Установка погружная электрогидроприводная


 


Владельцы патента RU 2504692:

Зубов Николай Николаевич (RU)

Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности при эксплуатации малодебитных скважин с осложненными характеристиками нефтяного пласта. Установка содержит погружной электродвигатель, кинематически связанный с приводным насосом. Гидродвигатель содержит два поршня, соединенных промежуточным штоком. На торце каждого из поршней установлен шток и уплотнения штоков. Гидрораспределитель гидравлически соединен с приводным насосом и гидродвигателем. Две области между каждым поршнем и уплотнением штока гидравлически соединены через дроссель и (или) клапан, открывающийся по давлению и составляют замкнутое барьерное пространство. Снаружи, по крайней мере, одного штока, за его уплотнением, установлено насосное устройство, включающее корпус и клапана. Каждая из двух областей барьерного пространства через свой обратный клапан гидравлически соединена с компенсатором рабочей жидкости, который гидравлически соединен с отводящей трубой. Технический результат заключается в повышении надежности работы установки и сроков ее эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

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

Известен скважинный электрогидроприводпой 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 приводною 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, 27.07.1998).

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.

Наиболее близким устройством является погружная электрогидроприводная установка, 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. Механизм возвратно-поступательного перемещения плунжера рабочего насоса содержит соединенные тюками 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 (патент РФ №2210003, 10.08.2003).

При эксплуатации данного насосного агрегата давление масла в зоне уплотнений, которые разделяют масло и пластовую жидкость может быть меньше чем давление пластовой жидкости. Поэтому пластовая жидкость, которая содержит газ и механические примеси, постепенно замещает масло. Газ, который вошел в установку из области высокого давления, может значительно увеличить свой объем и создать газовую пробку в области низкого давления установки, например, на входе в приводной насос.

Кроме этого преждевременно выйдут из строя уплотнения, которые предназначены для работы при условии, что давление чистого масла должно гарантировано быть выше давления пластовой жидкости, содержащей механические примеси.

Масло гидропривода будет постепенно выходить через вышедшие из строя уплотнения в пластовую жидкость. Объема масла в компенсаторе гидропривода может оказаться недостаточно. Это приведет к преждевременному выходу установки из строя.

Эти и другие конструктивные недостатки снижают срок службы электрогидро приводных агрегатов особенно при работе в скважинах с повышенным содержанием газа и механических примесей.

Технической задачей предлагаемого изобретения является получение технического результата, выражающегося в повышение надежности работы установки и сроков ее эксплуатации.

Данная задача решается тем, что установка погружная электрогидроприводная, содержащая погружной электродвигатель, кинематически связанный с приводным насосом, гидродвигатель, содержащий два поршня, соединенных промежуточным штоком, на торце каждого из поршней установлен шток, уплотнения штоков, гидрораспределитель, гидравлически соединенный с приводным насосом и гидродвигателем, компенсатор рабочей жидкости, отводящую трубу. Согласно изобретению две области между каждым поршнем и уплотнением штока гидравлически соединены через дроссель и (или) клапан, открывающийся по давлению и составляют замкнутое барьерное пространство, снаружи, по - крайней мере, одного штока, за его уплотнением, установлено насосное устройство, включающее корпус и клапана, каждая из двух областей барьерного пространства через свой обратный клапан гидравлически соединена с компенсатором рабочей жидкости, который гидравлически соединен с отводящей трубой.

Кроме того, в частном случае реализации изобретения компенсатор рабочей жидкости изготовлен в виде корпуса с подвижным поршнем, причем поршень гидравлически связан с внутренней областью отводящей трубы.

Компенсатор рабочей жидкости может быть выполнен и в виде диафрагмы или сильфона. Давление масла в компенсаторе примерно равно давлению пластовой жидкости на выходе из насоса.

При постепенном плановом вытекании масла через уплотнения из барьерного пространства, в него поступает масло из компенсатора через обратные клапана. Минимальное давление масла в барьерном пространстве примерно равно максимальному давлению пластовой жидкости на выходе из насоса.

