RU76993U1

RU76993U1 - DRIVE PUMP DRIVE

Info

Publication number: RU76993U1
Application number: RU2008119981/22U
Authority: RU
Inventors: Виктор Тимофеевич Кушин
Original assignee: Виктор Тимофеевич Кушин
Priority date: 2008-05-20
Filing date: 2008-05-20
Publication date: 2008-10-10

Abstract

Полезная модель относится к оборудованию для добычи нефти из глубоких скважин. Привод штангового насоса содержит приводной и уравновешивающий цилиндры 3 и 1, поршни 6 и 2 которых присоединяют к колонне насосных штанг, и силовой насос 15, связанный с цилиндрами через распределитель 14 потока рабочей жидкости. Согласно полезной модели для повышения надежности работы привод снабжен газовым компенсатором 9, а поршень 2 уравновешивающего цилиндра выполнен полым. В полости поршня 2 уравновешивающего цилиндра размещены закрытый кожухом 4 приводной цилиндр 3 с поршнем 6, который установлен на штоке 7, выведенном из приводного цилиндра и связывающем его с полым поршнем 2 уравновешивающего цилиндра и насосными штангами. На внутренней поверхности полого поршня 2 выполнен кольцевой центратор 5. Газовый компенсатор 9 подключен к полости уравновешивающего цилиндра 2, а напорная линия силового насоса 15 подключена к жидкостной камере 17, выполненной в уплотнениях 18 и 19 полого поршня уравновешивающего цилиндра. Для обеспечения надежной герметизации привод может быть снабжен гидроаккумулятором 20, подключенным к линии, сообщающей силовой насос 15 с жидкостной камерой 17. Для снижения аварийности привод снабжен амортизатором 22, установленными в верхней части кольцевой полости между уравновешивающим цилиндром 1 и его поршнем 2. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.The utility model relates to equipment for oil production from deep wells. The drive of the sucker rod pump contains the drive and balancing cylinders 3 and 1, the pistons 6 and 2 of which are connected to the string of pump rods, and the power pump 15 connected to the cylinders through the distributor 14 of the working fluid flow. According to a utility model, to increase the reliability of operation, the drive is equipped with a gas compensator 9, and the piston 2 of the balancing cylinder is hollow. In the cavity of the piston 2 of the balancing cylinder, there is a drive cylinder 3 closed by a casing 4 with a piston 6, which is mounted on a rod 7 withdrawn from the drive cylinder and connecting it to the hollow piston 2 of the balancing cylinder and pump rods. An annular centralizer 5 is made on the inner surface of the hollow piston 2. A gas compensator 9 is connected to the cavity of the balancing cylinder 2, and the pressure line of the power pump 15 is connected to the fluid chamber 17 made in the seals of the hollow piston of the balancing cylinder. To ensure reliable sealing, the drive can be equipped with a hydraulic accumulator 20 connected to the line communicating the power pump 15 with the liquid chamber 17. To reduce the accident rate, the drive is equipped with a shock absorber 22 installed in the upper part of the annular cavity between the balancing cylinder 1 and its piston 2. 3 s. P. f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к насосному оборудованию для добычи нефти из глубоких скважин.The utility model relates to pumping equipment for oil production from deep wells.

Известен гидропривод глубинного штангового насоса, содержащий гидроприводной цилиндр с поршнем и штоком для соединения с колонной штанг глубинного насоса, емкость для рабочей жидкости, пневмогидроаккумулятор, силовой насос, трубопроводы, распределитель для попеременной подачи силовым насосом рабочей жидкости из емкости в надпоршневую и подпоршневую полости гидроприводного цилиндра и для возврата рабочей жидкости в емкость [1. Патент РФ №2241854, МКИ⁷ F04B 47/04, 2004].A hydraulic actuator of a deep-well sucker rod pump is known, comprising a hydraulic actuator cylinder with a piston and a rod for connecting to a string of sucker rod rods, a reservoir for a working fluid, a pneumatic accumulator, a power pump, pipelines, a distributor for alternately supplying a working fluid from a reservoir to a supra-piston and sub-piston cavity of a hydraulic actuator and to return the working fluid to the tank [1. RF patent No. 2241854, MKI ⁷ F04B 47/04, 2004].

