Погружная гидроприводная насосная установка

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

987178 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06. 07. 81 (21) 3312870 25-06 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 07.01.83. Бюллетень ¹ 1

Дата опубликования описания 17.01.83 (51) М. Кл. 3

F 04 В 47/04

Гееударственкый комитет (53) УДК 62! 651 (088.8) ло делам изобретений и открытий

В. В. Нкокнык, Н. Ф. Кагаргганоа, В. Ф. Бочарников, А. Ш. Сыртланов и М. Ф. Вахитов (72) Авторы изобретения

Башкирский государственный научно-иссяедовательский и проектный институт нефтяной промышленности (71) Заявитель (54) ПОГРУЖНАЯ ГИДРОПРИВОДНАЯ НАСОСНАЯ

УСТАНОВКА

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к погружной гидроприводной насосной установке, предназначенной для подъема жидкости из скважины и связанной гидравлически по колонне труб с силовым приводом, расположенным на поверхности.

Известна погружная гидроприводная насосная установка, содержащая плунжерный гидродвигатель с каналом подвода и отвода рабочей среды и распределительное устройство, имеющее размещенный в корпусе золотник с распределительными каналами, связанный подпружиненной тягой с плунжером гидродвигателя, и струйный аппарат, сопло которого связано с каналом подвода рабочей среды, выход диффузора с каналом отвода рабочей среды, а камера смешения через распределительный канал золотника — с рабочей полостью гидродвигателя (1) .

Недостатком известной насосной установки является невысокая эффективность и надежность работы.

Целью изобретения является повышение надежности работы.

Поставленная цель достигается за счет того, что струйный аппарат размещен в теле золотника, сопло сообщено с каналом подвода рабочей среды через осевой канал, выполненный в золотнике, а выход диффузора связан с каналом отвода рабочей среды через распределительный канал золотника.

На фиг. 1 схематично изображена погружная гидроприводная насосная установка при

1О движении поршневой группы сверху вниз; на фиг. 2 — верхняя часть агрегата при движении поршневой группы снизу вверх.

Погружная гидроприводная насосная установка содержит плунжерный гидродвигатель 1 с каналом подвода 2 и отвода 3 рабочей среды, распределительное устройство, имеющее размещенный в корпусе 4 золотник 5 с распределительными каналами 6. Золотник 5 связан подпружиненной тягой 7 с плунжером I гидродвигателя. Имеется струйный аппарат, размещенный в теле золотника 5, сопло 8 которого сообщено осевым каналом 9 с:.аналом подвода 2 рабочей среды, а выход 10 диффузора 11 — с каналом 3 отвода рабочей среды. Камера смешения 12 сообщена через

987178

55 распределительный канал 13 золотника с рабочей полостью 14 гидродвигателя. При этом выход !О диффузора 11 связан с каналом 3 отвода рабочей среды через распределппгельный канал 13 золотника 5. Плунжер 1 жестко связан с поршнем 15 и плунжером 16 насоса, при этом диаметр поршня 5 больше диаметра плунжера 16 насоса. Плунжер 16 насоса установлен в колонне 17 и имеет канал 18 для отвода добываемой жидкости с забоя скважины через приемный 19 и нагнетательHûé 20 клапаны. Пространство между колонной 17 труб и обсадной колонной 21 герметизируется пакером 22, образуя затрубное пространство 23 для под нема отработанной добываемой жидкости. Полость 24 сообII3åI!а ксl II;iлом 25 с затp) оным пространст†вом 23, а полость 26 каналом 27 — с вы.ходом 10 диффузора 11.

Погружная гидроприводная насосная установка работает следующим образом.

При нахождении плунжера 16 в верхней мертвой точке золотник 5 также находится в верхней мертвой точке. Рабочая жидкость подается силовым приводом (не показан) по колонне 17 через каналы 2, 9 и 13 и поступает в полость 14 гидродвигателя, наполняет ее, не имея выхода, повышает давление в полости до рабочего. Одновременно давление жидкости от центрального канала 9 передается через сопло 8, диффузор 1! и продольный канал 27 в торцовую полосп 26, и за счет разницы плошадей открытого нижнего и частично перекрытого верхнего торцов золотника 5, на которые действует рабочее давление, он надежно фиксируется в верхнем положении.

