Гидропоршневой насосный агрегат Советский патент 1988 года по МПК F04B47/06 

; Изобретение относится к технике цобычи нефти, в частности к гидро- Ьоршневым насосным агрегатам, и {может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для откачки Пластовых жидкостей из скважины, Цель изобретения - повышение на- дежнр сти путем упрощения конструкции

5 насоса при ходе поршней 6 и 5 соот венно двигателя 4 и насоса 2 вниз Золотник 13 имеет верхнюю головку

24,со стороны которой расположен верхний буртик 14, и нижнюю головку

25,со стороны которой расположены нижний буртик 14 и пружина 21, Днище 19 цилиндра 8 двигателя 4 снабжено

На фиг. 1 представлен гидропоршне-|Q уплотнением 26 и каналом 27 сообщаю

щим полость 28 колонны насосных труб 1 с кольцевым пространством 29 причем в канале 27 установлен подпружиненный обратный клапан 30„ Кольцевое пространство 29 сообщается с подпорш™ невой полостью 12 цилиндра В двигателя 4 через окно 31, Днище 32 .цилиндра 7 насоса 2 снабжено каналом 33, перекрываемым подпружиненным обратным клапаном 34 и уплотнением 355 установленным на цилиндрическом выступе 36 днища 32 для уплотнения его з колонне насосных труб 1. В нижней части колонны насосных труб 1 также установлено днище 37, имеющее канал 38, перекрываемый подпр окиненным об ратным клапаном 39. Агрегат содержит уплотнение 40, расположенное на Колон не насосных труб 1,- которое предназначено для разобщения кольцевого rfpocTpaHCTBa 41j сообщаемого с над- поршневой полостью 9 цилиндра 7 насоса 2 радиальными кaнaлatvш в колонне насосных труб 1 со скважиной 17 от кольцевого пространства 29 З станов- ленное на колонне насосных труб 1 снизу уплотнение 42 предназначено для разобщения продуктивного пласта

вой насосный агрегат для откачки жид ости из скважины при движении порш ей насоса и двигателя вниз; на иг, 2 - то же, при движении поршней насоса и двигателя вверх,

Гидропоршневой насосный агрегат для откачки жидкости из скважины содержит установленные в колонне насосных труб 1 поршневой насос 2 и связанный с ним посредством полого штока 3 гидравлический дифференциальный двигатель 4, имеющие полые поршни 5 и 6 соответственно насоса и двигателя, установленные в цилиндрах 7 и 8, соответственно насоса 2 и двигателя 4 с образованием надпор- иневых 9 и 10 и подпоршневых 11 и 12 полостей соответственно насоса 2 и двигателя 4, размещенный в полом юршне двигателя 4 по меньшей мере трехлинейньй золотник 13с переключателями 14 с путевым управлением, при цилиндр 7 насоса 2 в зоне над- иоршневой полости 9 и колонна насосных тр1уб 1 снабжены радиальными кана тами 15 и 16, гидравлически сообщен- йыми со скважиной 17, а подпоршнева 11 и надпоршневая 9 полости насоса вьгаолнены с возможностью сообщения между собой через дополнительный канал 18 в поршне 5 насоса.

Переключатели 14 золотника 13 вы- Лолнены в виде буртрков (не показаны) , установленных с возможностью 1 заимодействия с торцовыми поверх- яостями днищ 19 и 20 цилиндра 8 двигателя 4 сверху и снизу. Золотник 13 со стороны нижнего буртика 14 под Иружинен посредством пружины 21, при этом одна линия 22 золотника 13 выполнена с возможностью гидравлической связи подпоршневой полости 12 двигателя 4 с его надпоршневой полостью 10 при ходе поршней 6 и 5 соответственно двигателя 4 и насоса 2 вверх, а другая 23 - надпоршневых 9 и 10 полостей соответственно насоса. 2 и двигателя 4 через полый шток 3 и дополнительный канал 18 в поршне

5 насоса при ходе поршней 6 и 5 соот- венно двигателя 4 и насоса 2 вниз Золотник 13 имеет верхнюю головку