Мы гарантированно обеспечиваем то, что давление пластовой жидкости в каждом насосном устройстве всегда меньше чем в ближней по отношению к ней области барьерного пространства. Перепад давления равен гидравлическим потерям в линии, соединяющей две области барьерного пространства или давлению открытия клапана, который может быть встроен в эту линию. Вследствие этого, мы гарантировано обеспечиваем надежную работу уплотнений штока в условиях, когда давление чистой рабочей жидкости, масла, всегда выше давления пластовой жидкости на заданную величину. Мы исключаем попадание пластовой жидкости через уплотнения в проточную часть установки, где циркулирует масло.

Установка погружная электрогидроприводная изображена на следующих чертежах.

На фиг.1 изображен общий вид установки.

На фиг.2 - верхнее насосное устройство с компенсатором.

Установка погружная электрогидроприводная содержит погружной электродвигатель 1, отводящую трубу 2, приводной насос 3, который соединен с гидрораспределителем 4. Через магистрали 5 и 6, гидрораспределитель 4 соединен с гидроприводом 7, который состоит из цилиндра 8 в котором установлены ниппель 9, верхний 10 и нижний 11 поршни, соединенные промежуточным штоком 12. На торце каждого из поршней установлены штоки 13 и 14. На выходе из цилиндра 8 установлены насосные устройства 15 и 16, уплотнения штоков 17 и 18. Между цилиндром 8 поршнями 10, 11 и уплотнениями штоков 17 и 18 образованы верхняя 19 и нижняя 20 барьерные области, соединенные между собой посредством канала 21, который является дросселем. Области 22 и 23 являются рабочими областями гидропривода, через магистрали 5 и 6 они соединены с гидрораспределителем 4. Компенсатор 24, установленный в отводящей трубе 2 содержит поршень 25. Через магистраль 26 компенсатор 24 гидравлически соединен с барьерными областями 19 и 20 через обратные клапаны 27 и 28. В канале 21 может быть установлен клапан 29. Клапан 29 открывается при достижении определенного заданного давления между верхней 19 и нижней 20 барьерными областями. Каждое насосное устройство 15 и 16 состоит из штока 13 (14) для верхнего и нижнего устройства соответственно, корпуса 30 (31), уплотнений 17 (18) и всасывающего и нагнетательного клапанов 32 и 33. Компенсатор 24 может состоять из корпуса 34, гидравлически связанного с отводящей трубой 2. Внутри корпуса 34 установлен поршень 25.

Установка работает следующим образом.

При включении электродвигателя 1 начинает работать кинематически связанный с ним приводной насос 3. Нефть поступает в насосные устройства 15 и 16. Приводной насос 3 нагнетает рабочую жидкость (масло) в гидрораспределитель 4 и через магистрали 5 и 6 и ниппель 9 в полости 22 и 23 гидропривода 7, сообщая возвратно-поступательное движение поршням 10 и 11. Через поршни 10 и 11, установленные в цилиндре 8, соединенные промежуточным штоком 12, приводятся в действия штоки 13 и 14, которые вытесняют пластовую жидкость из насосных устройств 15 и 16. Пластовая жидкость последовательно всасывается в каждое насосное устройство через клапана 32, затем нагнетается в отводящую трубу 2 через клапана 33. Далее пластовая жидкость через отводящую трубу 2 и отводится на поверхность.

Давление масла в компенсаторе 24, который состоит из корпуса 34 с подвижным поршнем 25 примерно равно давлению пластовой жидкости на выходе из насоса в отводящей трубе 2. При постепенном плановом вытекании масла через уплотнения 17 и 18 из барьерного пространства 19 и 20, в него поступает масло из компенсатора 24 через обратные клапана 27 и 28. Минимальное давление масла в барьерном пространстве примерно равно максимальному давлению пластовой жидкости на выходе из насоса в отводящей трубе 2.

