Установка для испытания штанговых насосов

Изобретение относится к области механизированной добычи нефти, в частности к исследованию процессов, происходящих в скважинных штанговых насосах, непосредственно в их плунжерной паре. Установка содержит механизм возвратно-поступательного движения, плунжер с закупоренным каналом в цилиндре насоса, систему измерения и регистрации параметров насоса, нагнетательную линию с установленным газовым баллоном с манометром с инертным газом высокого давления, посредством которого создается жидкостная прослойка над плунжером, воронку, собирающую и направляющую утечки жидкости через плунжерную пару в мерную емкость, расположенную в нижней части цилиндра насоса. Полированный шток возвратно-поступательного механизма снабжен тензодатчиком и динамографом, регистрирующим нагрузку в течение всего цикла работы насоса. В нагнетательной линии установлено устройство обеспечения заданного давления, состоящее из двух разделенных между собой резиновой мембраной камер, одна из которых соединена с газовым баллоном через систему труб с манометром и вентилями, а другая камера соединена с полостью цилиндра. Повышается эффективность работы установки путем внесения конструктивных изменений в виде установки системы труб, вентилей, датчиков и устройства обеспечения заданного давления. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к области механизированной добычи нефти: к исследованию процессов, происходящих в скважинных штанговых насосах, непосредственно в их плунжерной паре.

Известен стенд для исследования влияния параметров откачки и структуры откачиваемой смеси на эффективность работы насоса, содержащий механизм возвратно-поступательного движения, поршневой насос, установленный на каркасе, напорную и рабочую емкости. Перепад давления между выкидом и приемом насоса регулируется баллоном (Н.Н. Репин и др. «Технология механизированной добычи нефти», М., «Недра», с. 56-57).

Недостатком вышеописанного стенда является невозможность раздельной и независимой оценки потерь через клапан насоса и плунжерную пару.

Известна установка для испытания скважинных штанговых и винтовых насосов, содержащая механизм возвратно - поступательного движения насоса, систему измерения и регистрации параметров насоса, коническую передачу для вращения ротора винтового насоса, цепной привод с шарнирным соединением, электродвигатель с коническим редуктором, насосы закреплены на раме с замковым фиксатором (Патент РФ №2159867, F04B 51/00, 2000).

Недостатком данного стенда является расположение привода со стороны выкида насоса, что нарушает герметизацию вследствие высокого давления жидкости и приводит к потерям нагрузки на плунжере и плунжерным утечкам.

Наиболее близкой к предполагаемому изобретению является установка для испытания штанговых насосов, содержащая механизм возвратно-поступательного движения плунжера в цилиндре насоса, систему измерения и регистрации параметров насоса. Причем внутренний канал плунжера закупорен, в нагнетательной линии установлен газовый баллон с манометром с инертным газом высокого давления, посредством которого создается жидкостная прослойка над плунжером, нижняя часть цилиндра насоса выполнена открытой и снабжена воронкой, собирающей и направляющей утечки жидкости через плунжерную пару в мерный стакан, полированный шток возвратно-поступательного механизма снабжен тензодатчиком и динамографом, регистрирующим нагрузку в течение всего цикла работы насоса. (Патент на полезную модель РФ №165265, F04B 51/00, БИ №28, 10.10.2016).

Недостатком установки является сложность регулирования давления газа в нагнетательной линии, сложность поддержания постоянного давления в цилиндре при работе в динамике, невозможность изоляции узлов газовой системы стенда, сложность нагнетания жидкости в полость цилиндра до рабочего давления. Также недостатком является отсутствие датчика температуры, что не позволяет контролировать температуру рабочей жидкости непосредственно при работе.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы установки путем внесения конструктивных изменений в виде установки системы труб, вентилей, датчиков и устройства обеспечения заданного давления.

