Узел крепления вставного скважинного насоса



Узел крепления вставного скважинного насоса
Узел крепления вставного скважинного насоса

 


Владельцы патента RU 2539606:

Закрытое акционерное общество "ЭЛКАМ-нефтемаш" (RU)

Изобретение относится к механическому креплению вставного скважинного штангового насоса в колонне насосно-компрессорных труб. Узел крепления включает муфту 6 с внутренней цилиндрической поверхностью и конусным участком и посадочный цилиндр 7 насоса с ответным конусным участком. На наружной поверхности посадочного цилиндра насоса выполнен кольцевой уступ, в котором установлено фрикционное кольцо 8, взаимодействующее с внутренней цилиндрической поверхностью муфты 6 и герметично поджатое уплотнительным кольцом 9. Наружный диаметр фрикционного кольца 8 превышает внутренний диаметр муфты 6 на величину не более 1 мм. Повышается надежность крепления насоса в колонне НКТ и технологичность сборки и установки узла. 2 ил.

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к добыче нефти с помощью скважинных штанговых насосов, может использоваться в качестве узла механического крепления вставного скважинного штангового насоса в колонне насосно-компрессорных труб.

Известна замковая опора вставного скважинного штангового насоса по а.с. №11232843, F04B 47/02, 1986, содержащая опорную муфту с внутренней цилиндрической поверхностью. В опорной муфте установлены замковый элемент с наружной цилиндрической поверхностью и уплотнитель. Опорная муфта и замковый элемент имеют взаимодействующие конические поверхности. Уплотнитель выполнен в виде колец с продольными ребрами на наружной поверхности. Недостаточная надежность крепления замкового элемента в опорной муфте из-за цилиндрического выполнения их сопрягающихся поверхностей может привести к расфиксации при подъеме или спуске вставного насоса в колонну насосно-компрессорных труб (НКТ).

Известна замковая опора вставного скважинного насоса по а.с. №1040218, F04B 47/02, 1983, содержащая муфту с кольцевой выточкой и опорный переводник. В муфте выполнены радиальные отверстия, в которых размещены фиксирующие шары, удерживаемые ограничительным элементом, и седло с уплотнительным ниппелем. Замковая опора снабжена опорной втулкой и размещенной в ней подвижной головкой. С подвижной головкой связана резьбовая втулка с ограничительным выступом. Недостатком является сложность конструкции, сложность монтажа устройства и установки насоса в колонну насосно-компрессорных труб.

В качестве ближайшего аналога заявляемому техническому решению выбран патент РФ на изобретение №2436997, F04B 47/02, 2011. Замковая опора вставного скважинного насоса содержит опорную муфту с внутренней цилиндрической поверхностью и посадочным конусом. В муфте с натягом установлен замковый элемент. Замковый элемент снабжен резьбой и уплотнителем в виде цилиндрической втулки. Уплотнитель установлен на резьбе замкового элемента. Недостатком является сложность монтажа устройства, обусловленная необходимостью обеспечения натяга между элементами и применения резьбовых соединений на трубных длинномерных конструкциях, недостаточная надежность соединения.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение надежности крепления насоса в колонне НКТ, повышение технологичности сборки и установки узла его крепления.

Технический результат обеспечивается тем, что в узле крепления вставного скважинного насоса, включающем муфту с внутренней цилиндрической поверхностью и конусным участком, посадочный цилиндр насоса с ответным конусным участком, согласно изобретению, на наружной поверхности посадочного цилиндра насоса выполнен кольцевой уступ, в котором установлено фрикционное кольцо, взаимодействующее с внутренней цилиндрической поверхностью муфты и герметично поджатое уплотнительным кольцом, наружный диаметр фрикционного кольца превышает внутренний диаметр муфты на величину не более 1 мм.

