Система уплотнения для скважинных погружных насосов

Изобретение относится к средствам герметизации привода скважинных погружных насосов относительно скважины. Техническим результатом является обеспечение однозначности положения системы уплотнения и облегчение замены системы уплотнения при переходе на другой диаметр штанги погружных насосов. Предложена система (20) уплотнения для герметизации приводной головки (10) скважинного погружного насоса (12), состоящая из привода (16) и колпака (22). Причем система (20) уплотнения расположена на основании (24) колпака (22), и через систему (20) уплотнения проходит верхняя штанга (26). При этом система выполнена в виде сменного модуля и на нижней стороне (30) снабжена соединительным элементом (32), представляющим собой фланец, которым система уплотнения с геометрическим и силовым замыканием разъемно соединена с основанием (24) колпака (22). 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Настоящее изобретение относится к системе уплотнения для герметизации привода скважинных погружных насосов относительно скважины.

В публикации US 5711533 раскрыта уплотнительная система для нефтеперекачивающего устройства с приспособлением для центрирования верхней штанги. Уплотнительная система сооружена из двух компонентов. Оба компонента соединяются фланцами. Между фланцами расположено неподвижное уплотнение, которое взаимно герметизирует фланцы. Нижняя часть уплотнительной системы снабжена резьбой и соединяется с противовыбросовым устройством (превентором) нефтеперекачивающего устройства.

В публикации US 7337851 раскрыт унифицированный узел привода для нефтеперекачивающего устройства, в котором уплотнительный узел расположен сразу под зажимом верхней штанги, на полом валу. Обе детали находятся выше гидравлического приводного двигателя. Благодаря такому размещению можно заменять части уплотнительного узла без необходимости демонтировать привод.

В публикации СА 2515616 С раскрыта уплотнительная система, в которой несколько уплотнительных колец расположены подряд, чтобы при износе отдельного уплотнительного кольца не возникала утечка. Через отверстие для технического обслуживания позади активного уплотнительного кольца производится проверка, существует ли достаточная герметичность, в противном случае вступает в действие одно из дополнительных уплотнительных колец.

Из уровня техники известны многочисленные устройства и способы, с помощью которых скважинный погружной насос можно уплотнять относительно скважины. Недостаток подобных устройств в том, что они жестко соединены с колпаком или приводной головкой и являются несменными. С помощью известных систем согласно уровню техники невозможно также приспособление уплотнительного узла к другим габаритам и размерам верхней штанги.

В публикации US 5327961 А раскрыта система уплотнения для герметизации приводной головки скважинного погружного насоса, состоящей из привода и колпака, относительно скважины, причем система уплотнения расположена на основании колпака, а через систему уплотнения проходит верхняя штанга. Недостатком известной системы уплотнения является то, что она состоит из нескольких расположенных друг над другом уплотнительных элементов, которые при необходимости их замены приходится извлекать из корпуса по отдельности. Кроме того, уплотнительные элементы фиксируются посредством нажимного элемента с помощью винтов, вставленных во фланец нажимного элемента и ввинченных в корпус. Таким образом, система уплотнения по публикации US 5327961 А фиксируется только с силовым замыканием, и ее положение относительно корпуса не является однозначно заданным, что также является недостатком, поскольку винты могут быть недотянуты или перетянуты, и это может повлиять на качество уплотнения.

С учетом описанных выше недостатков уровня техники в основу изобретения положены задачи обеспечения однозначности положения системы уплотнения относительно основания колпака и облегчения замены системы уплотнения, например при переходе на использование верхней штанги, имеющей другой наружный диаметр.

Предлагаемая в изобретении система уплотнения предназначена для герметизации приводной головки скважинного погружного насоса относительно скважины. Приводная головка скважинного погружного насоса состоит из привода и так называемого колпака. Колпак расположен под узлом корпуса, к которому шарнирно присоединен привод. Колпак состоит из рамы колпака, динамического уплотнения и опорной втулки для направления верхней штанги. Внешняя конструкция колпака рассчитана таким образом, что все возникающие усилия от скважины или на нее могут быть переданы через присоединительный фланец без угрозы для безопасности. Система уплотнения расположена на основании колпака, причем через систему уплотнения проходит верхняя штанга для передачи приводных усилий на скважинный погружной насос в скважине.

