УСТРОЙСТВО ДЛЯ СМАЗКИ САЛЬНИКОВОГО ШТОКА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2003 года по МПК E21B33/03 

Изобретения относятся к нефтепромысловому оборудованию, в частности к конструкции устройств для герметизации устья скважин, и могут быть использованы для добычи нефти штанговыми насосами.

Уровень техники
Известны устройства для смазки сальникового штока, имеющие емкость со смазочным материалом, расположенную в верхней части устьевого сальника.

Известно устройство для смазки сальникового штока [1] устьевого сальника СУС2А-73-31, имеющее емкость, расположенную в верхней части накидной гайки устьевого сальника. Крышка и дно емкости имеют осевые цилиндрические отверстия для прохода сальникового штока. Уплотнение сальникового штока в крышке емкости выполнено щелевым. Сальниковый шток смазывается смазочной жидкостью в емкости.

Недостатками этого устройства являются: смазочная жидкость выносится за пределы емкости сальниковым штоком и загрязняется, возможен полный вынос смазочной жидкости из емкости, не предусмотрены слив и замена загрязненной смазочной жидкости в емкости. После отворачивания накидной гайки с устьевого сальника смазочная жидкость из емкости выливается на устьевой сальник, что затрудняет его обслуживание и загрязняет окружающую среду.

Известны устройства для смазки сальникового штока [2, 3 и 4] устьевых сальников Тriсо Doublе-Рас Stuffing Box, СУ-73-32ХЛ-4М и СУ-73-32ХЛ-4, имеющие емкость, расположенную в верхней части устьевого сальника. Крышка и дно емкости имеют осевые цилиндрические отверстия для прохода сальникового штока. Отверстие крышки снабжено эластомерным уплотнением сальникового штока. Емкость заполняется консистентной смазкой через пресс-масленку. С выходящего вверх из емкости сальникового штока консистентная смазка снимается уплотнением.

Недостатком этих устройств является то, что не обеспечивается стабильная смазка сальникового штока. Консистентная смазка на поверхности сальникового штока вырабатывается и не заменяется другой из-за большой ее вязкости. Это увеличивает силу трения сальникового штока в уплотнительных элементах устьевого сальника и повышает их износ. Уплотнение установлено неподвижно, что приводит к неравномерному его износу, последующему выносу смазки за пределы емкости и загрязнению.

Наиболее близким к устройству для смазки сальникового штока, заявленному в 1 независимом пункте формулы изобретения, аналогом, принятым за прототип, является сальниковый уплотнительный узел [5] , который имеет емкость с эластомерным уплотнением сальникового штока. Крышка и дно емкости имеют осевые цилиндрические отверстия для прохода сальникового штока. Отверстие крышки емкости снабжено буртиком. Выполненное в виде конуса, уплотнение неподвижно установлено в коническом отверстии крышки на буртике. Уплотнение имеет радиальный разрез, обеспечивающий установку его на сальниковый шток без отсоединения сальникового штока от канатной подвески станка-качалки. Уплотнение прижимается крышкой. Емкость оснащена отверстиями с пробками для заправки и слива смазочной жидкости, а также переливным отверстием. Емкость заполнена смазочной жидкостью до определенного уровня. В емкости установлена втулка, которая отделяет смазочную жидкость от сальникового штока. Втулка имеет на внутренней поверхности кольцевую канавку и соединенные с ней две прорези. Прорези расположены выше уровня смазочной жидкости. В канавке втулки размещены две абсорбирующие прокладки, которые оснащены фитилями для подачи смазочной жидкости из емкости. Фитили проходят через прорези втулки.

Признаки аналога, которые совпадают с существенными признаками устройства для смазки сальникового штока, следующие - емкость с эластомерным уплотнением сальникового штока.

Описание работы аналога. Сальниковый шток смазывается смазочной жидкостью, которая находится в абсорбирующих прокладках. Питание смазочной жидкостью абсорбирующих прокладок осуществляется фитилями из емкости. С выходящего вверх из емкости сальникового штока смазочная жидкость снимается уплотнением.

Недостатками аналога являются:
- не обеспечивается равномерная и достаточная смазка сальникового штока, так как смазочная жидкость в абсорбирующие прокладки подается фитилями с постоянным расходом [6] , а сальниковый шток движется с неравномерной скоростью;
- подача смазочной жидкости фитилями зависит от ее уровня в емкости, вязкости и наличия воды, при снижении уровня или увеличении вязкости смазочной жидкости ее подача уменьшается, а наличие воды прекращает подачу смазочной жидкости [6];
- грязь в смазочной жидкости забивает поры фитиля и абсорбирующих прокладок, что сначала снижает подачу смазочной жидкости к сальниковому штоку, а затем прекращает ее совсем [6];
- уплотнение установлено неподвижно, что приводит к неравномерному его износу при смещении сальникового штока в устьевом сальнике;
- уплотнение выполнено с радиальным продольным разрезом и не самоуплотняющимся по сальниковому штоку;
- большое усилие прижима уплотнения к сальниковому штоку и значительный его износ при работе станка-качалки;
- неравномерный износ уплотнения, при смещении сальникового штока в устьевом сальнике, последующий вынос смазки за пределы емкости и загрязнение ее.

Наиболее близким к устройству для смазки сальникового штока, заявленному в 4 независимом пункте формулы изобретения, аналогом, принятым за прототип, является сальниковый уплотнительный узел [5], который имеет емкость. Крышка и дно емкости имеют осевые цилиндрические отверстия для прохода сальникового штока. Крышка емкости оснащена эластомерным уплотнением сальникового штока. Емкость оснащена отверстиями с пробками для заправки и слива смазочной жидкости, а также переливным отверстием. В емкости имеется втулка с кольцевой канавкой. В канавке размещены две абсорбирующие прокладки с фитилями.

Признак аналога, который совпадает с существенными признаками устройства для смазки сальникового штока, заявленному в 4 независимом пункте формулы изобретения, следующий - емкость.

Описание работы аналога. Емкость заполняется смазочной жидкостью через заправочное отверстие до уровня смазочной жидкости. Сальниковый шток смазывается смазочной жидкостью двумя абсорбирующими прокладками, к которым подается смазочная жидкость фитилями из емкости.

Недостатком аналога является отсутствие автоматического поддержания уровня смазочной жидкости в емкости.

Сущность изобретения
Задача, на решение которой направлено заявляемое в 1 независимом пункте формулы изобретение на устройство для смазки сальникового штока, является:
- обеспечение стабильной смазки сальникового штока смазочной жидкостью;
- повышение работоспособности сальникового штока и уплотнительных элементов устьевого сальника;
- возможность установки в крышке устройства для смазки сальникового штока не разрезанного эластомерного самоустанавливающегося уплотнения без отсоединения сальникового штока от канатной подвески станка-качалки;
- улучшение условий работы уплотнения;
- уменьшение загрязнения устьевого сальника и окружающей среды нефтепродуктами.

Техническим результатом заявляемого изобретения является:
- снижение силы трения сальникового штока в уплотнительных элементах устьевого сальника и увеличение срока их службы;
- равномерный износ рабочей поверхности уплотнения и повышение его работоспособности.

Техническим результатом заявляемого изобретения, в частных случаях выполнения, является:
- исключение слива остатка смазочной жидкости из емкости по сальниковому штоку при замене уплотнительных элементов устьевого сальника;
- автоматическая компенсация износа рабочей поверхности уплотнения.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для смазки сальникового штока, включающего емкость с эластомерным уплотнением сальникового штока, предусмотрены следующие конструктивные отличия:
- дно емкости имеет выступ, выполненный в виде кольца;
- выступ оснащен радиальными отверстиями, размещенными выше дна емкости;
- вверху емкость оснащена металлической крышкой, имеющей диаметральный разрез и осевое цилиндрическое отверстие с кольцевой канавкой;
- уплотнение выполнено не разрезанным и размещено, с возможностью самоустановки по сальниковому штоку, в канавке или под крышкой.

В частных случаях выполнения устройства для смазки сальникового штока предусмотрены следующие конструктивные отличия:
- внутренняя поверхность выступа имеет кольцевую канавку, а отверстия выходят в канавку;
- уплотнение выполнено самоуплотняющимся.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое в 4 независимом пункте формулы устройство для смазки сальникового штока, является автоматическое поддержание уровня смазочной жидкости в емкости устройства для смазки сальникового штока.

Техническим результатом заявляемого изобретения является продолжительная и стабильная смазка сальникового штока смазочной жидкостью.

Техническим результатом заявляемого изобретения, в частных случаях выполнения, является:
- обеспечение безопасного обслуживания устройства;
- возможность регулирования уровня смазочной жидкости в емкости.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройстве для смазки сальникового штока, включающего емкость, предусмотрены следующие конструктивные отличия:
- к нижней части стенки емкости прикреплен металлический стакан;
- внутри стакана установлен полый упор, задающий уровень смазочной жидкости в емкости;
- на упоре расположена, горлышком вниз, бутылка со смазочной жидкостью, обеспечивающая поддержание уровня смазочной жидкости в емкости за счет необходимого ее слива из бутылки.

В частных случаях выполнения устройства для смазки сальникового штока предусмотрены следующие конструктивные отличия:
- стакан, в нижней части его стенки, снабжен трубой, посредством которой он прикреплен к стенке емкости;
- упор выполнен регулируемым.

Перечень фигур чертежей
Техническая сущность и принцип действия предложенных устройств для смазки сальникового штока поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен продольный разрез устройства для смазки сальникового штока по п.1 формулы, с учетом частных случаев выполнения, как пример реализации изобретения.

На фиг. 2 изображена крышка устройства.

На фиг. 3 изображен продольный разрез устройства для смазки сальникового штока по п.4 формулы, с учетом частных случаев выполнения, как пример реализации изобретения.

Предложенные устройства для смазки сальникового штока состоят из: 1 - емкость, 2 - выступ, 3 - канавка, 4 - отверстие, 5 - дно, 6 - крышка, 7 - разрез, 8 - отверстие, 9 - канавка, 10 - уплотнение, 11 - заправочное устройство, 12 - сливной клапан, 13 - переливное отверстие, 14 - стакан, 15 - труба, 16 - упор, 17 - винт, 18 - бутылка.

Обозначения: СЖ - смазочная жидкость, СШ - сальниковый шток.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретений, с учетом частных случаев выполнения и примеров их реализации
Устройство для смазки сальникового штока по п. 1 формулы (фиг. 1 и 2) включает емкость 1, имеющую выступ 2, выполненный в виде кольца. Внутренняя поверхность выступа 2 снабжена кольцевой канавкой 3. Выступ 2 имеет радиальные отверстия 4, которые выходят в канавку 3. Отверстия 4 размещены выше дна 5 емкости 1. Емкость 1 вверху оснащена металлической крышкой 6, имеющей диаметральный разрез 7 и осевое цилиндрическое отверстие 8 для сальникового штока СШ, которое снабжено кольцевой канавкой 9. Не разрезанное самоуплотняющееся эластомерное уплотнение 10 размещено, с возможностью самоустановки по сальниковому штоку СШ, в канавке 9 крышки 6 или между выступом 2 и крышкой 6. Емкость 1 снабжена заправочным устройством 11, металлическим сливным клапаном 12 и переливным отверстием 13.

Устройство для смазки сальникового штока (фиг. 1) работает следующим образом. Емкость 1 заполняется смазочной жидкостью СЖ через заправочное устройство 11 до необходимого уровня. Сальниковый шток СШ смазывается смазочной жидкостью СЖ в емкости 1. С выходящего вверх из крышки 6 сальникового штока СШ смазочная жидкость СЖ снимается уплотнением 10. Излишек смазочной жидкости СЖ и утечки скважинной жидкости удаляются из емкости 1 через переливное отверстие 13. При необходимости, смазочная жидкость СЖ из емкости 1 удаляется через сливной клапан 12. При замене уплотнительных элементов устьевого сальника выступ 2 не допускает слив остатков смазочной жидкости СЖ из емкости 1 через осевое отверстие выступа 2 по сальниковому штоку СШ на устьевой сальник.

Установка уплотнения 10 между выступом 2 и крышкой 6 улучшает его смазку. При ходе сальникового штока СШ вниз уплотнение 10 размещено на выступе 2 и смазывается смазочной жидкостью СЖ в емкости 1. При этом смазочная жидкость СЖ для смазки сальникового штока СШ поступает через отверстия 4 в канавку 3. При ходе сальникового штока СШ вверх, уплотнение 10 размещено под крышкой 6 и смазывается смазочной жидкостью СЖ, которая смачивает сальниковый шток СШ.

Диаметральный разрез 7 крышки 6 позволяет осуществлять установку не разрезанного самоуплотняющегося уплотнения 10 в канавке 9 или под крышкой 6 без отсоединения сальникового штока СШ от канатной подвески станка-качалки. Запасные уплотнения 10 размещаются на сальниковом штоке СШ под канатной подвеской станка-качалки и удерживаются там за счет силы трения. Диаметр внутреннего отверстия уплотнения меньше наружного диаметра сальникового штока.

Устройство для смазки сальникового штока по п. 4 формулы изобретения (фиг. 3) включает емкость 1. К нижней части стенки емкости 1 прикреплен металлический стакан 14 посредством трубы 15. Внутри стакана 14 установлен регулируемый полый упор 16 на винте 17. На упоре 16 установлена, горлышком вниз, бутылка 18 со смазочной жидкостью.

Устройство для смазки сальникового штока (фиг. 3) работает следующим образом. Емкость 1 и стакан 14 заполняются смазочной жидкостью СЖ до верха упора 16. В стакан 14 на упор 16 устанавливается, горлышком вниз, заполненная смазочной жидкостью бутылка 18. Уровень смазочной жидкости СЖ в емкости 1 поддерживается автоматически за счет необходимого слива ее из бутылки 18. Уровень смазочной жидкости СЖ в емкости 1 регулируется упором 16.

Библиографические данные
1. Добыча нефти штанговыми насосами. А. К. Мухаметзянов и др. М.: Недра, 1993, с. 240.

2. Проспект устьевого сальника Trico Double-Рас Stuffing Box фирмы TRIKO INDUSTRIES, INK., Калифорния, США.

3. Проспект устьевого сальника СУ-73-32ХЛ-4М, ОАО "Корвет", г. Курган, Россия.

4. Проспект устьевого сальника СУ-73-32ХЛ-4, ОАО "Корвет", г. Курган, Россия.

5. Патент США 5865245 "Сальниковый уплотнительный узел".

6. И.В. Мазырин. Смазочные устройства машины. М., 1963, с. 21 - 28.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Используется для смазки сальникового штока в устьевом сальнике штанговой насосной установки. Устройство для смазки сальникового штока, в одном варианте, включает емкость, которая имеет выступ с канавкой и радиальными отверстиями, размещенными выше дна. Вверху емкость оснащена крышкой, имеющей диаметральный разрез и осевое отверстие с кольцевой канавкой. Эластомерное уплотнение выполнено не разрезанным и может быть размещено с возможностью самоустановки по сальниковому штоку в канавке или под крышкой. Емкость заполняется через заправочное устройство смазочной жидкостью до необходимого уровня. Лишняя жидкость вытекает через переливное отверстие. Жидкость из емкости сливается через сливной клапан. Устройство для смазки сальникового штока, в другом варианте, включает емкость. К стенке емкости прикреплен стакан. Внутри стакана установлен полый упор, на котором установлена, горлышком вниз, бутылка со смазочной жидкостью. Уровень смазочной жидкости в емкости поддерживается автоматически необходимым сливом ее из бутылки. Обеспечивается стабильная смазка сальникового штока, повышается его работоспособность, улучшаются условия работы уплотнения. 2 с. и 4 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для смазки сальникового штока, включающее емкость с эластомерным уплотнением сальникового штока, отличающееся тем, что дно емкости имеет выступ, выполненный в виде кольца с радиальными отверстиями, размещенными выше дна емкости, вверху емкость оснащена металлической крышкой, имеющей диаметральный разрез и осевое цилиндрическое отверстие с кольцевой канавкой, при этом уплотнение выполнено не разрезанным и размещено, с возможностью самоустановки по сальниковому штоку в канавке или под крышкой. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренняя поверхность выступа имеет кольцевую канавку, а отверстия выходят в канавку. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что уплотнение выполнено самоуплотняющимся. 4. Устройство для смазки сальникового штока, включающее емкость, отличающееся тем, что к нижней части стенки емкости прикреплен металлический стакан, а внутри стакана установлен, задающий уровень смазочной жидкости в емкости, полый упор, на котором расположена горлышком вниз бутылка со смазочной жидкостью, обеспечивающая поддержание уровня смазочной жидкости в емкости за счет необходимого ее слива из бутылки. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что стакан, в нижней части его стенки, снабжен трубой, посредством которой он прикреплен к стенке емкости. 6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что упор выполнен регулируемым.