Недостатком известного гидропривода является то, что нет баланса нагрузок при ходе поршня вверх и ходе вниз. В связи с этим в гидроприводе используется насос повышенной мощности. Не исключена возможность утечки рабочей жидкости.A disadvantage of the known hydraulic actuator is that there is no load balance when the piston moves up and down. In this regard, a high-power pump is used in the hydraulic drive. The possibility of leakage of the working fluid is not ruled out.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является гидроприводная установка штангового погружного насоса [Патент РФ №2073119, МКИ⁶ F04B 47/04, 1997], содержащая направляющие с траверсой, приводной и уравновешивающий цилиндры, штоки которых связаны с колонной насосных штанг, гидроаккумулятор, распределитель, силовой насос и дополнительный бак. Распределитель сообщает полости цилиндров с гидроаккумулятором, силовым насосом и дополнительным баком. В одной из позиций распределителя рабочая полость приводного цилиндра сообщена с гидроаккумулятором и силовым насосом, а полость уравновешивающего цилиндра сообщена с дополнительным баком. В другой позиции полость уравновешивающего цилиндра сообщена с гидроаккумулятором и силовым насосом, а полость приводного цилиндра сообщена с дополнительным баком. Площадь поршня уравновешивающего цилиндра меньше площади поршня Closest to the claimed technical solution is a hydraulic installation of a rod submersible pump [RF Patent No. 2073119, MKI ⁶ F04B 47/04, 1997], containing guides with a traverse, drive and balancing cylinders, the rods of which are connected to the column of pump rods, a hydraulic accumulator, a distributor, power pump and additional tank. The distributor informs the cavity of the cylinders with a hydraulic accumulator, a power pump and an additional tank. In one of the positions of the distributor, the working cavity of the drive cylinder is in communication with the accumulator and the power pump, and the cavity of the balancing cylinder is communicated with an additional tank. In another position, the cavity of the balancing cylinder is in communication with the accumulator and the power pump, and the cavity of the drive cylinder is communicated with an additional tank. The piston area of the balancing cylinder is less than the piston area

приводного цилиндра в соотношении усилий на устьевом штоке при ходе вниз к усилию при ходе его вверх.the drive cylinder in the ratio of efforts on the wellhead during the stroke down to the force during the move up.

Установка имеет низкую надежность в работе уплотнений штоков и плунжеров, в связи с чем, постоянно будет иметь место утечка рабочей жидкости. Конструкция сложна в изготовлении и монтаже на скважине. Кроме того, не обеспечивается равномерная нагрузка на траверсу.The installation has a low reliability in the operation of rod seals and plungers, and therefore, there will always be a leak of working fluid. The design is difficult to manufacture and install on the well. In addition, a uniform load on the beam is not provided.

Технической задачей, стоящей перед полезной моделью, является повышение надежности работы привода.The technical challenge facing the utility model is to increase the reliability of the drive.

Для решения поставленной задачи привод штангового насоса, содержащий приводной и уравновешивающий цилиндры, поршни которых присоединяют к колонне насосных штанг, и силовой насос, связанный с цилиндрами через распределитель потока рабочей жидкости, дополнительно снабжен газовым компенсатором, поршень уравновешивающего цилиндра выполнен полым, а на его внутренней поверхности выполнен кольцевой выступ - центратор, в полости поршня уравновешивающего цилиндра размещены закрытый кожухом приводной цилиндр с поршнем, который установлен на штоке, выведенном из приводного цилиндра и связывающем его с полым поршнем уравновешивающего цилиндра и насосными штангами, при этом компенсатор подключен к полости уравновешивающего цилиндра, а напорная линия силового насоса подключена к жидкостной камере, выполненной в уплотнениях полого поршня уравновешивающего цилиндра.To solve this problem, the drive of the sucker-rod pump, containing the drive and balancing cylinders, the pistons of which are connected to the column of sucker rods, and the power pump connected to the cylinders through the distributor of the working fluid flow, is additionally equipped with a gas compensator, the piston of the balancing cylinder is hollow, and on its inner an annular protrusion — a centralizer — is made on the surface; in the piston cavity of the balancing cylinder there is a drive cylinder closed by a casing with a piston mounted on a rod withdrawn from the drive cylinder and connecting it to the hollow piston of the balancing cylinder and sucker rods, while the compensator is connected to the cavity of the balancing cylinder, and the pressure line of the power pump is connected to the liquid chamber made in the seals of the hollow piston of the balancing cylinder.

На случай аварии (обрыв связи между поршнями) привод снабжен амортизатором, установленным в верхней части кольцевой полости между уравновешивающим цилиндром и его полым поршнем.In the event of an accident (disconnection between the pistons), the drive is equipped with a shock absorber mounted in the upper part of the annular cavity between the balancing cylinder and its hollow piston.

Для обеспечения надежной герметизации уравновешивающего цилиндра на неработающем приводе последний снабжен гидроаккумулятором, подключенным к линии сообщающей напорную линию силового насоса с жидкостной камерой в уплотнениях полого поршня уравновешивающего цилиндра.To ensure reliable sealing of the balancing cylinder on an idle drive, the latter is equipped with a hydraulic accumulator connected to the line communicating the pressure line of the power pump with a liquid chamber in the seals of the hollow piston of the balancing cylinder.