Мы гарантированно обеспечиваем то, что давление пластовой жидкости в каждом насосном устройстве 15 и 16, в области между корпусом 30 (31), штоком 13 (14), уплотнениями 17 (18) и клапанами 32 и 33 всегда меньше чем давление масла в ближней по отношению к ней области барьерного пространства 19 и 20. Перепад давления равен гидравлическим потерям в линии 21, соединяющей две области барьерного пространства 19 и 20 или давлению открытия клапана 29, который может быть встроен в эту линию. Вследствие этого, мы обеспечиваем надежную работу уплотнений штока 17 и 18 в условиях, когда давление чистой рабочей жидкости, масла, всегда выше давления пластовой жидкости на заданную по техническим условиям для надежной работы уплотнений штока 17 и 18 величину. Мы исключаем попадание пластовой жидкости через уплотнения 17 и 18 в проточную часть установки, где циркулирует масло.

Таким образом, в предлагаемой конструкции повышается надежность работы установки и срок ее эксплуатации.

1. Установка погружная электрогидроприводная, содержащая погружной электродвигатель, кинематически связанный с приводным насосом, гидродвигатель, содержащий два поршня, соединенных промежуточным штоком, на торце каждого из поршней установлен шток, уплотнения штоков, гидрораспределитель, гидравлически соединенный с приводным насосом и гидродвигателем, компенсатор рабочей жидкости, отводящую трубу, отличающаяся тем, что две области между каждым поршнем и уплотнением штока гидравлически соединены через дроссель и (или) клапан, открывающийся по давлению и составляют замкнутое барьерное пространство, снаружи, по крайней мере, одного штока, за его уплотнением, установлено насосное устройство, включающее корпус и клапана, каждая из двух областей барьерного пространства через свой обратный клапан гидравлически соединена с компенсатором рабочей жидкости, который гидравлически соединен с отводящей трубой.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что компенсатор рабочей жидкости изготовлен в виде корпуса с подвижным поршнем, причем поршень гидравлически связан с внутренней областью отводящей трубы.



 

Похожие патенты:

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

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин. Основной насос 1 выполнен в виде бесштокового гидроцилиндра 8 со сдвоенным поршнем 9, заполненным уплотнителем 10, и содержит упругий элемент 11 для сжатия уплотнителя 10.

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

Изобретение относится к гидроприводным насосным установкам и может использоваться для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин. .

Изобретение относится к скважинным насосным установкам и может использоваться для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин. .

Изобретение относится к области гидромашиностроения и может быть использовано в объемных насосных установках преимущественно для добычи нефти из скважин. .

Изобретение относится к насосостроению, касается электрогидроприводных насосных агрегатов и может быть использовано в составе оборудования для откачки жидкостей из скважин.

Изобретение относится к насосным установкам и может быть использовано для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин. .

Изобретение относится к оборудованию для добычи нефти из глубоких скважин. .

Изобретение относится к насосостроению, касается электрогидроприводных насосных агрегатов и может быть использовано в составе оборудования для откачки жидкостей из скважин.

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в скважинных насосных установках для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин. Установка содержит плунжерный насос с возвратно-поступательным движением плунжера за счет продольной упругой деформации полого штока с наполнителем, верхний конец которого закреплен на устье скважины. Цилиндр закреплен с помощью накера на обсадной колонне. Наполнитель выполнен в виде груза, подвешенного на канате, а возвратно-поступательные движения плунжера осуществляются за счет подъема и опускания груза на дно штока. Повышается напор и обеспечивается работоспособность насосных установок при значительном содержании газа в скважинной жидкости. 3 ил.