Поставленные задачи решены за счет того, что система уплотнения выполнена в виде сменного модуля и на нижней стороне снабжена соединительным элементом, представляющим собой фланец, которым система уплотнения с геометрическим и силовым замыканием разъемно соединена с основанием колпака.

Технические результаты, достигаемые при осуществлении изобретения, заключаются в уменьшении трудозатрат при монтаже и демонтаже системы уплотнения, которое обеспечивается выполнением системы уплотнения в виде сменного модуля, а также в уменьшении или исключении вероятности перекосов при монтаже системы уплотнения, которое обеспечивается соединением системы уплотнения с основанием колпака с геометрическим замыканием посредством фланца. Еще одно преимущество изобретения заключается в том, что один и тот же соединительный элемент (фланец) используется для двух видов соединения.

Между соединительным элементом и основанием колпака может быть расположен неподвижный уплотнительный элемент. Неподвижный уплотнительный элемент в предпочтительном варианте осуществления выполнен как уплотнительное кольцо круглого сечения или как плоское уплотнительное кольцо. Помимо этого, система уплотнения имеет динамический уплотнительный элемент. Динамический уплотнительный элемент представляет собой сальник или контактное уплотнительное кольцо. Согласно изобретению под динамическим уплотняющим элементом следует понимать элемент, посредством которого производится герметизация подвижных частей, таких, как, например, вращающаяся верхняя штанга. Под неподвижным уплотняющим элементом следует, например, понимать уплотнительные кольца круглого сечения или плоские уплотнительные кольца, которые взаимно герметизируют неподвижные детали, такие как система уплотнения и колпак.

Благодаря предлагаемому в изобретении решению вся система уплотнения может быть демонтирована из колпака и заменена системой уплотнения с другим внутренним диаметром. За счет такой модульной конструкции могут быть герметизированы также верхние штанги с различными наружными диаметрами. Дополнительно к этому внутренний диаметр динамического уплотнительного элемента может быть адаптируемым с возможностью использования системы уплотнения для герметизации верхних штанг с различными наружными диаметрами. Соответствующее преимущество заключается в том, что колпак всегда можно оснащать одинаковым основанием, независимо от того, какого размера привод и, тем самым, диаметр верхней штанги.

В дальнейшем примеры выполнения изобретения и его преимущества более подробно поясняются с помощью прилагаемых рисунков. Масштабные отношения отдельных элементов между собой на рисунках не всегда соответствует реальным масштабным отношениям, поскольку одни формы изображены упрощенно, а другие формы для лучшей наглядности увеличены по сравнению с другими элементами.

На фиг. 1 показано положение системы уплотнения согласно изобретению в приводной головке.

На фиг. 2 показана система уплотнения согласно изобретению на изображении в разрезе.

На фиг. 1 показано положение системы 20 уплотнения согласно изобретению в приводной головке 10 транспортировочного устройства. Приводная головка 10 состоит, по существу, из привода 16 и колпака 22, в котором могут быть размещены остальные компоненты. Энергия привода передается от привода 16 на верхнюю штангу (полированный шток) 26. Верхняя штанга 26 соединена со скважинным погружным насосом 12, который находится в скважине 14. Скважинный погружной насос 12 приводится в действие верхней штангой 26. Чтобы герметизировать приводную головку 10 относительно скважины 14, система уплотнения 20 соединена с основанием 24 колпака 22. Конструкция и функционирование системы 20 уплотнения подробнее описываются на фиг. 2.

На фиг. 2 показана система 20 уплотнения согласно изобретению на изображении в разрезе. Система 20 уплотнения через соединительный элемент 32 соединена с основанием 24 колпака 22. В показанном примере осуществления соединительный элемент 32 состоит из фланцевого соединения, в котором система 20 уплотнения разъемно соединена винтами 28 с основанием 24. Чтобы обеспечить, что между колпаком 22 и системой 20 уплотнения не могла вытекать жидкость, система 20 уплотнения на своей нижней стороне 30, которая вставлена в основание 24 колпака 22, снабжена неподвижным уплотнительным элементом 34. Верхняя штанга 26 герметизирована относительно скважины (не показана) посредством динамического уплотнительного элемента 36. В предпочтительном варианте осуществления динамический уплотнительный элемент 36 является сальником. Система 20 уплотнения отличается тем, что ее можно согласовать с различными верхними штангами 26 и/или скважинами. Это осуществляется посредством того, что внутренний диаметр ID динамического уплотнительного элемента 36 согласуется с наружным диаметром AD верхней штанги 26. На случай, если все-таки перекачиваемая среда вытекает из системы 20 уплотнения, она снабжена сливом 18 утечки.