Технический результат обеспечивается за счет того, что между наружной поверхностью посадочного цилиндра насоса и внутренней поверхностью муфты имеется фрикционное кольцо, установленное в кольцевом уступе посадочного цилиндра. За счет того, что наружный диаметр фрикционного кольца больше внутреннего диаметра муфты, фрикционное кольцо жестко фиксируется внутри цилиндрической поверхности муфты, повышая надежность крепления насоса в колонне насосно-компрессорных труб (НКТ). Разница в диаметрах фрикционного кольца и муфты составляет не более 1 мм и зависит от типоразмера конкретного насоса. Данным размером - сотыми и десятыми миллиметров определяется усилие срыва конкретного насоса. Фрикционное кольцо удерживает насос от перемещений посредством силы трения. Фрикционное кольцо ограничено от перемещений вниз торцом кольцевого уступа посадочного цилиндра насоса, вверх - навинченным корпусом клапана насоса. Фрикционное кольцо жестко фиксирует насос в муфте от перемещений вверх и вниз, тогда как взаимодействие муфты и посадочного цилиндра посредством только конусных участков обеспечивает упор, препятствующий перемещению насоса только вниз.

Технологичность сборки и установки узла достигается за счет того, что данная конструкция позволила исключить большое количество соединяемых деталей, сократить количество резьбовых соединений труб. Под фрикционным кольцом выполнена канавка для размещения уплотнительного кольца, которое герметизирует кольцевое пространство между цилиндрической поверхностью кольцевого уступа посадочного цилиндра и фрикционным кольцом. Наружный диаметр фрикционного кольца чуть больше внутреннего диаметра муфты, и при установке узла под действием массы колонны штанг фрикционное кольцо сжимается, проходит через цилиндрическое отверстие муфты до упора наружной конусной поверхности насоса во внутренний конус муфты. Фрикционное кольцо при этом жестко фиксируется внутри муфты. Применение резинового уплотнительного кольца под фрикционным кольцом позволило облегчить процесс установки посадочного цилиндра в муфту. Срывается насос перемещением вверх с заданным усилием. Для облегчения захода в муфту и выхода из нее фрикционное кольцо может быть выполнено с конусными участками с двух концов, или с выпуклой наружной поверхностью.

На фигуре 1 представлен вид вставного скважинного штангового насоса с узлом крепления.

На фигуре 2 представлен узел крепления вставного скважинного насоса.

Скважинный вставной насос содержит шток плунжера 1, цилиндр 2, плунжер 3, нагнетательный клапан 4, всасывающий клапан 5, посадочный цилиндр 7. В уступе посадочного цилиндра установлено фрикционное кольцо 8, поджатое уплотнительным кольцом 9. В колонне НКТ установлена взаимодействующая с посадочным цилиндром насоса 7 муфта 6.

В кольцевую канавку посадочного цилиндра 7 устанавливают уплотнительное кольцо 9, в кольцевое углубление посадочного цилиндра 7 устанавливают фрикционное кольцо 8. Соединяют с помощью резьбы посадочный цилиндр 7 с корпусом всасывающего клапана 5, установленного на нижнем конце вставного штангового насоса. Фиксирующее фрикционное кольцо 8 изготавливают из материала Монель (НМЖМЦ 28-2,5-1,5), который представляет собой медно-никелевый сплав с высокой твердостью, прочностью и пружинными свойствами. Устанавливают в муфту 6 посадочный цилиндр 7 в сборе с насосом. Муфта 6 вмонтирована в колонну НКТ на заданной глубине, необходимой для установки насоса. Разница в диаметрах фрикционного кольца и муфты составляет не более 1 мм и зависит от типоразмера конкретного насоса. Опускание насоса производят до упора конусного участка посадочного цилиндра 7 в поверхность ответного конусного участка муфты 6. При этом происходит поджатие уплотнительного кольца 9 и сжатие фрикционного кольца 8 под действием массы колонных штанг и за счет свойств материала Монель. Фрикционное кольцо 8 при этом жестко фиксируется внутри муфты 6. Происходит надежное закрепление вставного скважинного штангового насоса в колонне насосно-компрессорных труб. Кроме того, уплотнительное кольцо 9 служит для герметизации фиксирующего кольца 8 относительно посадочного цилиндра 7. Срывают насос перемещением вверх с заданным усилием. Для облегчения захода в муфту 6 и выхода из нее фрикционное кольцо 8 выполнено с концевыми конусными участками с двух сторон. Применение поджатого фрикционного фиксирующего кольца 8 позволяет с помощью простой надежной конструкции гарантированно обеспечить то усилие срыва, которое необходимо. Наружный диаметр фрикционного кольца 8 выбирают исходя из расчетного усилия срыва насоса. На какое усилие срыва рассчитан диаметр кольца 8, при том усилии и произойдет срыв насоса с муфты 6, в отличие от других видов фиксирующих устройств. Фиксирующие устройства, выполненные в виде цанги или конуса и т.д., срабатывают при нагрузке от 250 до 400 кг при срыве. Такие насосы часто срываются из-за небольшого приклина. За счет выполнения фрикционного кольца 8 из материала Монель насос можно устанавливать и срывать несколько раз без повреждений фрикционного кольца 8, и при этом усилие срыва кардинально меняться не будет.

