратном вращении вала электродвигателя 1. Обратный клапан 18 открывается при обратном вращении электродвигателя 1, соединяя полости слива 25 и нагнетания 26 приводного насоса 3, чем исключается подача рабочей жидкости в гидропривод.

Нагнетательная и сливная магистрали 7, 6, связывающие блок управления 4 с гидрораспределителем 5, выполняют функцию теплообменника, так как омываются добываемой жидкостью. Над рабочим насосом 9 размещен компенсатор 8 гидропривода, гидравлически связанный со сливной магистралью 6 трубкой 19. Для защиты гидросистемы от тепловых расширений рабочей жидкости и удаления воздуха при заправке компенсатор 8 дополнительно оснащен спускным клапаном 27.

Установка работает следующим образом.

При включении электродвигателя 1 начинает работать кинематически связанный с ним приводной насос 3, нагнетая рабочую жидкость гидропривода (масло) через систему фильтрации 17 блока управления 4, нагнетательную магистраль 7 и гидрораспределитель 5 к силовому цилиндру 10 и сообщая ему возвратно-поступательное движение в зависимости от позиций гидрораспределителя 5. При подаче рабочей жидкости в поршневую полость 20 силового гидроцилиндра 10 происходит движение плунжера 12 вверх. При этом масло из штоковой полости 21 силового гидроцилиндра 10 и из полости 22 возвратного гидроцилиндра 13 через магистраль 6 и блок управления 4 поступает во всасывающий канал 25 приводного насоса 3. При достижении силовым гидроцилиндром 10 крайнего положения поршня 23 возвратный гидроцилиндр 13 происходит переключение позиции гидрораспределителя 5, обеспечивая подвод масла в полость 22 возвратного гидроцилиндра 13. Далее слив масла из поршневой полости 20 гидроцилиндра 10 осуществляется через гидрораспределитель 5 и сливную магистраль 6. Движение силового гидроцилиндра 10 вниз обуславливает рабочий ход плунжера 12 рабочего насоса 9, обеспечивая нагнетание добываемой жидкости из верхней полости рабочего насоса 9 через компенсатор 8 в насосно-компрессорные трубы, а движение силового гидроцилиндра 10 вниз обеспечивает всасывание добываемой жидкости рабочим насосом 9 через фильтр 28.

Формула изобретения

1. Установка погружная электрогидроприводная, содержащая погружной электродвигатель с гидрозащитой, кинематически связанный с приводным насосом, рабочий насос, приводимый в действие гидродвигателем, содержащим механизм возвратно-поступательного перемещения плунжера рабочего насоса, гидрораспределитель, соединенный трубопроводом с блоком управления приводного насоса, и компенсатор гидропривода, отличающаяся тем, что механизм возвратно-поступательного перемещения плунжера рабочего насоса содержит соединенные штоками силовой и возвратный гидроцилиндры, выполненные с возможностью переключения позиций гидрораспределителя в конце хода штока гидродвигателя, блок управления приводного насоса дополнительно содержит устройство защиты гидропривода от обратного вращения вала электродвигателя, а компенсатор гидропривода размещен в верхней части установки над рабочим насосом.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что компенсатор гидропривода снабжен спускным клапаном.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что механизм соединения штоков гидроцилиндров выполнен в виде шарниров.

РИСУНКИ

Рисунок 1