Групповой гидропривод штанговых глубинных насосов Советский патент 1983 года по МПК F15B11/16 F15B11/17 

Изобретение относится к приводам скважинных штанговых н-асосов, в частности к групповым гидроприводам для куста скважин и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности.

Известна скважинная штанговая насосная установка с групповым гидравлическим приводом, состоящая из двух гидравлических цилиндров, снабженных золотниками управления и блоком привода, монтируемая на двух скважинах и в которой рабочая жидкость от силового насоса поступает через золотник в бесштоковую полость цилиндра первой скважины, причем его порщень опускается вместе с колонной штанг, выдавливая жидкость, находящуюся в щтоковой полости, в штоковую полость цилиндра второй скважины, а поршень второй скважины, в свою очередь, движется вверх совместно со своей колонной штанг и при достижении им верхнего положения направление потока рабочей жидкости, регулируемое золотником, изменяется, и цикл повторяется 1.

Недостатком известной установки является зависимость работоспособности одной скважинной установки от другой, так как при остановке одной из них прекращается работа другой установки. Это снижает надежность работы установки с групповым приводом в целом. ,

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является групповой гидропривод щтанговых глубинных насосов, содержащий гидроцилиндры, штоковые полости которых сообщены между собой при помощи запорных клапанов, а бесщтоковые - с силовым насосом при помощи гидролиний подачи и отвода рабочей жидкости через гидроуправляемый распределитель с управляющим устройством, и систему компенсации утечек, причем каждый шток связан с колонной штанг при помощи канатной подвески 2.

Недостаток описанного группового гидропривода штанговых глубинных насосов состоит в том, что на каждую пару установок необходима собственная гидросистема управления, отсутствует система дополнительного уравновешивания, в связи с чем при разных нагрузках на штанговые колонны насосных установок нарушается работа силового агрегата, а также в том, что рассчитан на работу только двух спаренных установок. Это снижает эффективность работы привода и ограничивает возможности его применения.

Цель изобретения - повышение эффективности и расширение функциональных возможностей.

Указанная цель достигается тем, что в групповом гидроприводе штанговых глубинных насосов, содержащем гидроцилиндры, штоковые полости которых сообщены

между собой при помощи запорных клапанов, а безштоковые, - с силовым насосом при помощи гидролиний подачи и отвода рабочей жидкости через гидроуправ ляемый распределитель с управляющим

устройством, и систему компенсации утечек, причем каждый шток связан с колонной штанг при помощи онтактной подвески, каждый гидроцилиндр снабжен дополнительной рабочей камерой с нижним основанием и с расположенными в ней поршнем, соединенным со штоком гидроцилиндра, и полиспастом, верхние ролики и один конец гибкой тяги которого связаны с поршнем, нижние ролики - с нижним основанием рабочей камеры, а другой конец

5 тяги связан с контактной подвеской, причем штоковая и бесштоковая полости дополнительной рабочей камеры сообщены между собой через регулируемый дроссель, а верхняя часть штоковой полости снабжена выкидным патрубком с запорным клапаном.

Кроме того, гидропривод снабжен общей уравновешивающей магистралью с установленными в ней запорными клапанами по числу гидроцилиндров, штоковые

5 полости которых сообщены последовательно между собой и связаны с уравновешивающей магистралью.

Бесштоковые полости гидроцилиндров сообщены с гидролиниями подачи и отвода рабочей жидкости параллельно.

0 На фиг. 1 представлена схема группового гидропривода штанговых глубинных насосов; на фиг. 2 - схема его гидроцилиндра.

Групповой гидропривод штанговых глубинных насосов содержит гидроцилиндры

5 1, штоковые полости 2 которых сообщены между собой при помощи запорных клапанов 3, а бесштоковые 4 - с силовым насосом 5 при помощи гидролиний подачи 6 и отвода 7 рабочей жидкости через гидроуправляемый распределитель 8 с управляющим устройством, выполненным в виде электродатчика управления 9, и систему компенсации утечек 10, причем каждый шток 11 связан с колонной штанг 12 при помощи канатной подвески 13.

Каждый гидроцилиндр 1 снабжен дополнительной рабочей камерой 14 с нижним основанием 15 и с расположенными в ней поршнем 16, соединенным штоком II с поршнем 17 гидроцилиндра 1, и полиспастом 18, верхние ролики 19 и один конец 20 гибкой тяги которого связаны с поршнем 16, нижние ролики 21 - с нижним основанием 15 дополнительной рабочей камеры 14, а другой конец 22 гибкой тяги связан с канатной подвеской 13, причем

5 штоковая 23 и бесштоковая 24 полости дополнительной рабочей камеры 14 сообщены между собой через ретулируемый дроссель 25, и верхняя часть штоковой полости 23 снабжена выкидным патрубком 26 с запорным клапаном 27. Гидропривод также снабжен общей уравновешивающей магистралью 28 с установленными в ней запорными клапанами 29 по числу гидроцилиндров 1, щтоковые полости 2 которых сообщены последовательно между собой и связаны с уравновешивающей магистралью 28, а бесштоковые полости 4 гидроцилиндров 1 сообщены с гидролиниями подачи 6 и отвода 7 рабочей жидкости параллельно. Кроме того, гидропривод снабжен энергоблоком 30, который помимо упомянутых выше силового насоса 5 гидрораспределителя 8 для попеременного подвода и отвода рабочей жидкости с электродатчиком управления 9 и системы компенсации утечек 10 содержит резервный насос 31, предохранительный клапан 32 и емкость 33 рабочей жидкости. Конец 22 гибкой тяги в дополнительной рабочей камере 14 уплотнен при помощи сальника 34, а поршень 16 дополнительной рабочей камеры 14 посредством гибкой тяги полиспаста 18 соединен через канатную подвеску 13 и колонну штанг 12 с плунжером 35 глубинного насоса 36. Групповой привод работает следуюидим образом. Рабочая жидкость из емкости 33 подается силовым насосом 5, а при выходе его из строя - резервным насосом 31 в гидроуправляемый распределитель 8, который при помощи электродатчика управления 9 подает рабочую жидкость попеременно в гидролинии подачи 6 и состава 7 рабочей жидкости. При, подаче рабочей жидкости по гидролинии подачи 6 (фиг. 1) в присоединенные к ней бесштоковые полости 24 гидроцилиндров 1, поршень 17 со штоком 11 и поршень 16 начинают движение вниз (фиг. 2), а ветви гибкой тяги полиспаста 18, сокращаясь, опускают связанную с ними через канатную подвеску 13 штанговую колонну 12 и плунжер 35 глубинного насоса 36. При этом рабочая жидкость принудительно перегоняется в штоковые полости 2 гидроцилиндров 1, соединенных с гидролннией отвода 7 рабочей жидкости. Поршни 17 этих гидроцилиндров вместе со щтоком 11, порщнем 16 дополнительной рабочей камеры 14 и роликами полиспаста 18 начинают движение вверх, ветви гибкой тяги удлиняются и поднимают штанговую колонну 12 и плунжер 35 глубинного насоса 36. По достижении поршнями 17 максимальной высоты подъема движение совершается в обратном порядке, а затем цикл повторяется. При этом вся система уравновешивается через общую уравновешивающую магистраль 28, клапаны 3 и 29 открыты. Дополнительная рабочая Камера 14 представляет собой газовый уравновешиватель, работающий на попутном газе, поступающем из скважины. Газ отделяется от жидкой и твердой фазы посредством сальника 34. При равных нагрузках на штанговые колонны 12 клапаны 27 на выкидных патрубках 26 открыты, и давление газа, поступающего из скважины, на поршень 16 дополнительной рабочей камеры 14 уравновешивается давлением, которое поддерживается в уравновешивающей магистрали 28. При изменении нагрузок в зависимости от конкретных условий скважин производится доуравновешивание -путем изменения давления, действующего на поршень 16 дополнительной рабочей камеры 14. Для увеличения этого давления дроссель 25 прикрывается или закрывается полностью, клапан 27 патрубка 26 при этом полностью открыт для уменьшения противодавления, Для уменьшения давления в дополнительной рабочей камере 14 дроссель 25 открывается, а клапан 27 патрубка 26 прикрывается полностью или частично. При остановке одной или нескольких скважин, они отключаются при помощи клапанов 3, а гидрЪцилиндры 1 соответственно доуравновешиваются при помощи дросселя 25 и клапана 27. Таким образом, индивидуальные гидроцилиндры могут работать в различных сочетаниях за счет переключения клапанов 3 и 29 независимо от количества работающих и неработающих установок, причем при помощи клапанов 29 гидроцилиндр может переключаться на индивидуальную работу, независимую от общей уравновещивающей магистрали 28.

д5

1. ГРУППОВОЙ ГИДРОПРИВОД ШТАНГОВЫХ ГЛУБИННЫХ НАСОСОВ, содержащий гидроцилиндры, штоковые полости которых сообщены междусобой при помощи запорных клапанов, бесщтоковыес силовым насосом при помощи гидролиний подачи и отвода рабочей жидкости через гидроуправляемый распределитель с управляющим устройством, и систему компенсации утечек, причем каждый шток связан с р олонной штанг при помощи контактной подвески, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и расширения функциональных возможностей, каждый гидроцилиндр снабжен дополнительной рабочей камерой с нижним основанием с расположенными в ней поршнем, соединенным со щтоком гидроцилиндра, и полиспастом, верхние ролики и один конец гибкой тяги которого связаны с поршнем, нижние ролики - с нижним основанием рабочей камеры, а другой конец гибкой тяги связан с контактной подвеской, причем штоковая и бесштоковая полости дополнительной рабочей камеры сообщены между собой через регулируемый дроссель, а верхняя часть штоковой полости снабжена выкидным патрубком с запорным клапаном. 2.Гидропривод по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен общей уравновеi шивающей магистралью с установленными в ней запорными клапанами по числу гид(Л роцилиндров, штоковые полости которых сообщены последовательно между собой и связаны с уравновешивающей магистралью. 3.Гидропривод по п. 1, отличающийся тем, что бесштоковые полости гидроцилиндов сообщены с гндролиниями подачи и отвода рабочей жидкости параллельно. оо ел ю 00