Устройство для уплотнения штока глубинного насоса на устье скважины Советский патент 1987 года по МПК F04B47/02 E21B33/03 

113

Изобретение относится к машиностроению, в частности к глубинным насосам для добычи нефти из скважин, а ийенно к устройствам для уплотнения штока глубинного насоса на устье скважины, может быть использовано в нефтедобывающей промышленности и является усовершенствованием устройства по авт. св. ( 994687.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности и долговечности уплотнительных элементов и штока.

На фиг, 1 представлено устройст- во для уплотнения штока глубинного насоса на устье скважины, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - кольца уплотнительных элементов.

Устройство для уплотнения штока 1 глубинного насоса на устье скважины (не показано) содержит нажимную гайку 2 с кольцевым выступом 3, нижний 4 и верхний 5 уплотнительные элемен- ты, между которыми размещен уплотни- тельный материал 6. Кроме того, оно снабжено стаканом 7 для размещения уплотнительного материала 6, верхний торец которого взаимодействует с выступом 3 нажимной гайки 2, а нижний - с нижним уплотнительным элементом 4. Над стаканом 7 установлен |центратор 8 (фиг. 2), выполненный в виде кольца (не показано) с пазом 9 под шток 1, и в пазу 9 установлен ползун 10 с нажимным винтом 11. Нажимная гайка 2 имеет отверстия 12 для размещения заглушек 13, нажимного 1 1 и фиксирующего 14 винтов. По- лость стакана 7 и камера 15 за его стенкой (не показана), ограниченная внутренней поверхностью нажимной гайки 2 и верхним торцом гильзы 16, заполнена веществом (уплотнительным ма териалом 6), реализующим эффект избирательного переноса.

Конические 17 и ципиндрические 18 кольца уплотнительных элементов 4 снабжены гибкой многослойной оболочкой 19 (фиг. 3), которая вьтолне- на из антифрикционного материала в виде фольги.

Гильза 16 навернута на установленный в тройнике 20 штуцер 21 и фиксируется на нем через контргайку 22, причем внутри этого соединения образована уплотнительная камера (не показана), в которой установлен нижний

Q

0

5

уплотнительный элемент 4, между кольцами 17 которого установлены клиновые конусные 23 и упорные 24 кольца.

Клиновые упорные кольца 24 установлены с возможностью взаимодействия с выступом на внутренней поверхности гильзы 16, разделяя уплотнительную камеру на две секции 25 и 26. В секции 25 установлено дополнительное уплотнение 27, элементы которого уложены в гильзе 16 в виде спирали.

Кольца 17 и 18 нижнего уплотнительного элемента 4 и элементы дополнительного уплотнения 27 выполнены из многослойной плетеной набивки марки АПР,- причем гибкая многослойная оболочка колец 17 и 18 выполнена из медной или алюминиевой фольги. В качестве уплотнительного материала 6 могут применяться металлоплакирую- щие смазки типа СМ-01, СМ-02, СК-03, ЦИАТИМ-201 , ЦИАТИМ-203 , ЦИАТР1М-22 1 , ЗИМОЛ, ЛИТОЛ-24 и другие материалы, содержащие поверхностно-активные вещества с восстановительными свойствами, работающие в режиме избирательного переноса, в том числе смазки на основе полидиметилсилоксанового каучука и графита с введением 5 - Ю мае,ч. порошковой меди (от массы каучука).

Стакан 7 снабжен размещенными в нем подпружиненными к штоку 1 перфорированными вкладьшами 28, выполненными из антифрикционного материала, например меди или ее сплавов, а в стенке стакана со стороны его верхнего торца выполнены радиальные отверстия 29 для заполнения уплотнительным материалом 6 камеры 15. В свою очередь уплотнительный материал 6 через перфорацию 30 вкладьшей 28, которые выполнены разъемными, контактирует с поверхностью штока 1.

Центратор 8 установлен на стакане 7, выполняя функцию крышки стакана, причем ширина его паза 9 равна диаметру штока 1.

Нажимная гайка 2 навернута на гильзу 16 через контргайку 31, причем в нажимную гайку до касания с центратором 8 ввернут корпус 32 верхнего уплотнительного элемента 5 с кольцами 33, затянутыми гайкой 34 через конусное кольцо 35,

Центратор 8 через канал сообщен со стаканом 7.

3

Устройство для уплотнения штока глубинного насоса на устье скважины работает след тощим образом.

После предварительной затяжки нижнего уплотнительного элемента А при возвратно-воступательном движении штока 1 нажимной гайкой 2 производится окончательная регулировка затяжки колец 17 и 18 и дополнительного уплотнения 27, При этом кольцевой выступ 3 нажимной гайки 2 взаимодействует с верхним торцом стакана 7, и его осевое перемещение чере дно стакана передается на кольца 17 и 18 и дополнительное уплотнение 27 осуществляя тем самым уплотнение штока 1. Наличие клиновых конусных колец 23 между коническими кольцами 17 обеспечивает равномерное радиальное уплотнение штока 1 по всей высоте уплотнительной камеры.

Затем центратором 8 и ползуном 10 производится центровка штока 1 таким образом, чтобы односторонние боковые усилия штока воспринимались непосредственно только ползуном 10, т.е. ползун 10 всегда находится со стороны односторонних боковых усилий штока 1.

Для заправки полости стакана уп- лотнительным материалом отвинчивают фиксирующий винт 14 и в отверстие 12 ввинчивают наконечник шприца Сне показан) . Под давлением полость стакана 7 и через отверстия 29 камера 15 заполняются уплотнительным материалом 6, кольца 33 верхнего уплотнительного элемента 5 при этом препятствуют выносу уплотнительного материала.

При возвратно-поступательном движении штока 1 уплотнительный материал 6 через перфорацию 30 вкладьшдей 28 контактирует с полированным штоком 1 и тонким слоем смазывает его поверхности и уплотнительные элементы 4 и 5, при этом вкладыши 28 на- . ходятся в постоянном контакте с полированным штоком 1. В результате происходит разрушение вкладьш1ей 28, выполненных, например, из меди или ее сплавов, и восстановление ее на стальных трущихся поверхностях. При работе устройства на трущихся поверхностях штока 1, центратора 8, ползуна 10, упорных колец 24 и втулки штуцера 21 образуется микрослой меди или ее сплава, снижающий коэф

0

5

0

5

3

0

5

0

5

0

5

103

фициент трения в несколько раз. Износ микрослоя меди или ее сплавов постоянно компенсируется за счет вкладьш1ей 28, сохраняя, таким образом, постоянную размерность трущейся пары дилтельное время.

При последующей подтяжке изношенных колец 17 и 18 и элементов дополнительного уплотнения 27 уплотнительного элемента 4 нажимной гайкой 2 уплотнительный материал 6 из камеры 15 через отверстия 29 вьйшмается в полость стакана 7, пополняя запас уп- лотнихельного материала в стакане.

Для замены изношенных колец 17 и 18 и элементов дополнительного уплотнения 27 на скважинах с фонтанными проявлениями, отворачивал контргайку 22, заворачивают гильзу 16, при этом выступ гильзы 16 взаимодействует с упорным клино вым колнцом 24, осевое перемещение которого передается на секцию 25 нижнего уплотнительного элемента 4 и его кольца 17 и 18, осуществляя тем самым надежное уплотнение штока 1. Затем, отворачивая контргайку 31 и полностью вывернув нажимную гайку 2 совместно со стаканом 7, по штоку 1 поднимают их вверх и фиксируют в таком положении. После этого производится замена изношенных колец 17 и 18 на новые.

Производится предварительная затяжка нажимной гайки 2 секции 26 нижнего уплотнительного элемента 4 и его колец 17 и 18 и дополнительного уплотнения 27. После этого, отвернув гильзу 16, ослабляют затяжку секции 25 нижнего уплотнительного элемента 4 и его колец 17 и 18.

Во время пробного пуска глубинного насоса производится окончательная регулировка нормальной затяжки обеих секций нижнего уплотнительного элемента и его колец 17 и 18 и дополнительного уплотнения 27 при помощи нажимной гайки 2 и гильзы 16.

После достижения надежного уплотнения щтока 1 нажимная гайка 2 и гильза 16 фиксируются контргайками 22 и 31.

Затем производится заправка стакана 7 уплотнительным материалом 6.

Формула изобретения

1. Устройство для уплотнения штока глубинного насоса на устье сква51

жины по апт, св. № 994687, отличающееся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности и долговечности уплотнительных элементов и штока, стакан снабжен размещенными в нем цодпружиненными к штоку перфорированными вкладышами, выполненными из антифрикционного материала, а в стенке стакана со стороны его верхнего торца выполнены радиальные отверстия.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что полость стакана и камера за его стенкой, ограниченная внутренней поверхностью

43103б

накидной г айки и верхним торцом гильзы, заполнены веществом, реализующим эффект избирательного переноса.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т- личаюшееся тем, что кольца нижнего уплотнительного элемента снабжены гибкой многослойной оболочкой.

10

4. Устройство по пп. 1-3, отличающееся тем, что гибкая многослойная оболочка выполнена из антифрикционного материала в виде фольги.

Изобрете.ние относится к области насосостроеНМя и позволяет повысить эксплуатационную надежность и долговечность уплотнительных элементов и штока насоса. В стакане 7 размещены подпружиненные к штоку перфорированные вкладыши 27 из антифрикционного материала, например из меди или ее сплавов. Б стенке стакана 7 со стороны его верхнего торца выполнены радиальные отверстия 28 для заполнения уплотнительным материалом 6 полости 14. На трущихся поверхностях штока, центратора, ползуна упорного конического кольца 23 и втулки тройника 20 образуется микрослой меди или ее сплавов, снижающий в несколько раз коэффициент трения. Износ микрослоя меди или ее сплава компенсируется за счет вкладышей 27, сохраняя таким образом постоянство размеров трущейся пары длительное время. 3 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л со 4ik С rsj (Риг.1

1 12

/.

П

Фиг.г

Фиг.Ъ

Редактор С.Пекарь

Составитель Э.Гинзбург

Техред И.ПоповичКорректор M.flehrqHx

Заказ 4623/34

Тираж 574Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4