Водостолбовая машина прямого и простого действия для приведения в движение штанг насосов для глубоких колодцев и буровых скважин Советский патент 1929 года по МПК F04C2/00 

Существующие до настоящего времени как групповые, так и индивидуальные аппараты и машины, служащие для приведения в движение насосов глубокого тартания, имеют главнейший недостаток это - короткий, не более 36 ход и постоянное неизменное число качаний в минуту и для того, чтобы повысить дебет скважины, приходится производить увеличение диаметра насоса и рабочей колонны, а вместе с тем и увеличение веса самых штанг, так как диаметр их также увеличивается. Обычно, верхняя полированная штанга, соединенная с балансиром качалки, не имеет строго вертитикального движения; при этом происходит быстрое изнашивание как верхнего сальника, так и самой полированной штанги, расшатывание рабочей колонны труб в местах соединения, отсутствие герметизации скважины, вследствие чего дорогостоящие газы из скважины уходят на воздух. Отдельные индивидуальные установки, являясь по своему устройству сильно громоздкими, требуют за собой тщательного постоянного надзора. Сами по себе существующие дорогостоящие аппараты быстро изнашиваются и преждевременно выходят из строя.

Существующие аппараты по своей конструкции приводятся в движение или путем зубчатых передач, которые при неизбежной неравномерности хода насоса часто портятся, или путем приведения быстро изнашивающихся, благодаря загрязнению нефтью, приводных ремней. Помимо описанного, аппараты, будучи приводимы в действие от групповой установки эксцентриком, своими тягами загромождают территорию промысла, мешая движению на последней, а также, благодаря неправильному рельефу местности промысла, требуют устройства всевозможного вида рычагов и угольников, вследствие чего необходимо иметь значительной мощности двигатель, приводящий в движение групповую установку.

В предлагаемой водостолбовой машине, относящейся к типу водостолбовых машин прямого и простого действия с золотниками, iiepeнещаемьши упорными пальцами или кулачками, применен пружинный поршневой золотник, перейещаемый при посредстве крана, который приводится в действие обычным устро&сШо ybopHtJX йуйачков, закрепляемых на соединяемом со штангою насоса штоке поршня с тросами противовесов. Это будет способствовать получению увеличенного хода поршня, а применение в устройстве полого конуса .с люками, для свободного доступа к сальнику цилиндра, предназначается для улавливания выделяюшихся из скважины газов.

На чертеже фиг i изображает продольный разрез водостолбовой машины через золотник; фиг. 2 - то же, перпендикулярно плоскости разреза на фиг. 1.

Водостолбовая машина для глубоких колодцев и буровых скважин фиг. 1 и 2) в нижней свой части заканчивается усеченным полым конусом 1, устанавливаемым на верхнюю часть рабочей буровой колонны скважины. В верхней части усеченного конуса 1 устанавливается цилиндр 2, имеюш ий в ниж- ней своей части сальник 3 с метал.лической набивкой. В цилиндре 2 помеш;ается поршень 4, снабженный кожаным манжетом и укрепленный гайками на штоке 5. Верхний конец штока - свободный, значительно выступает из цилиндра 2, другой же конец штока 5 проходит через сальник 3 и соединяется со штангами, передаюшими движение насосу, расположенному на значительной глубине и относяш;емуся к обычным глубоким насосам, которые применяются на нефтяных промыслах для выкачивания нефти. Учитывая значительный вес штанг, столб жидкости в трубах во время работы насоса, требуется производить для достижения равномерности хода и уменьшения мош;ности двигателя урайновеМиванйе масс S предлагаемом устройстве с помош;ьк противовесов 6, связанных с поршнем 4 посредством тросов 7,

йерекинутых через блоки 8, укреплённые наверху цилиндра 2, Противовесы 6 изготовляются в виде набора отдельных металлических илит и ставятся по мере надобности увеличения противовеса 6, которые перёмеш;аютсл на катках 9 по направляюшим 10.

Рабочий цилиндр снабжен золотниковой коробкой 11с помешенным в нем поршневым золотником 12. В коробку 11 по трубе 13 под давлением подводится вода или другая какая - либо жидкость, проходяшая через канал 14 и наполняюш гЯ нижнюю часть цилиндра 2 при подъеме поршня 4. Последний тянет за собою штанги, соединенные с плунжером насоса и, таким образом, плунжер насоса поднимаясь вверх, производит засасывание жидкости под свои клапаны. После удара рычага 16 о кулачок 15, рычаг поворачивается на некоторый угол около точки своего врашения 17 и конец его через тягу 18 действует на кран 19, который поворачивается и соединяет при помощи канала 20 напорную 13 трубу с полостью 21, при т:ем повышается в ней (полости) давление, отжимается книзу золотник, нагружаясь пружиной 22; при указанном повороте крана прекраш;ается наполнение цилиндра жидкостью высокого давления, поступающей по напорной 13 трубе. При передвижении в нижнее положение золотника 12 перекрывается канал 14 и соединяется полость цилиндра 2 каналом 23 с трубою, отводящею 24 жидкость линии низкого давления; далее поршень 4 вместе со штангами идет вниз, приводя в нижнее положение плунжер насоса в скважине. По выходе жидкости из отводной 24 линии труб, она поступает в от дельный установленный р езервуар, а из него берется насосом и вновь поступает под давлением в напорную 18 линию Труб для приведения в действие золотника 12 И поршня 4. Кольцевые канала 2S расположены на золотнике 12 так, чтобы не могло произойти одновременного сообще

нвя каншш 14 с 1ишШок 28ь Подходя к ниявнему своему положению, иоршень 4 помощью упорного кулазска 26, укрепленного в верхней части штока 5, нажимает сверху вниз на рычаг 16 и поворачивается кран 19 в первоначальное положение, разобщая канал 23. Золотник 12 под действием пружины 22 поднимается вверх и жидкость из полости 21 по каналу 3.1 вытесяяется в отводную 24 трубу; далее золотник верхним своим каналом 25 соединяется с каналом 14, благодаря чему является возможность жидкости с линии 13 высокого давления вновь поступить в нижнюю часть цилиндра 2 и з|ставить поршень 4 подниматься вверх. Для дачи водостолбовой машине требуемой скорости подъема и опускания поршня 4 служат вентили 27 и 28. Длина хода поршня 4, а следовательно, и хода плунжера иасоса Может быть изменена путем перестановки кулачка 26 на штоке поршня 5.

Усеченный полый конус 1 на который устанавливается цилиндр насоса 2 имеет люки 29 для свободного доступа к- сальнику з. Выходящие из скважины газы собираются в усеченном конусе 1 и удаляются из него для утилизации через трубу 30.

Устройство, приводимое в движение от штока поршня кулачками, укрепленными на штоке, и тягой, воздействующей на поворачивание крана, сделано так, что благодаря выключению и включению каналов высокого и низкого давления цилиндрический (поршневой) золотник, должен переходить из одного положения в другое, попеременно открывая и закрывая впуски и выпуски каналов с линией высокого давления, вследствие чего имеющаяся под золотником пружи&а ваовь переводи вод оТник в верхнее положение, прекращая тем самым выпуск жидкости из цилиндра и сообщая его опять с линией высокого давления и т. д. Усеченный конус, герметизируя скважину, в то же время служит основанием для водостолбовой машины и сборником выходяших из скважины газов. Выходящие из скважины газы отводятся по отдельной трубе, снабженной вентилем, в главную магистраль для их утилизации в зависимости от потребности.Усеченный нижний конус имеет , закрытые на прокладках, для осмотра нижнего сальника.

Предмет патента.

Водостолбовая машина прямого и простого действия для приведепия в движение штанг насосов для глубоких колодцев и буровых скважин, характеризующаяся применением пруягинного прошневого золотника 12, перемещаемого при посредстве крана 19, сообщающего полость 21 над золотником 12, при помощи каналов 20 и 81 с напорною 13 и отводною 24 трубами, имеющими вентили 27, 28, каковой кран 19 приводится в действие посредством обычного устройства упорных кулачков 15,26, закрепляемых на соединяемом со штангою насоса штоке 5 поршня 4, связанного тросами 7 с противовесами 6, перемещающимися катками 9, по направляющим 10, нижними концами прикрепленным к полому конусу 1, на котором установлен цилиндр 2 водостолбовой машины и который снабжается люками 29 для свободного доступа к сальнику 3 и предназначается также для улавливания выделяющихся из скважины газов, удаляемых для утилизации через трубу 30.

к патенту В. И. Кравченко и К. А. Ушакова

№ 10071

фиг.1.

/9

2:1

ZO.

1|1иг2