Рабочая жидкость в гидроприводном цилиндре должна находиться под давлением, которое превышает давление в уравновешивающем цилиндре на величину не менее величины разницы максимального (при нижнем положении полого поршня) и минимального (при верхнем положении полого поршня) давлений в нем, что достигается соответствующим соотношением диаметров гидроприводного и уравновешивающего цилиндров.The working fluid in the hydraulic cylinder must be at a pressure that exceeds the pressure in the balancing cylinder by at least the difference between the maximum (when the hollow piston is in the lower position) and the minimum pressure (when the hollow piston is in the upper position), which is achieved by the corresponding ratio of the diameters of the hydraulic and balancing cylinders.

Полезная модель поясняется чертежом, на котором приведена схема привода штангового насоса.A utility model is illustrated in the drawing, which shows a diagram of the drive of a sucker rod pump.

Привод содержит уравновешивающий цилиндр 1 с полым поршнем 2 и расположенные в его полости приводной цилиндр 3 и закрывающий этот цилиндр кожух 4. На внутренней поверхности полого поршня 2 в его нижней части выполнен кольцевой центратор 5. Центратор может быть любой формы, например, в виде кольцевого выступа со сквозными продольными прорезями или канавками.The drive comprises a balancing cylinder 1 with a hollow piston 2 and a drive cylinder 3 located in its cavity and a casing 4 covering this cylinder. An annular centralizer 5 is made in its lower part on the inner surface of the hollow piston 2. The centralizer can be of any shape, for example, in the form of an annular protrusions with through longitudinal slots or grooves.

В приводном цилиндре 3 размещен поршень 6, установленный на штоке 7, который верхним торцом связан с поршнем 2. Снизу к штоку 7 крепят штанги глубинного насоса (не показан).A piston 6 is placed in the drive cylinder 3, mounted on the rod 7, which is connected with the piston 2 with its upper end. At the bottom, the rods of a downhole pump (not shown) are attached to the rod 7.

Полость 8 уравновешивающего цилиндра 2 подключена к газовому компенсатору 9. Под поршневая полость 10 приводного цилиндра 3 и его над поршневая полость 11, сообщающаяся через зазор 12 с кольцевой полостью 13 между этим цилиндром и кожухом 4, через распределитель 14 рабочей жидкости попеременно подключаются к силовому насосу 15 и линии сброса 16.The cavity 8 of the balancing cylinder 2 is connected to the gas compensator 9. Under the piston cavity 10 of the drive cylinder 3 and above the piston cavity 11, communicating through the gap 12 with the annular cavity 13 between this cylinder and the casing 4, they are alternately connected to the power pump through the distributor 14 of the working fluid 15 and discharge lines 16.

Кроме того, напорная линия силового насоса 15 подключена к жидкостной камере 17, выполненной между двойных уплотнений 18 и 19 полого поршня уравновешивающего цилиндра.In addition, the pressure line of the power pump 15 is connected to the liquid chamber 17, made between the double seals 18 and 19 of the hollow piston of the balancing cylinder.

Для обеспечения надежной герметизации уравновешивающего цилиндра на неработающем приводе последний может быть снабжен гидроаккумулятором 20, сообщенным для подзарядки с напорной линией силового насоса To ensure reliable sealing of the balancing cylinder on an idle drive, the latter can be equipped with a hydraulic accumulator 20, communicated for recharging with the pressure line of the power pump

15. Для пополнения жидкостью гидроаккумулятора 20 предусматривается обратный клапан 21.15. To replenish the liquid accumulator 20 provides a check valve 21.

При работе привода рабочая жидкость в приводном цилиндре находится под давлением, которое превышает давление в уравновешивающем цилиндре на величину не менее величины разницы максимального и минимального давлений в нем. Упомянутое соотношением наиболее оптимально достигается при выполнении условия, что D=d(1,7÷2,0), где D - диаметр уравновешивающего цилиндра, a d- диаметр приводного цилиндра.During operation of the drive, the working fluid in the drive cylinder is under pressure that exceeds the pressure in the balancing cylinder by an amount not less than the difference between the maximum and minimum pressures in it. The mentioned relation is most optimally achieved if the condition is fulfilled that D = d (1.7 ÷ 2.0), where D is the diameter of the balancing cylinder, and d is the diameter of the drive cylinder.

Привод штангового насоса устанавливают над скважиной, в которую спущен штанговый глубинный насос (ШГН). Привод закрепляют на заранее смонтированной раме, полости труб которой могут быть использованы в качестве элементов компенсатора 9. К штоку 7 присоединяют колонну насосных штанг и ШГН можно включать в работу.The drive of the sucker rod pump is installed above the well into which the sucker rod pump (SHG) is lowered. The drive is fixed on a pre-mounted frame, the cavity of the pipes of which can be used as elements of the compensator 9. To the rod 7 is attached a string of pump rods and SHGN can be included in the work.