Изобретение описано со ссылкой на предпочтительный вариант осуществления.

ССЫЛОЧНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

10 приводная головка

12 скважинный погружной насос

14 скважина

16 привод

18 слив утечки

20 система уплотнения

22 колпак

24 основание колпака

26 верхняя штанга

28 винты

30 нижняя сторона

32 соединительный элемент

34 неподвижный уплотнительный элемент

36 динамический уплотнительный элемент

ID внутренний диаметр

AD наружный диаметр

1. Система (20) уплотнения для герметизации приводной головки (10) скважинного погружного насоса (12), состоящей из привода (16) и колпака (22), относительно скважины (14), причем система (20) уплотнения расположена на основании (24) колпака (22), и через систему (20) уплотнения проходит верхняя штанга (26), отличающаяся тем, что она выполнена в виде сменного модуля и на нижней стороне (30) снабжена соединительным элементом (32), представляющим собой фланец, которым система уплотнения с геометрическим и силовым замыканием разъемно соединена с основанием (24) колпака (22).

2. Система (20) уплотнения по п. 1, отличающаяся тем, что между соединительным элементом (32) и основанием (24) колпака (22) расположен неподвижный уплотнительный элемент (34).

3. Система (20) уплотнения по п. 2, отличающаяся тем, что неподвижный уплотнительный элемент (34) является уплотнительным кольцом круглого сечения или плоским уплотнительным кольцом.

4. Система (20) уплотнения по одному из пп. 1-3, отличающаяся тем, что она содержит динамический уплотнительный элемент (36).

5. Система (20) уплотнения по п. 4, отличающаяся тем, что динамический уплотнительный элемент (36) является сальником или контактным уплотнительным кольцом.

6. Система (20) уплотнения по п. 5, отличающаяся тем, что внутренний диаметр (ID) динамического уплотнительного элемента (36) является адаптируемым с возможностью использования системы (20) уплотнения для герметизации верхних штанг (26) с различными наружными диаметрами (AD).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при ликвидации газонефтепроявлений на устье скважины. .

Изобретение относится к эксплуатации скважин на воду и может быть использовано для тампонажных работ. .

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройству для герметизации устья нефтяных и газовых скважин при СПО ГНО в процессе их строительства и ремонта для предупреждения нефтегазоводопроявлений. Технический результат заключается в повышении эффективности и оперативности герметизации устья скважины при СПО колонны штанг. Устройство для герметизации устья скважины содержит полый корпус, состоящий из двух разъемных частей, при этом находящихся в разомкнутом положении до начала герметизации. Верхняя часть корпуса содержит на своем верхнем конце заглушку, соединенную через переводник с верхней муфтой, а на нижнем конце - шарнир, над которым установлено верхнее быстроразъемное соединение (БРС) с внутренней резьбой. Нижняя часть корпуса содержит на своем нижнем конце присоединенный через нижнюю муфту патрубок с боковым отводом, а на верхнем конце - приспособление свинчивания-развинчивания штанг (ПСРШ), над которым установлено нижнее БРС с внешней резьбой. При этом верхнее и нижнее БРС, а также ПСРШ и шарнир выполнены с возможностью фиксации друг с другом с образованием двух герметизирующих узлов, причем узел соединения ПСРШ с шарниром при герметизации установлен внутри узла соединения БРС. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к оборудованию для герметизации устья скважины при бурении турбинным способом. Обеспечивает повышение надежности, безопасности и удобства эксплуатации, снижение трудоемкости и временных затрат при использовании, а также расширение эксплуатационных возможностей. Устройство содержит корпус с верхним основанием и нижним фланцем. В сквозном осевом канале корпуса установлена вставка. Вставка включает герметизирующий блок, состоящий из прижима, опоры и расположенной между ними уплотнительной манжеты, соединенных посредством шпилек с гайками. Вставка состоит из двух половин с диаметральным разъемом, которые шарнирно связаны между собой, а в сомкнутом состоянии соединены защелкой. В прижиме, опоре и манжете выполнено центральное квадратное отверстие. Узел фиксации вставки в корпусе выполнен в виде подвижных ползунов с винтовым приводом, размещенных в радиальных отверстиях верхнего основания. Узел фиксации вставки от проворота в корпусе выполнен в виде двух опорных выступов, расположенных на конусной поверхности прижима и взаимодействующих с ползунами. Верхнее основание корпуса выполнено в виде фланца с отверстиями под шпильки и с кольцевой канавкой под уплотнительное кольцо. 5 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей и геологоразведочной отраслям промышленности и предназначено для герметизации эксплуатационных и технических колонн газовых и нефтяных скважин при ликвидации открытого фонтанирования. Техническим результатом является обеспечение надежной герметизации проходного сечения технической колонны посредством дистанционного, для обеспечения безопасности оперативного персонала, ввода и закрепления в ее устье герметизирующего узла. Предложено устройство для герметизации эксплуатационных и технических колонн фонтанирующих скважин, включающее узел фиксации устройства на фонтанирующей колонне, гидроприводной механизм наведения и совмещения осей герметизирующего устройства и фонтанирующей колонны с последующим вводом его в скважину, а также гидроприводной механизм фиксации герметизирующего устройства в стволе скважины с встроенным в него запорным органом. При этом совмещение с осью скважины и ввод в ее створ герметизирующего устройства осуществляется одним гидроцилиндром, встроенным в два сопряженных цилиндрических корпуса. В одном из которых, подвижном, на боковой поверхности выполнен продольный паз с прямолинейным и наклонным участками, обеспечивающими его последовательно вращательное и вертикальное перемещения относительно другого, неподвижного, а в верхней его части закреплена, перпендикулярно к оси, консоль с разъемным хомутом, в котором неподвижно закрепляется корпус механизма фиксации и герметизации. Механизм фиксации и герметизации состоит из двухштокового гидроцилиндра, один из которых на своем нижнем конце имеет стопорящий и герметизирующий узлы и выполнен с возможностью приведением его в действие осуществлять предварительный контакт этих узлов с внутренней поверхностью колонны, а второй шток выполнен с возможностью приведением его в действие обеспечивать фиксацию устройства в колонне. При этом второй шток имеет на своем верхнем конце запорный орган с приспособлением дистанционного управления, с возможностью дополнительного обеспечения перекрытия проходного сечения, прекращения истечение фонтанирующей среды. 6 ил.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей и геологоразведочной отраслям промышленности и предназначено для герметизации отверстия грундбуксы фланца трубной головки в случае открытого фонтанирования через него скважинной среды. Целью изобретения является достижение надежной герметизации отверстия грундбуксы аварийного фланца трубной головки, устранение открытого фонтанирования из него скважинной среды с возможностью ручного перекрытия канала истечения, обеспечив при этом максимальную безопасность действующего персонала за счет дистанционного управления работой исполнительных механизмов устройства. Поставленная цель достигается устройством для герметизации отверстия грундбуксы фланца трубной головки, устанавливаемым на внутреннем торце аварийного фланца трубной головки и состоящим из плиты с закрепленным на ней сегментом червячного колеса с двумя противоположно расположенными окружными пазами сечением «ласточкин хвост», в которых посредством вставленных в них окружных клиньев имеет возможность перемещаться по окружности закрепленная на них консоль со смонтированными соосно червяком и гидромотором, на которой установлены гидроцилиндр с полым штоком, оснащенным герметизирующим элементом, а также запорное устройство и отводная труба. 6 ил.

Изобретение относится к средствам герметизации привода скважинных погружных насосов относительно скважины. Техническим результатом является обеспечение однозначности положения системы уплотнения и облегчение замены системы уплотнения при переходе на другой диаметр штанги погружных насосов. Предложена система уплотнения для герметизации приводной головки скважинного погружного насоса, состоящая из привода и колпака. Причем система уплотнения расположена на основании колпака, и через систему уплотнения проходит верхняя штанга. При этом система выполнена в виде сменного модуля и на нижней стороне снабжена соединительным элементом, представляющим собой фланец, которым система уплотнения с геометрическим и силовым замыканием разъемно соединена с основанием колпака. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх