Устройство для уплотнения штока глубинного насоса Советский патент 1985 года по МПК F16J15/40 

Од

СП

Изобретение относится к уплотнениям преимущественно для герметизации зазоров между подвижными относи-. тельно друг друга эдементами и может быть использовано, в частности, для уплотнения штока глубинного насоса.

По основному авт.св. № 1078129 известно устройство для уплотнения штока глубинного насоса, .содержащее элемент привода штока, уплотнительны элемент, размещенный в уплотнительно камере корпуса устьевого сальника и контактирующий со щтоком, и нажимную втулку, а шток снабжен цилиндром.и кольцевым поршнем с хвостовиком, ра-змещенными концентрично на штоке с образованием замкнутой полости над устевым сальником, сообщенным через дополнительно установленный обратный клапан со скважиной, причем кольцевой поршень расположен с возможностью взаи.модейст ия с элементом привода штока. Хвостовик поршня снабжен уплотнительным кольцом для штока и втулкой, установленной концентрично штоку над уплотнением с возможностью взаимодействия хвостовика через уплотни тельное кольцо и втулку с элементом привода штока. Цилиндр выполнен составным в виде двух входящих одна в цругую гильз с уплотнением lj ,

Недостатком известного устройства для уплотнения-штока глубинного насоса является низкая -надежность в работе при отрицательных температурах окружающего воздуха, особенно на скважинах с обводненной продукцией, что обусловлено замерзанием жидкости в канале, соединяющем замкнутую полость над уплотнительньм элементом устьевого сальника со скважиной во время периода работы устройства до появления утечек, - Цель изобретения - повьппение надежности путем исключения загрязнения окружающей среды продукцией скважины при отрицательных температурах окружющего воздуха,

Уг азанная цель достигается тем, что в известном устройстве сообщение замкнутой полости над уцлотнительным элементом устьевого сальника через обратньй клапан со скважиной выполнено по двум каналам,, выходы которых разнесены по длине выкидной линии, а между выходами каналов установлен штуцер, причем выход одного из каналов размещен в тройнике и направлен

в сторону ск важины, а выход другого канала направлен от скважины и размещен в ПРОХОДНО.М канале штуцера. Причем штуцер выполнен сменным. На фиг, 1 схематично представлено .устройство для уплотнения штока глубинного насоса, общий вид; на фиг. 2 вид А на- фиг, 1,

Устройство для уплотнения штока глубинного насоса содержит элемент привода 1 штока 2, уплотнительный элемент 3, размещенный в уплотнительной камере 4 корпуса 5 устьевого сальника 6 .и контактирующий со штоком 2, и нажимную втулку 7, Шток 2 снабжен цилиндром 8.икольцевым поршнем 9 с хвостовиком 10, размещенным концентрично на штоке с образованием замкнутой полости 11 над устьевым сальником, сообщенной через дополнительно установленньш обратный клапан 12 со скважиной (не показана). Кольцевой поршень 9 расположен с возможностью взаимодействия с элементом привода 1 штока. Хвостовик 10 поршня 9 снабжен уплотнительным кольцом 13 для штока 2 и втулкой 14, установленной концентрично над уплотнительным кольцом 13 с возможностью взаимодействия хвостовика 1-0 через уплотнительное кольцо 13 и втулку 14 с элементом привода 1 штока. Цилиндр 8 выполнен составным в виде двух входящих -одна в другую гильз 15 и 16 с уплотнением П. Концевой поршень 9 герметизирован по цилиндру 8 уплотнительными элементами 18, а по штоку 2 - уплотнительными элементами 19, Сообщение замкнутой полости 11 со скважиной вьтолнено по двум каналам 20 и 21, соответствующие выходы 22 и 23 которых разнесены по длине выкидной линии 24, Между выходами 22 и 23 каналов 20 и 21 установлен штуцер 25, Выход 22 одного канала 20 размещен в тройнике 26 и направлен в сторону скважины, т,е, против штока добываемой жидкости а выход .23 другого канала 21 направлен отчскважины, т.е, по потоку добьшаемой жидкости и размещен в проходном канале 27 штуцера 25, который выполнен сменным.

Ход поршня 9 вверх ограничен накидной гайкой 28, навинченной на цилиндр 8, Установленная над уплотнительным кольцом 13,- размеры которого выбраны так, чтобы в свободном состоянии оно не контактировало со штоком

2, концентрично штоку 2 свободно , втулка 14 выступает над верхним тор-I цом хвостовика 10 поршня 9. Нажимная втулка 7 служит также и для поджима резервного уплотнения 29, размещен- s ного в ниппеле 30, имеющем на нижнем конце .сферическое утолщение 31, входящее в ответную сферическую расточку 32 тройника 26, установленного при помощи резьбы 33 на устьевой tO арматуре 34 скважины. Нажимная втулка 7 снабжена фланцем 35, связанным шпильками 36 с фланцем 37, соединенным на резьбе с ниппелем 30. Фиксация нажимной втулки 7 в ниппеле, 30 15 при неподжатом резервном уплотнении 29, во время работы устройства, а также поджим уплотнения 29 в случае необходимости обеспечиваются посредством гаек 38 и 39, навернутых на 20 шпильки 36. Фиксация положения ниппеля 30 в тройнике 26 достигается фланцем 40 и болтами 41 с гайками 42. Поджим уплотнительного элемента 3 осуществляется при помощи ввернутых 25 во фланец 35 шпилек 43 с гайками 44 и фланца 45, упирающегося в кольцевой бурт корпуса 5. На штоке 2 закреплен элемент привода 1, выполненный в виде двух полухомутов 4б, стя- ЗО нутых болтами 47. Место установки толкателя на штоке выбирается с таким расчетом, чтобы при нижнем положении поршня 9 в цилиндре 8 элемент привода 1 в крайнем нижнем s положении штока 2 не контактировал со втулкой 14, т.е. чтобы между .его нижней торцовой поверхностью и верхней торцовой поверхностью втулки оставался гарантированный зазор 40

(5-10 мм).

Предлагаемое устройство для уплот- нения штока глубинного насоса монтируется на устьевой арматуре 34 скважины. Кольцевой поршень 9 уста- 45 навливают в цилиндре 8 в крайнем

нижнем положении. I

Устройство работает следующим образом.

При откачке жидкости штанговым 50 скважинным насосом шток 2 совершает возвратно-поступательное движение. Жидкость из сквадины через тройник 26 (который является частью выкидной линии) поступает в сборный коллектор 55 (не показан). Поскольку тройник 26 . и штуцер 25 являются для движущейся жидкости гидравлическими сопротивлениями, на них возникает определенный перепад давления, под действием которого, а также и в результате расположения выхода 22 канала 20 против потока, а выхода 23 канала 21 по потоку в проходном канале 27 штуцера 25 часть сквалсинной жидкости движется в обход участка с .повьщ1енным гидравлическим сопротивлением (тройника и штуцера) по каналам 20 и 21. Температура пластовой жидкости в нефтяных, скважинах всегда плюсовая и достигает 25-30 С. Постоянная циркуляция теплой скважинной жидкости по каналам 20 и 21 предотвращает образование в них пробок замерзшей жидкости при отрицательных температурах окружающего воздуха. Кольцевой поршень 9 остается в нияснем положении до тех пор, пока из-за износа основного уплотнительного элемента 3 не начнется пропуск скважинной жидкости через него в полость 11. Накапливаясь в этой полости, утечки перемещают поршень 9 вверх. При перемещении поршня 9 на величину, превышающую первоначально установленный зазор между втулкой 14 и элементом привода 1, последний в нижней части своего хода нажимае т на втулку 14, которая, перемещаясь в растрчке хвостовика 10 вниз, поджимает дополнительное уплотнительное ко.льцо 13 к поверхности штока 2, обеспечивая надежную его герметизацию, а при дальнейшем ходе -штока 2 вниз перемещает вместе с ним и кольцевой поршень 9, который вытесняет накопившуюся в полости11 утечку через обратньй клапан 12 по каналам 20 и 21 в выкидную линию 24 скважины. При движении штока 2 вверх элемент привода 1 перестает контактировать с втулкой 14 и под действием сил упругости уплотнительное кольцо 13 выходит из контакта со штоком 2 и возвращает, втулку 14 в исходное . положение. Давление в полости 11 падает и становится близким к атмосферному, В дальнейшем цикл повторяется. Таким образом, вся утечка жидкости через уплотнение возвращается в выкидную линию 24, не попадая в атмосферу и не загрязняя окружающую среду.. При этом устройство не требует никакого обслуживания до тех пор, пока утечки жидкости через уплотнение в полость 11 за время одного хода штока 2 не превысят

полного объема полости 11 (объема похюсти под поршнем при его крайнем верхнем положении, ограниченном накидной гайкой 28). При достижении такого темпа утечек необходима подтяжка уплотнения.

Изобретение позволит повысить надежность работьг устройства для уплотнения штока глубинного насоса при отрицательных температурах путем предотвращения загрязнения окружающей среды продукцией скважин.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПЛОТНЕНИЯ I11TOKA ГЛУБИННОГО НАСОСА по авт.св. № 1078129, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем исключения загрязнения окружающей среды продукцией скважины при отрицательных температурах окружающего воздуха, сообщение замкнутой полости над уплотнительным элементом устьевого сальника через обратный клапан со скважиной вьтол-нено по двум каналам, выходы которых разнесены по длине выкидной линии, а между выходами каналов установлен штуцер, причем выход одного из каналов размещен в тройнике и направлен в сторону /а выход другого канала направлен от скважины и разс S мещен в проходном канале штуцера. 2. Устройство по п. 1, отл и(Л ч ающе ее я тем, что штуцер вьтолнен сменным.