Таким образом, заявляемое изобретение позволяет повысить надежность крепления насоса в колонне НКТ, повысить технологичность сборки и установки узла в колонну НКТ.

Узел крепления вставного скважинного насоса, включающий муфту с внутренней цилиндрической поверхностью и конусным участком, посадочный цилиндр насоса с ответным конусным участком, отличающийся тем, что на наружной поверхности посадочного цилиндра насоса выполнен кольцевой уступ, в котором установлено фрикционное кольцо, взаимодействующее с внутренней цилиндрической поверхностью муфты и герметично поджатое уплотнительным кольцом, наружный диаметр фрикционного кольца превышает внутренний диаметр муфты на величину не более 1 мм.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технике механизированной добычи нефти: в частности добыче вязких и высоковязких нефтей, а также нефтей, содержащих механические примеси. Штанговая насосная установка содержит колонны насосно-компрессорных труб и штанг.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в оборудовании для добычи нефти для создания возвратно-поступательного движения штангового скважинного насоса.

Изобретение относится к устройствам для добычи нефти и природных битумов и может быть использовано в качестве привода штангового насоса. Безбалансирный станок-качалка содержит стойку-опору 1, на которой установлен мотор-редуктор 2, ходовые винты 3, 4, соосные штанге и оси скважины, с установленными на них гайками 5, 6, которые жестко прикреплены к концам траверсы 7, закрепленной на штанге.

Изобретение касается нефтедобывающего оборудования, а именно станков-качалок. Перед началом работы на промысле станок-качалку без изменения его конструкции дополнительно ориентируют в горизонтальной плоскости, поворачивая вокруг оси устьевого фланца промысловой скважины, и добиваются его оптимального расположения относительно всех действующих на него инерционных сил.

Изобретение относится к транспортной технике и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности, в приводах запорной арматуры, в лебедках буровых установок, в колесных и/или бортовых редукторах тракторов, экскаваторов, роботах для пожаротушения.

Изобретение относится к оборудованию для добычи нефти с помощью штанговых скважинных насосных установок (ШСНУ), которые широко применяются при добыче нефти, а именно к приводу ШСНУ - балансирному станку-качалке.

Изобретение относится к технике добычи нефти и может быть использовано для подъема жидкости из скважины. Установка включает скважинный насос, соединенный с заглушенным снизу цилиндром с боковыми отверстиями, в котором установлен полый плунжер, и с кожухом, соединенным с хвостовиком с пакером на конце.

Способ включает возвратно-поступательное перекатывание по обсадной трубе тора и перемещение тором полого штока. С нижнего конца обсадной трубы в обсадную трубу всасывается смесь воды и нефти, а на верхнем конце обсадной трубы смесь выдавливается из обсадной трубы, при этом в обсадной трубе смесь разделяют на нефть и воду, которые удаляют в соответствующие системы сбора.

Изобретение относится к насосным штангам, используемым в установках для добычи жидкости из скважин штанговыми скважинными насосами и штанговыми винтовыми насосами, и может быть применена для добычи нефти из нефтяных наклонно-направленных скважин, скважин с боковыми стволами, а также при добыче высоковязких нефтей.