24,со стороны которой расположен верхний буртик 14, и нижнюю головку

25,со стороны которой расположены нижний буртик 14 и пружина 21, Днище 19 цилиндра 8 двигателя 4 снабжено

Q уплотнением 26 и каналом 27 сообщаю

5

0

5

0 с

0

5

0

5

щим полость 28 колонны насосных труб 1 с кольцевым пространством 29 причем в канале 27 установлен подпружиненный обратный клапан 30„ Кольцевое пространство 29 сообщается с подпорш™ невой полостью 12 цилиндра В двигателя 4 через окно 31, Днище 32 .цилиндра 7 насоса 2 снабжено каналом 33, перекрываемым подпружиненным обратным клапаном 34 и уплотнением 355 установленным на цилиндрическом выступе 36 днища 32 для уплотнения его з колонне насосных труб 1. В нижней части колонны насосных труб 1 также установлено днище 37, имеющее канал 38, перекрываемый подпр окиненным об : ратным клапаном 39. Агрегат содержит уплотнение 40, расположенное на Колонне насосных труб 1,- которое предназначено для разобщения кольцевого rfpocTpaHCTBa 41j сообщаемого с над- поршневой полостью 9 цилиндра 7 насоса 2 радиальными кaнaлatvш в колонне насосных труб 1 со скважиной 17 от кольцевого пространства 29 З станов- ленное на колонне насосных труб 1 снизу уплотнение 42 предназначено для разобщения продуктивного пласта

43скважины 17 от обсадкой колонны

44скважины, служащей каналом подачи откачиваемой из скважины асидкостио. Польш поршень 5 насоса 2 снабжен подпружиненным обратным клапаном 45,.

Предлагаемый гидропоршневой насосный агрегат работает следующим образом.

Золотник 13 находится в крайнем нижнем положении (фиг,, 1) и удержква - ется пружиной 21. При этом подпоршне- вая полость 12 цилиндра 8 двигателя посредством линии 22 сообщена с надпоршневой полостью 10 цилиндра двигателя, а линия 23 перекрыта верхней головкой 24 золотника 13

Рабочая жидкость нагнетаемая с дневной поверхности в полость 28 колонны насосных труб 1j по каналу 27, кольцевому пространству 29 через окно 31 поступает в подпоршнезую

полость 12 цилиндра В двигателя 4 и далее по линии 22 попадает в надпорш невую полость 10 цилиндра двигателя,

8подпоршневой 12 и надпоршневой 10 полостях цилиндра двигателя устанавливается равное давление. Так как площадь поршня 6 двигателя 4 в надпортневой полости 10 цилиндра больше площади поршня 5 в подпоршневой полос ти 12 цилиндра на величину площади поперечного сечения полого штока 3,,

то поршень 6 двигателя 4 начинает двигаться вниз, перемещая связанный с ник поршень 5 насоса 2 также вниз, Подпружиненный обратный клапан 34 при этом закрываетсяэ а подпружиненный обратный клапан 45 поршня 5 насоса 2 открывается и жидкость из подпоршневой полости 11 цилиндра 7 насоса по дополнительному каналу 18 поршня 5 перетекает в надпоршневуго полость

9цилиндра насоса и дальше через окна 15 и 16 в обсадную колонну 44 скважины 17, служащую каналом подачи откачиваемой из скважины жидкости. Когда нижний буртик 14 золотника 13 войдет в контакт с торцовой поверх™ ностыо днища 20 золотник 13 останавливается j а поршень 6 двигателя про™ должает движение вниз до упора в торец днища 20 т.е золотник 13 начинает двигаться относительно поршня 6, перекрывая при этом канал 22

и открывая канал 23, Таким образомj золотник 13 занимает положение, по- казанное на фиг, 2. При этом надпорш- невая полость 10 цилиндра 8 двигателя 4 разобщена с подпоршневой полостью 12 цилиндра двигателя 4 и сообщена с надпоршневой полостью 9 цилиндра 7 насоса 2, Подпружиненный.обрат- ньй клапан 45 закрывается. Давление в подпоршневой полости 12 равно давлению рабочей жидкости, а в надпоршневой полости 10 устанавливается давление жидкости, равное гидростатическому давлению столба жидкости, находящейся в колонне 44 обсадных труб. Так как давление рабочей жидкости больше гидростатического давления столба жидкостиJ то поршень 6 двигателя 4 начинает двигаться вверх. Жидкость из надпоршневых полостей 10 и 9 соответственно двигателя 4 и насоса 2 вытесняется в колонну обсадных труб, а в надпоршневую полость 11

JQ

jr n

5 «

5 0 5

5

цилиндра 7 насоса 2 жидкость из продуктивного пласта 43 по каналам 38 и 33 всасывается, открывая обратные подпружиненные клапаны 39 и 34.

Когда верхний буртик 14 входит в контакт с торцовой поверхностью дни- ща 19, золотник 13 останавливается, а поршень 6 двигателя 4 продолжает двигаться вверх до упора, т,е, золотник 13 начинает двигаться относительно поршня 6 и занимает положение, по- казанное на фиго 1, и цикл повторяется.

Формула изобретения

Гидропоршневой насосный агрегат для откачки жгедкости из скважины„ со, держапщй установленные в колонне насосных труб поршневой насос и связанный с ним посредством полого штока гидравлический дифференциальный двигатель, имеющие полые поршни, установ ленные в соответствующих цилиндрах с образованием надпоршневых и под- поршневых полостей, размещенный в полом поршне двигателя по меньшей мере трехлинейньм золотник с переключателями с путевым управлением, при этом цилиндр насоса в зоне надпоршневой полости и колонна насосных труб снабжены радиальными каналами, гид,-, равшдчески сообщенными со скважшой, а надпоршневая и подпоршневая полости насоса вьтолнены с возможностью сообщения между собой-через дополни-- тельный канал в поршне насоса, о т- л и-чающийся тем, что, с целью повьшгения надежности путем упрощения конструкции,.переключатели золотника выполнены в виде буртиков, установленных с возможностью взаимодействия с торцовыми поверхностями днищ цилиндра двигателя сверху и сни- зу золотник со стороны нижнего буртика подпружинен, при этом одна линия золотника выполнена с возможностью гидравлической связи подпоршневой полости двигателя с его надпоршневой полостью при ходе поршня двигателя и насоса вниз, а другая - надпорщне- вых полостей насоса и двигателя через полый шток и дополнительньй канал в поршне насоса при ходе поршней Двигателя и насоса вверх.

///////////7///////// фие.2

Изобретение относится к технике добычи нефти и м.б. использовано для откачки пластовых жидкостей из. скважин. Цель изобретения - повьшение надежности агрегата путем упрощения его конструкции. В колонне насосных труб 1 размещены поршневой насос 2 и связанньй с ним посредством полого штока 3 гидравлический дифференциальный двигатель 4, имеющие полые поршни 5 и 6. Поршни 5 и 6 установлены в цилиндрах 7 и 8 насоса и двигателя с образованием надпоршневых и подпоршневых полостей (П) 9, 10 и 11, 12. Трехлинейный золотник 13 размещен в поршне 6, а его переключатели выполнены в виде буртиков, установленных с возможностью взаимодействия с торцовыми поверхностяш днищ 19 и 20 цилиндра 8 сверху и снизу. Золотник со стороны нижнего буртика подпружинен, при этом линия 22 золотника выполнена с возможностью гидравлической связи П 12 и 10 при ходе поршней 6 к 5 вниз, а линия 23 - с возможностью гидравлической связи П 9 и 10 через шток и дополнительный канал 18 в поршне 5 при ходе поршней 6 и 5 вверх. При нагнетании рабочей жидкости в полость 28 колонны насосных труб золотник начинает двигаться относительно поршня 6, сообщая или разобщая полости 10 и 12 путем перекрытия линии 22 или 23. 2 ил. (Л 4;: о 00 4J ср1/г.