В позиции, показанной на чертеже, рабочая жидкость от насоса 15 через распределитель 14 подается под поршень 6, при этом отработанная жидкость из полости 11 поступает в полость 13 между цилиндром 3 и кожухом 4, и далее через распределитель 14 поступает в линию сброса 16.In the position shown in the drawing, the working fluid from the pump 15 through the distributor 14 is supplied under the piston 6, while the spent fluid from the cavity 11 enters the cavity 13 between the cylinder 3 and the casing 4, and then through the distributor 14 enters the discharge line 16.

При достижении поршнем 6 крайнего верхнего положения происходит переключение распределителя 14, и рабочая жидкость протекает в приводе в обратном порядке.When the piston 6 reaches its highest position, the valve 14 switches over and the working fluid flows in the drive in the reverse order.

Давление в уравновешивающем цилиндре задано так, что при отключении силового насоса оно удерживает колонну штанг от падения вниз, но не может перемещать колонну штанг с глубинной нефтью вверх. При подаче силовым насосом 15 рабочей жидкости под поршень 6 силового цилиндра усилие от давление силового насоса и давление в уравновешивающем цилиндре 1 суммируются и поднимают колонну штанг вверх, а при подаче рабочей жидкости в полость над поршнем 6 ее давления достаточно для преодоления давления в уравновешивающем цилиндре 1 и перемещения колонны штанг вниз.The pressure in the balancing cylinder is set so that when the power pump is turned off, it keeps the rod string from falling down, but cannot move the rod string with deep oil up. When the power pump 15 supplies the working fluid under the piston 6 of the power cylinder, the force from the pressure of the power pump and the pressure in the balancing cylinder 1 are summed up and the rod string is raised, and when the working fluid is supplied into the cavity above the piston 6, its pressure is sufficient to overcome the pressure in the balancing cylinder 1 and moving the rod string down.

Компенсатор 9 можно подзаряжать давлением от баллона со сжатым газом. Регулировка режима уравновешивания установки производится с помощью пневмоавтоматики (не показана).The compensator 9 can be recharged with pressure from a cylinder of compressed gas. Adjustment of the balancing mode of the installation is carried out using pneumatic automation (not shown).

Жидкостная камера 17 уплотнений подвижных элементов уравновешивающего цилиндра пополняется рабочей жидкостью автоматически через обратный клапан 21 во время работы силового насоса 15.The liquid chamber 17 of the seals of the moving elements of the balancing cylinder is automatically replenished with the working fluid through the check valve 21 during operation of the power pump 15.

На случай аварии (обрыв связи между поршнями 2 и 6) привод снабжен амортизатором 22, установленным в верхней части кольцевой полости, расположенной между уравновешивающим цилиндром 1 и его полым поршнем 2.In case of an accident (disconnection between the pistons 2 and 6), the drive is equipped with a shock absorber 22 mounted in the upper part of the annular cavity located between the balancing cylinder 1 and its hollow piston 2.

Наличие центратора 5 защищает от разрушения поршень 2 и кожух 4, как во время работы привода, так и, в особенности, при его транспортировке.The presence of the centralizer 5 protects the piston 2 and the casing 4 from destruction, both during operation of the drive, and, in particular, during its transportation.

Claims

1. The drive of the sucker rod pump, containing the drive and balancing cylinders, the pistons of which are connected to the column of sucker rods, and a power pump connected to the cylinders through the distributor of the flow of working fluid, characterized in that it is equipped with a gas compensator, the piston of the balancing cylinder is hollow, and An annular protrusion — a centralizer — is made on its inner surface; in the piston cavity of the balancing cylinder there is a drive cylinder closed by a casing with a piston mounted on a rod withdrawn from rivodnogo cylinder and connecting it with the hollow piston the counterbalancing cylinder and sucker rods, the gas compensator connected to the cavity equilibration cylinder, and the power of the pump pressure line connected to the liquid chamber formed in the seals of the hollow piston the counterbalancing cylinder.

2. The drive according to claim 1, characterized in that it is equipped with a shock absorber mounted in the upper part of the annular cavity between the balancing cylinder and its hollow piston.

3. The drive according to claim 1 or 2, characterized in that it is equipped with a hydraulic accumulator connected to the line communicating the power pump with a liquid chamber, made in the seals of the hollow piston.

4. The drive according to claim 1 or 2, characterized in that the working fluid in the drive cylinder is under pressure that exceeds the pressure in the balancing cylinder by an amount not less than the difference between the maximum and minimum pressures in it.