Изобретение относится к техническим средствам для подъема жидкости из скважин и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для добычи нефти скважинными штанговыми насосами.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при добыче нефти механизированным способом скважинным штанговым насосом. Привод включает установленные на основании на единой раме корпус, двигатель, редуктор. В корпусе размещены ведущая и ведомая звездочки, охваченные замкнутой тяговой цепью, связанной с кареткой, соединенной с противовесом. Последний выполнен П-образной формы в поперечном сечении и установлен в направляющих корпуса с размещением цепи в его открытой полости. Вертикальные оси симметрии преобразующего механизма, противовеса и связующего элемента расположены в непосредственной близости от одной вертикальной плоскости. Содержит механизм для отката привода от устья скважины и ленту из гибкого неметаллического эластичного материала, связывающую элемент противовеса с узлом подвески штанг. Барабан для связи противовеса с узлом подвески лентой установлен с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси. Направляющие ролики катков противовеса выполнены из неметаллического материала. Лента из гибкого неметаллического эластичного материала в узле подвески штанг снабжена клин-отклонителем общим весом, большим, чем вес ленты, а нижняя часть клин-отклонителя выполнена с клиновидной нижней частью, установленной с возможностью контактирования с узлом подвески штанг. Повышается надежность эксплуатации привода. 11 ил.

Изобретение относится к техническим средствам для подъема жидкости из скважин и может быть использовано для добычи нефти скважинными штанговыми насосами. Привод насоса содержит двигатель, редуктор, механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное. Последний включает ведущий и ведомый шкивы, охваченные непрерывным гибким звеном, связанным с кареткой, соединенной с противовесом, связанным через гибкое звено с узлом подвески штанг. Оси преобразующего механизма, противовеса и гибкого звена находятся вблизи одной вертикальной плоскости. Верхний ведомый шкив установлен в корпусе с возможностью вращения и ограниченного перемещения вдоль оси преобразующего механизма. Для регулирования натяжения непрерывного гибкого звена применен натяжной механизм, состоящий из подвижного корпуса с осью шкива, установленного на продольных салазках корпуса и соединенного с толкателем. Толкатель натяжного механизма выполнен в виде гидравлической пары цилиндр-поршень, подвижная часть которой подпирает корпус верхнего шкива. Натяжной механизм выполнен в виде гидравлического плунжерного или поршневого насоса, сообщенного через нагнетательный клапан с цилиндром толкателя, который сообщен с питательной емкостью, сообщенной через всасывающий клапан с насосом. Подвижная часть последнего снабжена грузом, подобранным с возможностью перемещения подвижной части толкателя при ослаблении натяжения непрерывного гибкого звена ниже выбранной величины усилия натяжения. Увеличивается срок службы гибкого звена и привода в целом, а также уменьшаются динамические нагрузки на скважинное оборудование. Сокращаются трудоемкость и затраты на обслуживание привода. 3 ил.

Изобретение относится к скважинным штанговым насосным установкам. Скважинная штанговая насосная установка состоит из неподвижной гибкой длинномерной трубы, внутри которой размещена подвижная гибкая длинномерная штанга, один конец которой соединен с силовым приводом на поверхности, а второй - с рабочим органом погружного плунжерного или винтового насоса. Места входа и выхода подвижной гибкой длинномерной штанги и неподвижной гибкой трубы уплотнены. Кольцевое пространство между ними заполнено смазывающей жидкостью и имеет канал на устьевом конце. Нижний и верхний концы неподвижной гибкой трубы соединены с устьевым и насосным патрубками. На нижнем конце штанги расположен стакан, заполненный жидкостью с большим удельным весом, которая обеспечивает защиту уплотнения плунжерного насоса. Гибкая длинномерная штанга может совершать вращательное или возвратно-поступательное движения. Как другой вариант, на нижнем конце штанги расположен перевернутый стакан, заполненный смазывающей жидкостью, которая обеспечивает защиту уплотнения скважинного насоса, а для его подпитки, между ним и кольцевым пространством, установлен тарированный на расчетное давление перепускной клапан. Для доставки на поверхность скважинной жидкости может использоваться отдельная лифтовая колонна или многоканальный колтюбинг. Повышается надежность работы глубинного насоса, увеличивается межремонтный период и уменьшается энергия, затрачиваемая на работу насоса. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области эксплуатации станков-качалок, расположенных на небольших расстояниях. Между приводным двигателем и станками-качалками установлены центральная муфта включения, многоступенчатый центральный редуктор, угловые зубчатые редукторы, боковые муфты включения и карданные передачи. Три пары шестерен, простой трехзвенный планетарный механизм и шесть муфт переключения обеспечивают 18 передач в широком диапазоне передаточных чисел. Многоступенчатый редуктор обеспечивает надежный запуск в работу станков-качалок за счет высокого передаточного числа низших передач и выбор оптимальной частоты качания ШГН (штанговых глубинных насосов) за счет распределения передаточных чисел по широкому диапазону. Расширяются эксплуатационные возможности станков-качалок за счет улучшения уравновешенности их работы. 3 ил.

Изобретение относится к скважинным насосным установкам со штанговыми приводами для подъема жидкости из скважин, особенно из сильно искривленных, с высоковязкими нефтями, с большим содержанием твердых частиц и с большим газовым фактором. Установка состоит из лифтовой колонны, подвижной длинномерной гибкой штанги, расположенной внутри неподвижной длинномерной гибкой трубы с образованием кольцевого пространства, заполненного смазывающей жидкостью. Гибкая штанга соединена своим верхним концом с источником возвратно-поступательного движения и нижним концом с плунжером погружного гидропривода объемного насоса. Приводная жидкость в рабочей камере погружного гидропривода является одновременно рабочей жидкостью погружного объемного насоса. Верхняя часть плунжера погружного гидропривода расположена в полости кольцевого пространства со смазывающей жидкостью, которая соединена с полостью рабочей камеры гидропривода посредством канала, выполненного внутри плунжера. В нем установлен, по крайней мере, один тарированный на расчетное давление перепускной клапан. Повышается надежность работы, увеличивается срок межремонтной эксплуатации. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к средствам для подъема жидкости из скважин и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности. Привод содержит двигатель, редуктор, механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное. Включает ведущий и ведомый шкивы, охваченные непрерывным гибким звеном, связанным с кареткой, соединенной с противовесом, установленным в направляющих корпуса и связанным через гибкое звено с узлом подвески штанг. Верхний шкив установлен в корпусе с возможностью вращения и ограниченного перемещения вдоль оси преобразующего механизма для регулирования натяжения непрерывного гибкого звена при помощи натяжного механизма, состоящего из подвижного корпуса с осью шкива, установленного на продольных салазках корпуса и соединенного с толкателем. Толкатель выполнен в виде гидравлической пары цилиндр-поршень, подвижная часть которого подпирает корпус верхнего шкива. Натяжной механизм выполнен в виде гидравлического насоса, сообщенного через нагнетательный клапан с полостью цилиндра толкателя, который сообщен с питательной емкостью, сообщенной через всасывающий клапан с насосом. Подвижная часть насоса соединена с рычагом с возможностью поворота относительно корпуса привода и взаимодействия с противовесом для перемещения вверх подвижной части толкателя. Питательная емкость оборудована сверху грузом, создающим избыточное давление в питательной емкости и в полости цилиндра насоса, для возврата подвижной части насоса с рычагом в исходное положение. Увеличивается срок службы гибкого звена и привода в целом. Сокращаются трудоемкость и затраты на обслуживание. 3 ил.

