Скважинная насосная установка с гидравлическим приводом Советский патент 1993 года по МПК F04B47/02 F04B47/06 

ной выше пакера 5. Кроме этого, в переливной муфте 10 выполнены аксиальные каналы 17 для сообщения полости 18, которая находится выше и ниже муфты 10 и расположена внутри колонны труб 4. В верхней части цилиндра 6 выполнены радиальные отверстия 19, при помощи которых штоко- вая полость 12 штангового насоса 1 сообщена с полостью 18 колонны труб 4.

Приводной поршневой гидродвигатель 2 состоит из цилиндра 20, поршня 21 и штока 22. Цилиндр 20 к колонне труб 4 в верхней части прикреплен при помощи дополнительной переливной муфты 23, которая установлена выше пакера 5. В нижней части цилиндр 20 прикреплен к колонне труб 4 посредством переводника 24, котором смонтировано сальниковое уплотнение 25. .- Полость цилиндра 20 разделена поршнем 21 на поршневую 26 и штоковую 27 камеры гидродвигателя. Дополнительная переливная муфта 23 снабжена глухим осевым каналом 28 и сообщенными с ним радиальными каналами 29, при помощи которых скважин- ная полость 15 гидравлически сообщена с поршневой полостью 26 гидродвигателя. Кроме этого, дополнительная переливная муфта 23 также снабжена аксиальными каналами 30, за счет которых гидравлически сообщены между собой части полости 18, находящиеся выше и ниже этой муфты 23. Цилиндр 20 в нижней части снабжен радиальными отверстиями 31.

Добывной поршневой насос 3 включает цилиндр 32 -и поршень 33, первый из которых прикреплен к переводнику 24, а второй постоянно соединен с поршнем, являющимся общим для этих поршней 21 и 33. В общем штоке 22 выполнен осевой канал 34, в верхней части которого установлен выпускной клапан 35. а в нижней части осевого канала 34 установлен впускной клапан 36. Полость цилиндра 32 разделена поршнем 33 на поршневую 37 и штоковую 38 полости добывного поршневого насоса 3. В нижней части штока 22 выполнены радиальные отверстия 39, сообщающие осевой канал 34 со штоковой полостью 38 добывного поршневого насоса 3.

Скважинная полость 15. куда нагнетается добывная жидкость, посредством пакера 5 разобщена от скважинной полости 40, которая заполнена скважинной жидкостью и в которую погружен добывной поршневой насос 3. В верхней части колонны насосных труб 4 укреплена сальниковая обойма 41,-сквозь которую на поверхность выведена колонна штанг 8. а скважинная волость 15 в верхней части перекрыта фланцем 42, в последнем из которых вмон

тированы выкидной клапан 43 и отводящий трубопровод 44.

В процессе эксплуатации скважинная насосная установка работает следующим

образом.

До включения установки в работу необходимо, чтобы полость скважины выше пакера была заполнена жидкостью до уровня расположения штангового насоса. После

этого включают станок качалку, благодаря чему установка начинает работать,

За исходное положение установки принимаем такое, при котором поршни 7 и 21 штангового насоса 1 и гидродвигателя 2

5 расположены в крайнем нижнем положении.

При перемещении поршня 7 штангового насоса 1 вверх рабочая жидкость в штоковой камере 12 сжимается и под давлением

0 через радиальные отверстия 19, полости 18, аксиальные каналы 17 и 30. а также радиальные отверстия 31 поступает в штоковую камеру 27 гидродвигателя 2. В результате воздействия давления рабочей жидкости

5 ив поршень 21 снизу последний синхронно с поршнем 7 будет перемещаться вверх до верхнего крайнего положения. При этом благодаря соединению поршня 21 посредством общего штока 22 с поршнем 33 по0 следний также будет принудительно перемещаться вверх. При перемещении поршней 21 и, 33 вверх жидкость из штоковой полости 38 добывного поршневого насоса 3 через радиальные отверстия 39 и

5 осевой канал 34 штоке 22 и открытый выпускной клапан 35 будет поступать в поршневую полость 26 гидродвигателя 2. откуда через осевой 28 и радиальные 29 каналы будет нагнетаться в свежинную полость 15

0 и далее через выкидной клапан 43 и отводной трубопровод 44 будет транспортироваться из скважины.

