Привод штангового скважинного насоса с гидровакуумным уравновешиванием

Привод штангового скважинного насоса с гидровакуумным уравновешиванием относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к насосным установкам, специально предназначенным для подъема жидкостей с больших глубин, например из скважин, включающим гидравлические или пневматические средства. Привод содержит устройство для аккумулирования энергии движущейся вниз колонны штанг при реверсировании, состоящее из отсечного клапана и устройства для его переключения, установленного в системе реверсирования. Снижаются энергозатраты при эксплуатации привода путем аккумулирования энергии при торможении движущейся вниз колонны штанг в момент реверсирования. 1 ил.

 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к приводным устройствам скважинного насоса, расположенным на поверхности земли, включающим гидравлические и пневматические средства, и может быть использовано для подъема пластовой жидкости с больших глубин.

Известен гидравлический привод скважинной штанговой насосной установки (а.с. SU 1642069 A1, МПК5 F04B 47/04, опубл. 15.04.1991 г.). Привод содержит размещенные один над другим уравновешивающий и приводной гидроцилиндры с расположенными в них поршнями, связанными между собой штоком, нижний конец которого соединен с плунжером штангового насоса посредством колонны штанг, причем поршневая и штоковая полости приводного гидроцилиндра гидравлически сообщены через распределитель с силовым насосом и баком, а штоковая полость уравновешивающего гидроцилиндра сообщена с источником давления (атмосферой).

Недостатком такого привода является утилизация энергии движущейся вниз колонны штанг при ее торможении путем дросселирования рабочей жидкости в распределителе.

Задачей изобретения является снижение энергозатрат при эксплуатации привода штангового скважинного насоса с гидровакуумным уравновешиванием.

Задача решается за счет установки отсечного клапана на линии, соединяющей нижнюю полость уравновешивающего цилиндра с атмосферой, который управляется от сигнала (электрического, гидравлического, пневматического…), подаваемого от системы реверсирования движением штоков в цилиндрах.

На чертеже схематично изображен предлагаемый привод штангового скважинного насоса с гидровакуумным уравновешиванием.

Привод состоит из приводного 1 и уравновешивающего 2 цилиндров с поршнями 3 и 4, разделяющими цилиндры на верхние 5 и 6 и нижние 7 и 8 полости. Поршни соединены между собой штоком 9, нижний конец которого посредством муфты 10 соединен с устьевым штоком, колонной штанг и плунжером скважинного насоса (не показаны). Какой из цилиндров приводной 1 или уравновешивающий 2 верхний, а какой нижний не является принципиальным. На чертеже изображено предпочтительное расположение цилиндров, массивный большого диаметра цилиндр располагается внизу, при этом обеспечивается более жесткая конструкция при меньшей массе привода. Верхняя 5 и нижняя 7 полости приводного 1 цилиндра гидравлически сообщены через распределитель 11 с силовым насосом 12 и баком 13, а нижняя полость 8 уравновешивающего 2 цилиндра сообщена с источником 14 давления. В качестве источника 14 давления служит атмосфера. Привод снабжен вакуумным насосом 15, с которым сообщена верхняя 6 полость уравновешивающего 2 цилиндра. Привод силового насоса 12 и вакуумного насоса 15 осуществляется от двигателя 16. Для автоматического изменения направления движения штока 9 привод снабжен системой реверсирования 17 с верхним 18 и нижним 19 устройствами переключения распределителя 11, которые срабатывают при прохождении мимо них муфты 10.

Привод дополнительно снабжен отсечным клапаном 20, установленным на линии соединяющей нижнюю полость 8 уравновешивающего цилиндра 2 с источником давления 14, и устройством переключения 21, установленным в системе реверсирования 17.

Привод работает следующим образом.