Изобретение относится к средствам для подъема жидкости из скважин и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности. Привод содержит двигатель, редуктор, механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное. Включает ведущий и ведомый шкивы, охваченные непрерывным гибким звеном, связанным с кареткой, соединенной с противовесом. Верхний шкив установлен в корпусе с возможностью вращения и ограниченного перемещения вдоль оси преобразующего механизма. Толкатель натяжного механизма выполнен в виде гидравлической пары цилиндр-поршень, подвижная часть которого подпирает корпус верхнего шкива. Натяжной механизм выполнен в виде гидравлического насоса, сообщенного с полостью цилиндра толкателя, который сообщен через регулирующее устройство с питательной емкостью, сообщенной с насосом. Подвижная часть насоса соединена с рычагом с возможностью поворота относительно корпуса привода и взаимодействия с противовесом для перемещения вверх подвижной части толкателя при ослаблении натяжения непрерывного гибкого звена ниже выбранной величины усилия натяжения. Увеличивается срок службы привода. Уменьшаются динамические нагрузки на скважинное оборудование. Сокращаются трудоемкость и затраты на обслуживание привода. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к средствам для подъема жидкости из скважин и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для добычи нефти. Привод содержит двигатель, редуктор, механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное, включающий ведущий и ведомый шкивы, охваченные непрерывным гибким звеном, связанным с кареткой, соединенной с противовесом. Оси преобразующего механизма, противовеса и гибкого звена находятся вблизи одной вертикальной плоскости. Верхний шкив установлен в корпусе с возможностью вращения и ограниченного перемещения вдоль оси преобразующего механизма для регулирования натяжения непрерывного гибкого звена при помощи натяжного механизма, состоящего из подвижного корпуса, установленного на продольных салазках корпуса привода и соединенного с толкателем. Толкатель натяжного механизма выполнен в виде гидравлической пары цилиндр-поршень. Его подвижная часть подпирает корпус верхнего шкива. Натяжной механизм выполнен в виде плунжерного или поршневого насоса, сообщенного через нагнетательный клапан с полостью цилиндра толкателя, который сообщен через регулирующее устройство с питательной емкостью, сообщенной через всасывающий клапан с насосом, подвижная часть которого соединена с рычагом с возможностью поворота относительно корпуса привода и взаимодействия через гибкую связь с противовесом. Место крепления гибкой связи к рычагу равноудалено от места соединения гибкой связи с противовесом в крайних его положениях. Длина гибкой связи равна разности половины длины хода противовеса и половины длины хода рычага. Увеличивается срок службы гибкого звена и привода, а также уменьшаются динамические нагрузки на скважинное оборудование, сокращаются трудоемкость и затраты на обслуживание привода. 3 ил.

Изобретение относится к области добычи нефти с помощью скважинных нефтяных насосов. В гидравлической системе, приводящей в движение нефтяной скважинный насос, содержится двунаправленный поршневой насос переменного объема, участок обнаружения выпускной скорости, участок обнаружения выпускного давления и пропорциональный соленоидный управляющий клапан. Они выполнены в виде единой конструкции блока в той же обшивке, что и корпус насоса. Корпус насоса включает участок соединения, который выполнен на боковой поверхности обшивки и с которым соединен выпускной канал насоса внешнего пилотного гидравлического контура и второй пилотный канал, который подает внешнее пилотное давление от участка соединения пилотному каналу между выпускным каналом поршневого насоса и пропорциональным соленоидным управляющим клапаном. Также содержит средство, которое механически перекрывает подачу внешнего пилотного давления, когда выпускное давление поршневого насоса находится ниже заданного давления. В результате, гидравлическая система, приводящая в движение нефтяной скважинный насос, способна исключать возникновение кавитации, даже когда система управления останавливается. Это может быть обеспечено простой конструкцией, не зависящей от электрических средств управления и не вызывающей увеличение стоимости. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к устройству для стопорения трансмиссии погружного глубинного насоса для скважин от нежелательного вращения. Раскрыт стопор обратного вращения для погружного насоса для скважин, причем стопор обратного вращения расположен в приводной головке. Стопор обратного вращения содержит корпус и зажимной инструмент для фиксации верхней штанги. Зажимной инструмент имеет по меньшей мере два сменных контактных элемента, присоединенных к соответствующим держателям, подвижно установленным внутри корпуса посредством установочных винтов, с помощью которых верхняя штанга является фиксируемой с возможностью разъединения. Каждый установочный винт снабжен колпачком, допускающим свое крепление с обращенной от держателя стороны установочного винта только тогда, когда контактные элементы не прилегают к верхней штанге. Повышается эксплуатационная безопасность. 9 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх