САЛЬНИК УСТЬЕВОЙ Российский патент 2004 года по МПК F16J15/18 

Предлагаемое изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано для уплотнения штока штангового насоса в нефтедобывающей промышленности.

Известен сальник устьевой (см. патент России №02118707), который состоит из верхнего корпуса, нажимного фланца, уплотнительных резиновых колец, направляющих втулок, грундбуксы, корпуса нижнего, пакера в нижнем корпусе.

Недостатком данной конструкции является частая смена уплотнительных колец (или манжет) по мере их износа, что связано с временной остановкой насоса, ведущей к потере объемов добычи нефти. Кроме того, отсутствует объективный контроль за состоянием уплотнения в процессе непрерывной его эксплуатации.

Известен сальник устьевой (см. патент России №2121617), содержащий корпус верхний, корпус нижний, нажимной фланец, обойму с направляющей втулкой, камеру для смазки штока и отсечное устройство.

Недостатки данного сальника устьевого те же, что и у предыдущего, а именно необходимость частой остановки насоса для смены уплотняющих элементов - манжет или колец, отсутствие объективного контроля за состоянием уплотнения. Сальник подтягивается оператором "вслепую", без ориентации на объективный показатель его состояния. Нередко это, наряду с малым ресурсом работоспособности уплотнения, приводит к выбросам нефти. Текущие эксплуатационные затраты на поддержание сальника в работоспособном состоянии сравнительно высоки.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение времени безостановочной работы штангового насоса, дистанционный контроль состояния уплотнения, повышение надежности и ресурса, снижение эксплуатационных затрат.

Технический результат достигается тем, что в корпусе сальника выполнены отверстия для нагнетания в уплотняющую полость сыпучего полимера, например резиновой крошки, совпадающие с отверстиями в кольцевом затворе, надетом на корпус с возможностью поворота вокруг оси на заданный угол. В уплотняющей полости на шток штангового насоса надета втулка из износостойкого материала с одни или более V-образными продольными разрезами. В стенке корпуса сальника для контроля давления в уплотняющей полости установлен датчик давления.

На фиг.1 изображен продольный разрез сальника устьевого, на фиг.2 - разрез по сечению А-А на фиг.1.

В корпусе 1 установлена втулка 2, например, из полиамида, с продольным V-образным разрезом, надетая на шток 3. На наружную поверхность корпуса 1 напрессована втулка 4, на которую надет с возможностью вращения затвор 5. Уплотняющая полость 6 заполнена резиновой крошкой, образующей упругий бандаж. В гильзу 7 вставлена направляющая 8. В стенке корпуса 1 монтирован датчик давления 9. Уплотняющая полость 6 в верхней части закрывается съемной втулкой 10 с направляющей втулкой 11. Корпус 1 (см. фиг.2) соединен с втулкой 4 штифтом 12. Во втулке 4 запрессован штифт 13, ограничивающий поворот затвора 5 в пределах угла "α". Стопор 14 служит для фиксации положения затвора 5.

Резьбовые отверстия "Б" предназначены для установки шприцев (не показаны), выполняющих роль нагнетателей крошки в уплотняющую плоскость. Отверстия "В" служат для установки в них рычагов (ломиков) при повороте затвора. Отверстия "Г" являются каналами для подачи крошки в уплотняющую полость, что возможно при совмещении их с отверстиями "Б".

Сальник устьевой работает следующим образом.

Предварительно, при надетой втулке 2 на шток 3 уплотняющая полость 6 заполняется резиновой крошкой. Устанавливают втулку 10 с направляющей 11. В отверстия "Б" (фиг.2) вворачивают шприцы, заполненные резиновой крошкой. В отверстия "В" устанавливают рычаги (ломики) и с помощью их затвор 5 поворачивают вокруг оси на угол "α" до совмещения отверстий "Б" и "Г". В этом положении затвора 5 шприцами (не показаны) крошку нагнетают в уплотняющую полость 6. Это возможно и при работающем штанговом насосе. В уплотняющей полости поднимается давление. Датчик давления 9 (фиг.1) выдает сигнал, который, будучи усилен, подается на вторичный прибор. Давление, воздействуя на втулку 2, деформирует ее, обеспечивая плотное прилегание ее внутренней поверхности к штоку.

Таким образом обеспечивается герметичность сальника в течение длительного времени эксплуатации. Этому способствуют два фактора: большой объем накопленной деформации сжатой резиновой крошки и высокая износостойкость полиамида. V-образный разрез втулки 2 обеспечивает полный ее износ при обеспечении требуемой герметизации штока.

По мере износа втулки 2 давление в уплотняющей полости б будет падать, а пористость крошки увеличивается. При крайнем нижнем значении давления, предшествующем потере герметичности сальника, операцию нагнетания крошки, не останавливая насоса, повторяют.

Предлагаемая конструкция сальника устьевого повысит ресурс безостановочной работы, обеспечит дистанционный контроль состояния сальника, исключит вероятность выброса нефти через сальник, позволит сократить эксплуатационные затраты.

Варианты исполнения:

1. Предлагаемая конструкция сальника устьевого может быть использована при модернизации действующих сальников устьевых взамен верхнего пакета уплотнения.

2. Предложение может быть использовано для уплотнения вращающихся валов.

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть использовано в арматуре штангонасосной установки для герметизации штока штангового насоса. На шток штангового насоса в уплотняющей полости надета втулка из износостойкого материала с одним или более продольными V-образными разрезами. Втулка заключена в упругий бандаж из сжатого сыпучего материала, например резиновой крошки. В стенке корпуса установлен датчик контроля давления. Изобретение повышает надежность уплотнения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Сальник устьевой, содержащий корпус и направляющие, отличающийся тем, что в его уплотняющей полости размещена втулка из антифрикционного износостойкого материала с одним или более V-образными продольными разрезами, надетая на шток и заключенная в сыпучий полимер, например, резиновую крошку.2. Сальник устьевой по п.1, отличающийся тем, что в стенке корпуса установлен датчик контроля давления.