Наряду с этим, жидкость в объеме, равном объему поршневой камеры 26, будет

5 также вытесняться в скважинную полость 15, откуда в таком же объеме через радиальные 14 и осевой 13 каналы переливной муфты 10 будет поступать в поршевую камеру 11 штангового насоса 1, заполняя освобожда0 ющийся объем.

После достижения крайнего верхнего положения поршень 7 штангового насоса 1 под воздействием массы колонны штанг 8 будет опускаться вниз. В этом случае давле5 ние в штоковой камере 12 снижается и становится меньше, чем гидростатическое давление в кольцевой скважинной полости 15. При Зтом выкидной клапан 43 закроется и жидкость, вытесняемая из поршневой камеры 11. через осевой 13 и радиальные

14 каналы, скважинную полость 15, радиальные 29 и осевой 28 каналы будет поступать в поршневую камеру 26 гидродвигател я 2. Выпускное клапан 35 в этом случае будет закрытым. Жидкость из штоковой камеры 27 через радиальные отверстия 31, полость 18, аксиальные каналы 30 и 17 переливных муфт 23 и 10 и радиальных отверстий 19 будет поступать в освобождающуюся што- ковую камеру 12 штангового насоса. В это время в поршневой камере 26 гидродвигателя 2 будет создано давление, которое обеспечивает перемещение поршней 21 и 33 в нижнее положение. При этом при перемещении поршней в штоковой камере 38 добывного насоса 3 будет создаваться пониженное давление. Разность давлений в камерах 37 и 38 добывного поршневого насоса 3 вызывает открытие впускного клапана 36 и переток скважинной (добывной) жидкости через осевой канал 34 и радиальные отверстия 39 из камеры 37 в камеру 38 добывного насоса 3.

Во время следующего цикла, то есть при повторном перемещении поршней штанго- вого насоса гидродвигателя и добывного насоса в верхнее положение, процессы перетоков жидкости в каналах, полостях и отверстиях насосной установки будут повторяться.

Формула изобретения 1, Скважинная насосная установка с гидравлическим приводом, содержащая установленную в скважине колонну насосных труб с пакером, образующих полость сква- жины, закрепленные в полости колонны труб ниже пакера добывной поршневой насос с клапанным распределением и приводной поршневой гидродвигатель, поршни которых связаны между собой общим штоком с осевым каналбм в нем и установлены в соответствующих цилиндрах насоса и двигателя с образованием порЧиневых и штоко- вых рабочих камер, источник давления рабочей жидкости, установленный с возможностью попеременного подключения к

поршневой и штоковой камерам приводного гидродвигателя, причем штоковая рабочая камера гидродвигателя при помощи радиальных отверстий в стенке цилиндра сообщена с полостью колонны труб, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности в эксплуатации установки, источник давления рабочей жидкости выполнен в виде штангового поршневого насоса, цилиндр которого установлен в полости колонны насосных труб при помощи переливной муфты, имеющей сообщенный с цилиндром глухой осевой и связанные с ним радиальные каналы, выходящие в полость скважины, и аксиальные каналы для сообщения полостей колонны труб над и под муфтой, а поршень связан штоком со штангой и установлен в цилиндре с образованием поршневой и штоковой камер, последняя из которых при помощи радиальных отверстий в стенке цилиндра сообщена с полостью труб над муфтой, цилиндр приводного гидродвигателя прикреплен к колонн наеденых труб при помощи дополнительное переливной муфты, установленной выше пакера и имеющей глухой осевой сообщенный с цилиндром канал и связанные с имм радиальные каналы, выходящие полость скважины, и аксиальные каналы для сообщения полостей колонны труб над и под дополнительной муфтой, при этом штоковые камеры двигателя и штангового насоса постоянно сообщены между собой при помощи радиальных отверстий в стенках их цилиндров, полости колонны труб и аксиальных отверстий в основной и дополнительной муфтах, а поршневая рабочая камера добывного насоса сообщена с поршневой рабочей камерой гидродвигате- ля при помощи указанного канала в штоке, снабженного в зоне выхода канала в поршневую камеру гидродвигателя выпускным клапаном. ,

2. Установка поп.1,отличающая- с я тем, что рабочие объемы соответствующих рабочих камер штангового насоса и приводного гидродвигателя равны.