Поставленная задача решается тем, что в установке для испытания штанговых насосов, содержащей механизм возвратно-поступательного движения, плунжер с закупоренным каналом в цилиндре насоса, систему измерения и регистрации параметров насоса, нагнетательную линию с установленным газовым баллоном с манометром с инертным газом высокого давления, посредством которого создается жидкостная прослойка над плунжером, воронку, собирающую и направляющую утечки жидкости через плунжерную пару в мерную емкость, расположенную в нижней части цилиндра насоса, полированный шток возвратно-поступательного механизма, снабженный тензодатчиком и динамографом, регистрирующим нагрузку в течение всего цикла работы насоса. Согласно изобретению в нагнетательную линию установлено устройство обеспечения заданного давления, состоящее из двух разделенных между собой резиновой мембраной камер, одна из которых соединена с газовым баллоном через систему труб с манометром и вентилями, а другая камера соединена с полостью цилиндра. Между устройством обеспечения заданного давления и газовым баллоном установлена система вентилей для выпуска газа из устройства обеспечения заданного давления и перекрытия рабочих элементов газовой системы. Непосредственно перед цилиндром установлен вентиль, позволяющий нагнетать жидкость в полость цилиндра. При этом в цилиндре выполнено отверстие, через которое установлен окруженный изоляционным материалом датчик температуры таким образом, что контактная часть датчика находится внутри цилиндра в непосредственном контакте с плунжером, а корпус датчика закреплен двумя хомутами, находящимися сверху и снизу датчика, и опоясывающими цилиндр.

На фиг.1 представлен общий вид установки для испытания штанговых насосов, на фиг. 2-3 представлен цилиндр с плунжером, системой сбора утечек и датчиком температуры и его вид сверху, на фиг. 4 представлен вид А, на фиг. 5 вид Б.

Установка для испытания штанговых насосов содержит цилиндр 1 с установленным в нем плунжером 2. Плунжер соединен с электродвигателем 3 с регулируемой мощностью через кривошипно-шатунный механизм, на кривошипно-шатунном механизме установлен тензодатчик 4. На цилиндре установлен датчик 5 температуры, находящийся в непосредственном контакте с плунжером 2 через отверстие в цилиндре 1. Внизу цилиндра монтирована воронка 6 сбора утечек и мерная емкость 7. Рабочая жидкость нагнетается из бака 8 насосом 9 в гидрораспределитель 10 с манометром 11. Перед системой установлен перекрывающий вентиль 12, для поддержания давления на установке используется устройство 13 обеспечения заданного давления, соединенное с газовым баллоном 14 через систему вентилей: вентиль 15 для перекрытия баллона, вентиль 16 спуска воздуха из устройства обеспечения заданного давления и вентиль 17 перекрытия устройства обеспечения заданного давления. Имеется манометр 18 для контроля давления газа.

Устройство 13 обеспечения заданного давления соединено с цилиндром 1 через вентиль 19, с датчиком 20 давления и манометром 21.

Имеется командно-вычислительный блок 22 (КВБ), к которому подключены датчик 5 температуры, датчик 20 давления, тензодатчик 4, электродвигатель 3 и насос 9.

Установка работает следующим образом.

Насос 9, приводимый в действие электродвигателем нагнетает нагретую до нужной температуры рабочую жидкость в гидрораспределитель 10. Гидрораспределитель 10 подает жидкость в устройство 13 обеспечения заданного давления, состоящее из двух соединенных единым корпусом мембран, заполняя его верхнюю часть, до указанного давления, контролируемого датчиком 20 давления электронно и визуально с помощью манометра 21. При достижении необходимого давления датчик 20 подает сигнал на КВБ 22 и происходит отключение насоса 9, прекращается подача жидкости. В нижнюю часть устройства 13 обеспечения заданного давления подается газ из газового баллона 14. Давление газа регулируется с помощью газового редуктора и контролируется с помощью манометра 18. Поджимаемая снизу, через мембрану, газом при постоянном давлении жидкость поступает в цилиндр 1. Просачиваясь между цилиндром 1 и плунжером 2, попадает в воронку 6 сбора утечек и затем в мерную емкость 7. После проведения опытов жидкость спускается из системы обратно в бак 8 Гидрораспределителем 10, а газ из устройства 13 обеспечения заданного давления через вентиль 16.

КВБ 22 с помощью подсоединенных датчика 5 температуры, тензодатчика 4 и электродвигателя 3 контролирует работу установки и снимает данные.