При включенном двигателе 16 вакуумный насос 15 создает разрежение в верхней полости 6 уравновешивающего цилиндра 2, в результате чего давление атмосферы, как источника 14 давления, действующего в нижней 8 полости уравновешивающего 2 цилиндра, создает усилие, направленное вверх. Величина этого усилия на муфте 10, которая является точкой подвеса колонны штанг, подбирается такой, чтобы она могла компенсировать вес колонны штанг и половину веса столба откачиваемой из скважины (не показаны) жидкости. Двигатель 16 одновременно приводит в действие силовой насос 12, который подает рабочую жидкость через распределитель 11 в нижнюю 7 полость приводного 1 цилиндра, в результате чего шток 9 с поршнями 3 и 4 и муфтой 10 движутся вверх. Рабочая жидкость из верхней 5 полости приводного 1 цилиндра вытесняется через распределитель 11 в бак 13. При прохождении муфты 10 мимо устройства переключения 18 оно срабатывает под действием сигнала от муфты 10 и переключает гидрораспределитель 11. В процессе переключения распределителя 11 происходит торможение и остановка штока 9, а по окончании процесса переключения рабочая жидкость направляется из бака 13 посредством насоса 12 через распределитель 11 в верхнюю 5 полость приводного 1 цилиндра, шток 9 с муфтой 10 перемещаются вниз. Верхнее 18 устройство переключения срабатывает при прохождении мимо него муфты 10 только в одном направлении вверх, нижнее 19 устройство переключения - только в направлении вниз, а устройство переключения 21, управляющее отсечным клапаном 20, срабатывает в обоих направлениях. Устройство переключения 21 устанавливается в непосредственной близости от нижнего 19 устройства переключения и может находиться как выше, так и ниже или на одном уровне с ним. Движение вниз штока 9 начинается разгоном, затем идет участок равномерного движения. При подходе муфты 10 к устройству переключения 21 оно срабатывает и закрывает отсечной клапан 20, а при подходе к нижнему 19 устройству переключения подается сигнал на распределитель 11. В нижней 8 полости уравновешивающего 2 цилиндра при дальнейшем перемещении штока 9 вниз возрастает давление воздуха, создавая тормозную силу вплоть до полной остановки штока 9 и связанной с ним колонны штанг. Время переключения распределителя 11 настраивается так, чтобы завершение процесса переключения совпадало с остановкой штока 9 в крайнем нижнем положении. Далее начинается ход штока 9 вверх, при этом для разгона используется энергия сжатого воздуха в нижней 8 полости уравновешивающего 2 цилиндра. При движении штока 9 вверх муфта 10 достигает уровня устройства переключения 21, которое срабатывает, сообщая нижнюю 8 полость уравновешивающего 2 цилиндра с атмосферой. Далее цикл повторяется.

Привод штангового скважинного насоса с гидровакуумным уравновешиванием, содержащий размещенные один над другим приводной и уравновешивающий цилиндры с расположенными в них с образованием верхних и нижних полостей поршнями, связанными между собой штоком, нижний конец которого соединен с плунжером скважинного штангового насоса посредством муфты, устьевого штока и колонны штанг, причем верхняя и нижняя полости приводного цилиндра гидравлически сообщены через распределитель с силовым насосом и баком, нижняя полость уравновешивающего цилиндра сообщена с атмосферой, а верхняя полость уравновешивающего цилиндра сообщена с вакуумным насосом, распределитель управляется системой реверсирования с верхним и нижним устройствами переключения, отличающийся тем, что с целью снижения энергозатрат при эксплуатации привода путем аккумулирования энергии при торможении движущейся вниз колонны штанг в момент реверсирования привод дополнительно снабжен отсечным клапаном, установленным на линии, соединяющей нижнюю полость уравновешивающего цилиндра с атмосферой, и устройством переключения, установленным в системе реверсирования.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для эксплуатации высокодебитных нефтяных скважин. Технический результат заключается в повышении производительности насоса.

Изобретение относится к насосной технике, используемой при добыче нефти, в частности к погружным скважинным насосам для подъема пластовой жидкости из глубоких скважин.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено для эксплуатации проблемных заклинивающих скважин штанговыми насосами. Способ включает возвратно-поступательное движение и вращение колонны штанг.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для добычи нефти из скважин при большом содержании твердых частиц в откачиваемой жидкости, агрессивных сред, высокой вязкости и большой кривизне скважин.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для добычи нефти из скважин при большом содержании твердых частиц в откачиваемой жидкости, агрессивных сред, высокой вязкости и большой кривизне скважин.

Изобретение относится к горному делу и может быть применено в качестве привода с канатной связью для одновременной раздельной эксплуатации двух пластов через одну скважину штанговыми насосами.

Изобретение относится к гидравлическим машинам объемного вытеснения, точнее - к приводным устройствам, включающим гидравлические или пневматические средства, и может быть использовано в качестве привода, например насоса, для подъема жидкостей с больших глубин.

Изобретение относится к испытанию геологического пласта, в частности к управлению насосом или блоком перемещения текучих сред инструмента для испытания пласта. .

Изобретение относится к устройствам для добычи высоковязкой нефти из буровых скважин. .

Изобретение относится к нефтяному машиностроению и может быть использовано для подъема жидкости из скважин. .