Изобретение относится к скважинным насосным установкам и может быть использовано при добыче нефти, воды и других жидкостей из скважины. Установка содержит привод, плунжерный насос с возвратно-поступательным движением плунжера за счет продольной упругой деформации полого штока. Верхний конец штока закреплен на устье скважины, а цилиндр закреплен с помощью пакера на обсадной колонне. Плунжер и привод соединены механической связью, посредством которой создается продольная упругая деформация штока. Изобретение направлено на снижение напряженного состояния штока, повышение напора и обеспечение работоспособности насосных установок при значительном содержании газа в скважинной жидкости. 4 ил.

Изобретение относится к области насосостроения, в частности к насосным установкам, предназначенным для подъема жидкости с больших глубин, например из малодебитных скважин. Сильфонный глубинный насос содержит сборный цилиндрический корпус 1. В нижней части корпуса 1 размещен плунжер 4 с возвратной пружиной 6, поршень 7 со штоком 8. В средней части корпуса 1 размещен разделитель сред, выполненный в виде металлического сильфона 11, один торец которого закреплен в ступенчатом отверстии корпуса 1 насоса, а второй герметично перекрыт круглой пластиной 15, которая жестко соединена со штоком 8 поршня 7. В верхней части корпуса 1 установлен клапанный блок 16 с двумя параллельными каналами 17 и 18 для размещения в них соответственно всасывающего и нагнетательного клапанов 19 и 20. С одной стороны каналы 17 и 18 клапанного блока 16 соединены с полостью сильфона 11, с другой стороны каналы 17 и 18 клапанного блока 16 соединены с всасывающим и нагнетательным патрубками 23 и 24 соответственно. Всасывающий патрубок 23 и корпус 1 насоса снабжены соответственно отверстиями 25 и 31 для входа пластовой жидкости. Выход нагнетательного патрубка 24 соединен с выходом насоса. Технический результат - повышение надежности, ремонтопригодности, удобства монтажа, ресурса работы насоса. 1 н. и 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Насосная установка предназначена для подъема нефти с больших глубин малодебитных скважин. Погружная насосная установка представляет собой герметичную капсулу, в которой размещены погружной электродвигатель и соединенный с ним приводной насос. Имеет гидродвигатель, основной шток которого соединен со штоком рабочего насоса, находящегося вне герметичной капсулы и оснащенного всасывающим и напорным клапанами, соответственно, в нижней и верхней крышке корпуса. Распределитель выполнен с механическим управлением от кулачка, установленного на фальшштоке гидродвигателя, равного диаметра с основным штоком, служащего для подачи рабочей жидкости высокого давления в основную штоковую полость гидродвигателя. В поршне рабочего насоса установлен обратный клапан для совмещения процесса и обеспечения равенства скорости всасывания и нагнетания нефти из пласта. Снижение скорости при падении пластового давления происходит автоматически с помощью предохранительно-перепускного клапана, установленного в линии высокого давления фальшштоковой полости гидродвигателя. Давление перепуска устанавливается дросселем равным давлению настройки предохранительного клапана, выполненного с учетом глубины установки насосного агрегата в скважине и величины, необходимой для преодоления возникающего вакуума в штоковой полости рабочего насоса при отсутствии пластового давления на этой глубине. Увеличивается скорость всасывания при изменении пластового давления. 1 ил.

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности при эксплуатации малодебитных скважин с осложненными характеристиками нефтяного пласта. Установка погружная электрогидроприводная содержит погружной электродвигатель с протектором, кинематически связанный с приводным насосом. Содержит плунжерный рабочий насос, масляный бак, компенсатор объемного расширения масла, поршневой гидрокомпенсатор и гидродвигатель с поршнями, соединенными с плунжерами рабочего насоса. Подпоршневые полости гидродвигателя подключены к всасывающей и нагнетательной линиям приводного насоса через гидрораспределитель. Надпоршневые полости через дроссельные отверстия гидравлически связаны с подпоршневой полостью гидрокомпенсатора, надпоршневая полость которого гидравлически связана посредством обратных клапанов с выходом плунжерного рабочего насоса. Повышается ресурс установки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх