RU161852U1 - Гидропривод скважинного штангового насоса - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области механизированной добычи нефти, а именно к гидроприводу скважинного штангового насоса. Задача, на решение которой направлена полезная модель заключается в снижении габаритных размеров устройства, увеличении динамических характеристик, повышении надежности конструкции, увеличении энергетической эффективности при откачке жидкости из скважин, быстрый монтаж гидропривода, что обеспечивает дополнительные возможности применения гидропривода скважинного штангового насоса для различного типа и условий эксплуатации скважинных штанговых насосов. Сущность заявляемой полезной модели характеризуется тем, что гидропривод скважинного штангового насоса содержит: силовой гидроцилиндр, выполненный в виде колонны из ступеней, состоящей из гидроцилиндров не менее двух и установленных вертикально на опорной плите скважины друг на друга на требуемое количество и высоту в соответствии с параметрами применяемого штангового скважинного насоса, а именно на высоту, соизмеримую с длинной хода и требуемого динамического усилия на определенном участке по длине движения поршня скважинного насоса при подъеме жидкости из скважины и соответственно с длинной хода его штанг, при этом гидроцилиндры соединены между собой посредством фланцев, на шток нижнего гидроцилиндра установлен корпус следующего гидроцилиндра, с возможностью подвижным выступать как штоку, так и корпусу гидроцилиндра, при этом каждый гидравлический цилиндр имеет индивидуальную расчетную длину и диаметр по отношению к длине и диаметру других гидравлических цилиндров, а именно, данные параметры гидроцилиндров соизмеримы массе и требуемому усилию поднимаемой скважинным насосом выкачиваемой жидкости с возможностью саморегулирования давления гидравлической жидкости в полости гидроцилиндров при одновременном периодическом сообщении от напорной магистрали соизмеримую с массой жидкости в полости скважинного насоса при подъеме штанг и сливной магистрали при отпускании штанг скважинного насоса соизмеримую с массой колонны штанг с возможностью поддерживать режим требуемого давления по индивидуальным параметрам гидроцилиндров применительно к параметрам применяемого скважинного насоса, а так же с возможностью поддерживать плавный режим реверса при возвратно-поступательном движении штанг скважинного насоса, гидрораспределитель и узел регулировки хода выполнен в виде гидравлической насосной станции с автоматизированной системой управления, а именно с регулировкой длины хода гидроцилиндров по высоте, режима реверсирования возвратно-поступательного движения гидроцилиндров, и поддержание требуемого давления при нагнетании гидравлической жидкости в напорную магистраль и выпуском гидравлической жидкости через сливную магистраль, стойка - пирамида из труб, выполнена в виде трубок и шлангов с возможностью обеспечивать магистральное соединение гидростанции с гидравлическими цилиндрами для движения рабочей жидкости в напорной и сливной магистралях, гидроцилиндр, установленный выходом штока вертикально вверх, выполнен в виде верхнего гидроцилиндра на штоке которого установлен шкив-блок, через который, охватывая его, проходит гибкая тяга, соединяющая колонну штанг скважинного насоса с зажимом на опорной плите, образуя кинематическую цепь, увеличивая при этом длину хода штанг по отношению к длине хода штоков гидроцилиндров.

Description

Полезная модель относится к гидроприводам скважинных штанговых насосов и предназначена для подъема жидкостей с больших глубин при использовании механизированной добычи нефти.

Известен гидропривод скважинного штангового насоса, содержащий раму, гидроцилиндр и устройство для соединения его штока с устьевым штоком, гидроцилиндр установлен на основании штоком вверх, а устройство для соединения последнего с устьевым штоком выполнено в виде цепного полиспаста, устройство (полиспаст) выполнено с блоком на штоке гидроцилиндра, блоком на верху рамы и охватывающей блоки цепи, закрепленной концами на раме и устьевом штоке. [F04B 47/08. Гидропривод штангового глубинного насоса. Патент №2105199].