Изобретение предназначено для использования в приводах скважинных штанговых насосов, в технике добычи нефти. Привод содержит устьевые штоки, гидроцилиндр с поплавком, снабженным тороидальной полостью в нижней части, управляющее устройство, связанное с концевыми выключателями в мертвых точках положений поплавка и управляемым вентилем. Силовой блок включает центробежный вентилятор с электродвигателем. Управляемый вентиль снабжен фланцами, одни из которых связаны с воздушными полостями гидроцилиндра под верхним днищем цилиндра и под перегородкой поплавка, образующими замкнутый контур, а другие с входом и выходом центробежного вентилятора. Объем замкнутой герметичной тороидальной полости поплавка достаточен для достижения выталкивающей силы, уравновешивающей массу колонн штанг скважины, поплавка и половины поднимаемой массы нефтяного столба. Обеспечивается высокий ресурс без трения поршней, жидких масел, вентилятор с малыми оборотами. Уменьшается масса привода. Упрощается конструкция. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам и устройствам добычи нефти. Способ заключается в том, что рабочая жидкость подается с поверхности силовым агрегатом к скважинному гидропоршневому насосному агрегату, состоящему из гидродвигателя с одним цилиндром и силовым поршнем, жестко связанным при помощи тяги с поршнем поршневого насоса двойного действия, через две металлические трубки малого диаметра. Трубки крепятся снаружи НКТ при помощи хомутов и протекторов. Насосный агрегат включает в себя гидродвигатель, состоящий из цилиндра, разделенного поршнем на две полости - надпоршневую и подпоршневую, в каждую из которых производится нагнетание рабочей жидкости попеременно с поверхности силовым агрегатом по двум металлическим гидралическим трубкам через распределительное устройство, также находящееся на поверхности. В качестве рабочей жидкости можно использовать гидравлическое масло. Поршень гидродвигателя, совершающий возвратно-поступательные движения вверх-вниз жестко, связан с поршнем поршневого насоса двойного действия, также разделенного поршнем на две полости и имеющего по два клапана в каждой полости: нагнетательный и всасывающий, для одновременного совершения всасывания и нагнетания пластовой жидкости в каждый цикл движения поршня вниз/вверх. Сокращаются эксплутационные затраты на подъем скважинной жидкости. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к системам управления и контроля гидравлических приводов штанговых насосов. Система управления гидравлическим приводом штангового насоса содержит программируемый логический контроллер 1, аналоговые входы которого соединены с выходами датчика давления масла 2, датчика температуры масла 3 в штоковой полости гидроцилиндра и датчика температуры масла 4. Дискретные входы программируемого логического контроллера соединены с выходами датчика перемещения штока 5, датчика положения штока 6, датчика положения затвора напорной линии 7, датчика уровня масла в баке 8, датчика засоренности фильтра 9 и преобразователя частоты 10. Коммуникационный порт программируемого логического контроллера 1 соединен с аналогичными портами датчика угла наклона опоры 24, эхолота 23 и устройства беспроводного обмена данными 22. К дискретным выходам программируемого логического контроллера подсоединены реле, управляющие электромагнитами, устройства включения/выключения систем нагрева и охлаждения масла и дискретные входы частотного преобразователя, входная силовая шина которого подключена к питающей сети, а его выходная силовая шина подключена к электродвигателю 11 штангового насоса. Повышается надежность работы гидравлического привода штангового насоса за счет обеспечения контроля работы всех систем привода в реальном времени с возможностью предотвращения аварийных ситуаций, в том числе в условиях низких температур. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающему оборудованию, в частности к установке гидропривода насоса для добычи нефти и самому насосу. Гидропривод содержит двигатель, по меньшей мере один первый вторичный гидравлический агрегат управления и по меньшей мере один второй вторичный гидравлический агрегат управления, механически связанные друг с другом и приводимые в действие двигателем. Первый делитель потока объемного типа гидравлически связан с первым вторичным гидравлическим агрегатом управления, а также гидравлически связан с приводами первой группы насосных штанг, включающей по меньшей мере две насосные штанги, с возможностью синхронного приведения первой группы насосных штанг в возвратно-поступательное движение. Второй делитель потока объемного типа гидравлически связан со вторым вторичным гидравлическим агрегатом управления, а также гидравлически связан с приводами второй группы насосных штанг, включающей по меньшей мере две насосные штанги, с возможностью синхронного приведения второй группы насосных штанг в возвратно-поступательное движение. Содержит первую сенсорную систему, приспособленную для задания длины хода первой группы насосных штанг, вторую сенсорную систему, приспособленную для задания длины хода второй группы насосных штанг. Управляющий клапан приспособлен для управления режимами работы каждого из первых вторичных гидравлических агрегатов управления и каждого из вторых вторичных гидравлических агрегатов управления на основе сигналов, поступающих соответственно из первой и второй сенсорных систем. Управляющий клапан выполнен таким образом, что в течение по меньшей мере части периода работы первого и второго вторичных гидравлических агрегатов управления один из этих агрегатов работает в режиме гидромотора и совместно с двигателем приводит в действие другой вторичный гидравлический агрегат управления, работающий в режиме насоса. Установка гидропривода может использоваться с несколькими нефтяными скважинами. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 ил.

Привод штангового скважинного насоса с гидровакуумным уравновешиванием относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к насосным установкам, специально предназначенным для подъема жидкостей с больших глубин, например из скважин, включающим гидравлические или пневматические средства. Привод содержит устройство для аккумулирования энергии движущейся вниз колонны штанг при реверсировании, состоящее из отсечного клапана и устройства для его переключения, установленного в системе реверсирования. Снижаются энергозатраты при эксплуатации привода путем аккумулирования энергии при торможении движущейся вниз колонны штанг в момент реверсирования. 1 ил.

Наверх