Давление рабочей жидкости, приложенное к площади поперечного сечения плунжерного гидродвигателя 1 и поршня 15, создает осевое усилие, направленное вдоль плунжерной группы, и начинается ее движение сверху вниз. При этом на эффективную площадь (разница площадей поршня 15 и плунжера 16 насоса) поршня 15 постоянно действует давление гидростатического столба жидкости в надпакерной части затрубного пространства, а на нижний торец плунжера 16 насоса — давление на приеме насоса. При движении плунжера 16 вниз добываемая жидкость из-под плунжера 16 нагнетается через клапан 20, отводится через канал 18 и затрубное пространство на поверхность, так же отводится жидкость из полости 24.

При приближении плунжера 16 к нижней мертвой точке верхний поршень !5 на плунжере 1 гидродвигателя упирается в торец подпружиненной тяги 7 и перемещает золотник 5 в нижнюю мертвую точку корпуса 4 (фиг. 2) . Канал 13 перекрывается, а среднее окно открывается и начинает сообгцать полость 14 с камерой смешения

12 и одновременно открывается нижний

3S

40 канал 3 и сообщает канал отвода 3 и затрубное пространство 23 с диффузором 11.

Поток рабочей жидкости направляется к соплу 8 и при этом происходит выравнивание давления в полости 14 гидродвигателя с давлением в затрубном пространстве 24, а плунжер !6, достигнув нижней мертвой точки, останавливается.

При второй половине цикла (фиг. 2) подвижный золотник 5 находится в нижней мертвой точке. Рабочая жидкость под давлением по колонне 17 через каналы 2, центральный канал 9 поступает в сопло 8 струйного аппарата и создает область пониженного давления на выходе ее из сопла. В эту область через канал 6 неподвижного корпуса 4 устремляется рабочая жидкость, заполняющая полость 14 гидродвигателя, смешивается с потоком жидкости, выходящей из сопла, в камере 12 смещения и через выход 10 диффузора 11, канал 3 и затрубное пространство 23 поднимается на поверхность, Это вызывает уменьшение давления в полости 14 гидродвигателя. В результате появляется перепад давлений между затрубным пространством и полостью 14, копечивающую движение плунжерной группе вверх. Давление на приеме насоса в некоторой степени также способствует движению плунжерной группе вверх.

При движении вверх нагнетательный клапан 20 закрыт, а всасывающий клапан

19 открыт и происходит наполнение цилиндра насоса добываемой жидкостью. Плунжерная группа, приближаясь к верхней мертвой точке, дном поршня 15 гидродвигателя у пирается в подпружи ненную тягу

7, и усилие передается на золотник 5, который занимает верхнюю мертвую точку.

Боковые каналы 6 перекрываются. а каналы 13 открываются, и поток жидкости через них из центрального канала 9 устремляется в полость 14 гидродвигателя, давление в камере повышается, что приводит к остановке поршневой группы.

С повышением давления в полости 14 до рабочего давления жидкости поршневая группа начинает движение сверю вниз, т. е. цикл повторяется.

Выполнение распределительного устройства в виде золотника, размещенного в корпусе, и выполнение в золотнике струйного аппарата позволяют осуществить центральное размещение этого устройства в камере гидродвигателя. Такое выполнение упрощает изготовление устройства с каналами и окнами больших диаметральных сечений (диаметром более 15 мм) и с наиболее удобными профилями, что резко снижает гидравлические потери в агрегате, а также увеличивает скорость наполнения камеры гидродвигателя и, тем самым, скорость движения плунжерной группы вниз. Обеспечивается умень987178

Ч шение энергетических затрат на работу агрегата и повышение его производительности и эксплуатационной надежности.

Формула изобретения

Погружная гидроприводная насосная установка, содержащая плунжерный гидродвигатель с каналами подвода и отвода рабочей среды и распределительное устройство, имеющее размещенный в корпусе золотник с распределительными каналами, связанными подпружиненной тягой с плунжером гидродвигателя, и струйный аппарат, сопло которого связано с каналом подвода рабочей среды, выход диффузора — с каналом отвода рабочей среды, а камера смешения через распределительный канал золотника — с рабочей полостью гидродвигателя, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы, струйный аппарат размещен в теле золотника, сопло сообщено с каналом подвода рабочей среды через осевой канал, выполненный в золотнике, а выход диффузора связан с каналом отвода рабочей среды через распределительный канал золотника.

to Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 666292, кл. F 04 В 47/04, 1977.

987178

Составитель А. Молитвин

Редактор Л. Повхан Техред И. Верес Корректор Л. Бокшан

Заказ !0249/15 Тираж 662 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4