Недостатком известного устройства является то, что при подаче давления в штоковую полость гидроцилиндра уменьшается рабочая площадь поршня, что приводит к снижению давления при перемещении штока, полиспаст выполнен в виде цепи и звездочек, что приводит к усложнению конструкции при изготовлении и к повышенным требованиям к гибкой связи в виде цепи в режиме эксплуатации.

Наиболее близким является гидропривод штангового глубинного насоса содержащий: гидроцилиндр, установленный на жесткой опорной плите, рабочая нагрузка передается на плиту с помощью подвижной каретки, соединенной со штоком гидроцилиндра через шарнир и с колонной штанг скважины через гибкую тягу, гидроцилиндр смонтирован выходом штока вертикально вверх, полость выхода штока находится под низким давлением и соединена с емкостью для рабочей жидкости, а подпоршневая полость гидроцилиндра, находящаяся под высоким давлением, герметично соединена с нагнетательной линией, имеющей малый объем, гидрораспределитель и узел регулировки хода и гидроцилиндра смонтирован на корпусе в виде стойки-пирамиды, стойка-пирамида выполнена из труб, емкость которых одновременно служит емкостью для рабочей жидкости и теплообменным аппаратом для охлаждения и поддержания температуры рабочей жидкости. [F04B 47/08. Гидропривод скважинного штангового насоса. Патент №2324072].

Недостатком известного устройства является то, что силовой гидроцилиндр работает совместно с кареткой, что приводит к необходимости установки дополнительной конструкции для передвижения каретки, длина применяемого гидроцилиндра неизменна, время цикла подъема и отпускания штанг скважинного штангового насоса напрямую зависит от времени выдвижения и отпускания поршня гидроцилиндра.

Техническая задача, на решение которой направлена полезная модель заключается в уменьшении габаритных размеров устройства, в повышении надежности конструкции, сокращении время цикла и упрощении монтажа гидропривода.

Технический результат заявляемой полезной модели состоит в том, что выполнение силового цилиндра в виде колонны из ступеней, состоящей из гидроцилиндров, не менее двух, установленных вертикально на опорной плите скважины друг на друга, при этом гидроцилиндры соединены между собой посредством фланцев, а именно, на штоки гидроцилиндров установлены корпуса гидроцилиндров, с возможностью подвижным выступать как штоку, так и корпусу гидроцилиндра, обеспечивает возможность применения известных гидравлических цилиндров, а именно, учитывается диаметр поршня, ход поршня, номинальное давление, максимальное давление, толкающее усилие, тянущее усилие, [параметры гидроцилиндров указаны в технических характеристиках гидроцилиндров. ГОСТ 2.601-2006. Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы. ГОСТ 18464-96. Международный Стандарт. Гидроприводы объемные. Гидроцилиндры. Правила приемки и методы испытаний. Основы проектирования объемного привода. В.П. Корпачев, А.А. Андрияс, А.И. Пережилин, Красноярск 2012], соответствующее максимальной нагрузке в точке подвеса штанг скважинного штангового насоса, при этом, напор зависит от длины хода плунжера с учетом массы устьевого оборудования, [параметры скважинного штангового насоса указаны в технических характеристиках скважинного штангового насоса ГОСТ 2.601-2006. Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы. ГОСТ 31835-2012. Насосы скважинные штанговые. Общие технические требования. ГОСТ Р 51896-2002. Насосы скважинные штанговые. Конструкция, основные параметры и размеры насосов], при этом, при выдвижении штоков, верхние гидроцилиндры поднимаются вместе со штоком нижнего гидроцилиндра, при этом своим штоком поднимая корпус верхнего гидроцилиндра, гидроцилиндры работают одновременно, с не значительным опережением один от другого, что приводит к сокращению времени подъема и отпускания гидропривода, а значит к повышению его производительности, гидроцилиндры устанавливаются при помощи фланцев друг на друга в количестве не менее двух [параметры гидроцилиндров указаны в технических характеристиках гидроцилиндров. ГОСТ 2.601-2006. Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы. ГОСТ 18464-96. Международный Стандарт. Гидроприводы объемные. Гидроцилиндры. Правила приемки и методы испытаний. Основы проектирования объемного привода. В.П. Корпачев, А.А. Андрияс, А.И. Пережилин, Красноярск 2012], а именно, присутствует широкий диапазон подбора гидроцилиндров [ГОСТ 18464-96. Международный Стандарт. Гидроприводы объемные. Гидроцилиндры. Правила приемки и методы испытаний] на требуемую высоту применительно к максимальной длине хода устьевого штока и длине хода плунжера скважинного штангового насоса применительно к требуемому динамическому усилию, соответствующее максимальной нагрузке в точке подвеса штанг, напор зависит от длины хода плунжера с учетом массы устьевого оборудования [параметры скважинного штангового насоса указаны в технических характеристиках скважинного штангового насоса. ГОСТ 2.601-2006. Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы. ГОСТ 31835-2012. Насосы скважинные штанговые. Общие технические требования. ГОСТ Р 51896-2002. Насосы скважинные штанговые. Конструкция, основные параметры и размеры насосов], при этом, если требуется увеличить высоту подъема штанг или уменьшить по отношению к применяемому скважинному штанговому насосу, добавляется гидроцилиндр или демонтируется, а значит и снижение габаритных размеров, а так же обеспечивает надежность конструкции тем, что гидроцилиндры крепятся друг на друга фланцами и не требуется значительная длина гидроцилиндра с удлиненным штоком в соответствии с длиной хода штанг скважинного насоса, роль штока при этом выполняют как штоки, так и сами корпуса гидроцилиндров относительно нижнего гидроцилиндра, что увеличивает механическую прочность и устойчивость конструкции за счет жесткого соединения фланцами, что обеспечивает монолитность всей колонны гидроцилиндров, а так же обеспечивает надежность конструкции при исключении гидроударов и рывков при реверсе, а именно установка гидроцилиндра с большим диаметром для снижения скорости движения поршня при реверсе, а так же обеспечивает быстрый монтаж и быструю замену при необходимости не всего гидропривода, а только одного гидравлического цилиндра, компактную транспортировку и быстрый монтаж колонны из ступеней при установке гидравлических цилиндров.

Заявленная полезная модель поясняется чертежом, где изображен гидропривод скважинного штангового насоса.

Гидропривод скважинного штангового насоса содержит: основание - 1, гидравлическая насосная станция - 2, трубки - 3, шланги - 4, опорная плита - 5, скважина - 6, гидравлические цилиндры - 7, штоки гидравлических цилиндров - 8, фланцы - 9, осевая конструкция - 10, шкив-блок - 11, гибкая тяга - 12, штанги - 13, скважинный насос (на чертеже не указан), зажим - 14.

Гидропривод скважинного штангового насоса работает следующим образом: гидравлическая насосная станция - 2, установленная на основании - 1 через напорную магистраль нагнетает через трубки - 3 и шланги - 4, гидравлическую жидкость по закону Архимеда [Большой энциклопедический словарь] одновременно в поршневые полости гидроцилиндров - 7, не менее двух, установленных вертикально на опорной плите скважины друг на друга [параметры гидроцилиндров указаны в технических характеристиках гидроцилиндров. ГОСТ 2.601-2006. Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы. ГОСТ 18464-96. Международный Стандарт. Гидроприводы объемные. Гидроцилиндры. Правила приемки и методы испытаний. Основы проектирования объемного привода. В.П. Корпачев, А.А. Андрияс, А.И. Пережилин, Красноярск 2012], при этом гидроцилиндры - 7 соединены между собой посредством фланцев - 9, а именно, на штоки -8 гидроцилиндров - 7 установлены корпуса гидроцилиндров - 7, с возможностью подвижным выступать как штоку - 8, так и корпусу гидроцилиндра - 7, одновременно выдвигая их штоки - 8 и поднимая гидравлические цилиндры - 7, при этом время цикла сокращается, так как штоки выдвигаются почти одновременно, шток - 8 с меньшим диаметром гидроцилиндра - 7 заполняется быстрее, и одновременно работает гидроцилиндр с диаметром большим относительно верхнего гидроцилиндра, так как диаметры поршней и объемы поршневых полостей разные, [Основы проектирования объемного привода. В.П. Корпачев, А.А. Андрияс, А.И. Пережилин, Красноярск 2012], следовательно, скорость движения штоков гидроцилиндров разные, первыми заканчивают подниматься гидроцилиндры с меньшим диаметром и при приближении к верхней точке заканчивает подниматься шток - 8 гидроцилиндра - 7, имеющего наибольший диаметр и наибольший объем поршневой полости, скорость хода снижается без рывков и гидроударов, включается реверс, при реверсе через сливную магистраль гидравлическая жидкость выпускается из гидроцилиндров - 7, штоки гидроцилиндров - 7 отпускаются почти одновременно вниз, заканчивает отпускаться шток - 8 гидроцилиндра - 7, имеющего наибольший диаметр и объем поршневой полости, скорость хода снижается без рывков и гидроударов, цикл повторяется, при этом на штоке - 8 верхнего гидравлического цилиндра - 7 установлена осевая конструкция - 10 со шкивом-блоком - 11, через который, охватывая его, проходит гибкая тяга - 12 соединяя штанги - 13 скважинного насоса (на чертеже не указан) [параметры скважинного штангового насоса указаны в технических характеристиках скважинного штангового насоса. ГОСТ 2.601-2006. Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы. ГОСТ 31835-2012. Насосы скважинные штанговые. Общие технические требования. ГОСТ Р 51896-2002. Насосы скважинные штанговые. Конструкция, основные параметры и размеры насосов] с зажимом - 14 на опорной плите - 5 скважины - 6, образуя при этом кинематическую цепь и при реверсивной работе гидравлических цилиндров - 7 поднимет и отпускает штанги - 13 скважинного насоса (на чертеже не указан).

Таким образом, выполнение предлагаемого гидропривода скважинного штангового насоса позволит обеспечить снижение габаритов и надежность конструкции, быструю сборку и монтаж, а именно, количество гидроцилиндров определяется исходя из эксплуатационных условий с соблюдением нормативно-технических требований к гидроприводам, а так же обеспечить снижение времени цикла подъема и отпускания штоков гидроцилиндров, так как они работают почти одновременно и возможность применения известных гидравлических цилиндров, а не специализированного одного гидроцилиндра, требующего дополнительных затрат при изготовлении, а так же обеспечить установку гидроцилиндров, не менее двух в виде колонны из ступеней при помощи фланцев на требуемое количество и высоту применительно к параметрам применяемого скважинного штангового насоса, а именно обеспечить установку гидроцилиндров применительно к максимальной длине хода устьевого штока, длины хода плунжера скважинного штангового насоса и к требуемому динамическому усилию, соответствующему максимальной нагрузке в точке подвеса штанг, при этом обеспечить, а именно если требуется, увеличить или уменьшить высоту подъема штанг, добавляя или демонтируя один из гидроцилиндров, а значит и обеспечить снижение габаритных размеров, а так же обеспечить надежность конструкции креплением гидроцилиндров друг на друга фланцами, а именно, на штоки гидроцилиндров установлены корпуса гидроцилиндров, с возможностью подвижным выступать как штоку, так и корпусу, что увеличивает механическую устойчивость конструкции, а так же исключить гидроудары и рывки при реверсе, а именно установить гидроцилиндр с большим диаметром, а так же обеспечить быстрый монтаж при установке гидравлических цилиндров, что позволит обеспечить дополнительные возможности гидропривода при эксплуатации и расширить его применение в механизированной добыче нефти.

Claims (1)

1. Гидропривод скважинного штангового насоса, состоящий из гидроцилиндра, жесткой опорной плиты, гибкой тяги, отличающийся тем, что силовой гидроцилиндр выполнен в виде колонны из ступеней, состоящей из гидроцилиндров, не менее двух, и установленных вертикально на опорной плите скважины друг на друга, при этом гидроцилиндры соединены между собой посредством фланцев, а именно на штоки гидроцилиндров установлены корпуса гидроцилиндров с возможностью подвижным звеном поднимать как шток, так и корпус гидроцилиндра.

   

Images