Использование данного изобретения позволяет упростить процесс: регулирования давления газа в нагнетательной линии, поддержания постоянного давления в цилиндре при работе в динамике, изоляции узлов газовой системы стенда, нагнетания жидкости в полость цилиндра до рабочего давления. Также использование данного изобретения позволяет контролировать температуру рабочей жидкости непосредственно при работе.

1. Установка для испытания штанговых насосов, содержащая механизм возвратно-поступательного движения, плунжер с закупоренным каналом в цилиндре насоса, систему измерения и регистрации параметров насоса, нагнетательную линию с установленным газовым баллоном с манометром с инертным газом высокого давления, посредством которого создается жидкостная прослойка над плунжером, воронку, собирающую и направляющую утечки жидкости через плунжерную пару в мерную емкость, расположенную в нижней части цилиндра насоса, полированный шток возвратно-поступательного механизма, снабженный тензодатчиком и динамографом, регистрирующим нагрузку в течение всего цикла работы насоса, отличающаяся тем, что в нагнетательную линию встроено устройство обеспечения заданного давления, состоящее из двух разделенных между собой резиновой мембраной камер, одна из которых соединена с газовым баллоном через систему труб с манометром и вентилей, а другая камера соединена с полостью цилиндра, причем непосредственно перед цилиндром установлен вентиль, позволяющий нагнетать жидкость в цилиндр, также на цилиндре установлен датчик температуры, находящийся в прямом контакте с плунжером.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что между газовым баллоном и устройством обеспечения заданного давления установлены вентили для перекрытия рабочих элементов газовой системы и выпуска газа из устройства поддержания давления и манометр для контроля давления в устройстве обеспечения заданного давления.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что между цилиндром и устройством обеспечения заданного давления установлен дополнительный вентиль для нагнетания жидкости до рабочего давления.

4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что в цилиндре выполнено отверстие, через которое установлен окруженный изоляционным материалом датчик температуры таким образом, что контактная часть датчика находится внутри цилиндра в непосредственном контакте с плунжером, а корпус датчика закреплен двумя хомутами, находящимися сверху и снизу датчика и опоясывающими цилиндр.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к конструкции стендов для моделирования процесса отложения солей и механических частиц на деталях погружных электроцентробежных насосов (ЭЦН) и может быть использовано для проведения сравнительных испытаний ЭЦН, предназначенных для работы в скважинах, осложненных высоким содержанием неорганических солей в пластовой жидкости Устройство содержит узел подвода углекислого газа, емкость для приготовления смеси, имитирующей скважинную жидкость, содержащую механические примеси, электродвигатель и многоступенчатый электроцентробежный насос.

Изобретение относится к области ракетно-космической техники, в частности к области диагностики роторного оборудования по вибрации и оцениванию степени развития дефектов насосных агрегатов заправочного оборудования ракетно-космических комплексов.

Изобретение относится к области учебного лабораторного оборудования. Экспериментальная установка для исследования характеристик центробежных насосов содержит станину, на которую установлен тестируемый насос с шлангом высокого давления на выходе.

Группа изобретений относится к испытаниям гидравлических машин и предназначена для измерения рабочих характеристик погружных газосепараторов, используемых при добыче нефти.

Изобретение относится к испытаниям газосепараторов погружных электронасосных агрегатов для добычи из скважин нефти с высоким газосодержанием. Стенд содержит накопительную емкость с гидравлически сопряженным с ней стендовым гравитационным газожидкостным сепаратором, подпорный насос, систему приготовления газожидкостной смеси с источником газа, блок моделирования внутрискважинных условий для размещения испытуемых гидравлических машин и электродвигателей к ним.

Изобретение относится к гидромашиностроению и может быть использовано при оценке технического состояния гидромашин. Устройство содержит датчик давления 1, установленный в напорной магистрали, датчик числа оборотов 3 вращения вала гидромашины, датчик регистрации отключения гидромашины 4, блок управления 5, включающий последовательно соединенные элемент задержки и формирователь разрешающего сигнала, элемент запрета 6, дифференцирующий блок 7, блок сравнения 8 и блок индикации 9.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано при стендовых испытаниях погружных центробежных насосов для добычи нефти. Способ испытаний насосов включает осуществление цикла циркуляции модельной вязкой жидкости через исследуемый насос и регулирование режимов работы насоса с одновременным контролем параметров насоса.

Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к системам диагностики скважинных штанговых насосных установок. Сущность изобретения состоит в том, что сравнивают эталонное значение среднеквадратического отклонения полной мощности и значение среднеквадратического отклонения полной мощности, определенное из произведения действующих значений тока и напряжения, вычисленных с учетом условия минимального или максимального смещения штока от точки подвеса и условия не равенства нулю производной значения давления, вычисленных по значениям перемещения штока и давления.

Изобретение относится к области эксплуатации нефтяных месторождений. Техническим результатом является увеличение эффективности перекачивания нефти из пласта.

Изобретение относится к гидромашиностроению и направлено на повышение информативности диагностирования насоса. Способ включает проведение последовательных испытаний, дросселирование потока жидкости на выходе из насоса до заданного значения расхода, измерение изменения температуры жидкости на выходе из насоса за заданный промежуток времени и перепада давлений на насосе, определение величин диагностических параметров и оценку по измеренным величинам параметров при различных испытаниях технического состояния насоса.

Изобретение относится к насосостроению, в частности к погружным насосным установкам с приводом от герметичного погружного электродвигателя для перекачивания скважинной жидкости.

Изобретение относится к области машиностроения, к скважинным штанговым насосам, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности. Устройство содержит цилиндр с всасывающим клапаном, приемный фильтр, выполненный в виде перфорированного хвостовика со средствами очистки.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к вертикальным плунжерным насосам для перекачивания высоковязких жидкостей с содержанием механических примесей и газа, и может быть в скважинных штанговых насосах.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение при эксплуатации нефтедобывающих скважин с установками штанговых глубинных насосов, осложненных выносом механических примесей.

Изобретение относится к технике нефтепромыслового оборудования и может быть использовано в штанговых глубинных насосах, работающих в наклонных и горизонтальных скважинах.

Насос // 2674843
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к вертикальным плунжерным насосам, особенно для перекачивания высоковязких жидкостей с содержанием механических примесей и газа, в частности к скважинным штанговым насосам, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей отрасли, в частности к погружным скважинным насосам с приемным фильтром. Устройство содержит приводной вал, цилиндрический корпус, соединенный телескопически с фильтром.

Изобретение относится к области гидромашиностроения, в частности к скважинным штанговым насосам, предназначенным для добычи жидкости из скважин, и может быть использовано в нефтегазодобывающей отрасли.

Изобретение относится к конструкциям бесштанговых глубинных насосно-скважинных установок возвратно-поступательного движения, в которых используются в качестве привода погружные линейные магнитоэлектрические двигатели.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к вертикальным плунжерным насосам с самодействующими клапанами для перекачивания высоковязких жидкостей с содержанием механических примесей и газа, в частности к скважинным штанговым насосам для использования в нефтедобывающей промышленности.

Изобретение относится к области механизированной добычи нефти, в частности к исследованию процессов, происходящих в скважинных штанговых насосах, непосредственно в их плунжерной паре. Установка содержит механизм возвратно-поступательного движения, плунжер с закупоренным каналом в цилиндре насоса, систему измерения и регистрации параметров насоса, нагнетательную линию с установленным газовым баллоном с манометром с инертным газом высокого давления, посредством которого создается жидкостная прослойка над плунжером, воронку, собирающую и направляющую утечки жидкости через плунжерную пару в мерную емкость, расположенную в нижней части цилиндра насоса. Полированный шток возвратно-поступательного механизма снабжен тензодатчиком и динамографом, регистрирующим нагрузку в течение всего цикла работы насоса. В нагнетательной линии установлено устройство обеспечения заданного давления, состоящее из двух разделенных между собой резиновой мембраной камер, одна из которых соединена с газовым баллоном через систему труб с манометром и вентилями, а другая камера соединена с полостью цилиндра. Повышается эффективность работы установки путем внесения конструктивных изменений в виде установки системы труб, вентилей, датчиков и устройства обеспечения заданного давления. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Наверх