Способ определения величины зазораВ РАбОчЕй пАРЕ плуНжЕР-цилиНдРСКВАжиННОгО шТАНгОВОгО HACOCA Советский патент 1981 года по МПК F04B51/00 

Изобретение касается способов испытаний насосов и может быть использовано при определении величины зазора в рабочей паре плунжер-цилиндр скважинного штангового насоса.

Известен способ определения величины зазора в рабочей паре плунжерцилиндр скважинного штангового насоса по времени течения рабочего агента в зазоре, заключакяцийся. в том, что рабочий агент под определенным давлением прокачивается через зазор плунжерной пары и по ее расходу в единицу времени судят о величине зазора Tl .

Недостатком этого способа является необходимость в наличии оборудования для получения сжатого воздуха и его подготовки, а также снятии всасывающего клапана, что нарушает заводскую сборку насоса и может послужить причиной нарушения герметичности цилиндра.. Кроме того, при применении способа возможна одновременная утечка рабочего агента как через зазор пары, так и через нагнетательный клапан, что приведет к искажению полученных результатов.

цель изобретения - упрощение и .повышение точности способа, а также

возможность осуществления одновременного -контроля герметичное и цилиндра и плунжера.

Указанная цель достигается тем, ,что перед измерением времени течения рабочего- агента -в полости цилиндра насоса, между нагнетательным и всасывающим клапанами , создают ,. вакуум, равный или более 0,95 кгс/см ,

0 а в качестве рабочего агента используют атмосферный воздух.

На фиг. 1 представлена схема установки для определения величины зазора в рабочей паре плунжер-цилиндр

5 скважинного штангового насоса;

на фиг. 2,3 и 4 - номограммы зависимости времени заполнения полости цилиндра t от измерения давления Р в полулогарифмических координатах,

0 для насосов с диаметрами, соответственно 32,43 и 55 мм.

Установка состоит из располагаемого в трубном зажиме 1 скважинного штангового насоса 2, включающего

5 верхний переводник 3, упорный ниппель 4, цилиндр 5, плунжер 6, наконечник-конус 7, всасывающий 8 и нагнетательный 9 клапаны. Скважинный штанговый насос 2 закрепляется в

0 Грудном зажиме 1 за верхний переБодник 3. в отверстие наконечникаконуса 7 ввинчивается переводник 10 с прокладкой 11, а на переводни 10 одним концом крепится шланг 12, другой конец которого крепится к вакуум-насосу 13. В переводнике 10 устанавливается в кууметр 14. В отверстие нижнего конца плунжера 6 со стороны его нагнетательного кла пана 9 вставляется заглушка (резин вая пробка) 15, что достигается пу отвинчивания упорного ниппеля 4 и вытаскивания плунжера б из цилиндр 5 насоса 2, Между нагнетательным клапаном 9 плунжера 6, закрытого з глушкой 15, и всасывающим клапаном 8 цилиндра 5 насоса 2 имеется поло 16. В полости 16 цилиндра 5 между нагнетательным 9 и всасывакяцим 8 клапанами с помощью вакуум-насоса 13 создают вакуум, равный или боле 0,95 кгс/см . После этого вакуумнасос 13 отключают. В результате образовавшегося при этом перепада давлений по концам плунжера атмосферный воздух через кольцевой зазо О между плунжером 6 и цилиндром 5 при вывинченном упорном ниппеле 4 проникает в полость 16. Полость 16 заполняется атмосферным воздухо давление в ней повышается и Через определенное время становится равным атмосферному, при этом стрелка вакууметра 14 устанавливается на о метке О. Время, заполнения фиксируется секундомером или любым другим прибором. Затем аналитически о ределяют величину зазора в рабочей паре плунжер 6 - цилиндр 5 скважен ного штанговЪго насоса 2, исходя и соотношения JTDc/ Poi, . Poi-t-p 11;ёГсГ- - 1р5 г 05 где D - диметр насоса; - зазор; /. - динамическая вязкость воздуха; ft - длина зазора; V - объем полости; t - время заполнения; Рд - атмосферное давление; Р - текущее давление. Имея экспериментальную зависимо Р f(t), можно, исходя из соотношения (1), определить тангенс уг наклона прямой, которой выражена эта зависимость, к оси абсцисс. Он определяется соотношением . Jfl) а затем по известным значениям,вхо дящих в соотношение (2) параметров определяют величину зазора сР-. На фиг.2,3 и 4 по оси абсцисс отложеновремя заполнения полости цилиндра 5 насоса 2. Зная эту величину и соответствующую ему величину давления, отложенного по оси ординат, определяют величину зазора в рабочей паре плунжер-цилиндр скважинного штангового насоса. Так, например, при t 200с и Р 0,63 кгс/см величина диаметрального зазора Д 90 мкм (фиг.2), т.е. насос имеет группу посадки И по ГОСТ 26-02-1424-76. Из фиг. 2-4 также видно, что при очень малых величинах зазора время заполнения полостк 16 очень велико. В этих случаях нет необходимости полного заполнения упомянутой полости до давления равного атмосферному. Можно прекратить испытания при любой величине давления и по соответствующему ему времени определить величину зазора, например, при давлении Р 0,63 кгс/см и t 200с, искомая величина диаметрального з зора Д 90 мкм (фиг.2), Проверка величины зазора в рабочей паре плунжер-цилиндр производится на примере скважинного штангового насоса вставного типа НС01 диаметром 32 мм. Втулки цилиндра до сборки замеряются индикаторным нутрометром в двух взаимно перпендикулярных плоскостях и восьми сечениях по длине втулки. Плунжер зг мерялся микрометром в двух взаимно перпекдикулярНЫХ. плоскостях и десяти сечениях по длине плунжера. Величина зазора определяется как разность между действительными размерами втулок цилиндра и плунжера. Полученные измерением величины зазора сопоставляются с Величиной зазора,полученной путем использования этого способа. Различные величины зазора между плунжером и цилиндром достигаются сочетанием плунжеров хэазлмчных размеров с одним и гам же цилиндром, что позволяет получить все существующие группы посадок согласно ГОСТ 26-02-1424-76. Невозможность достижения величи ны вакуума равной или большей 0,95 кгс/см при определении величины зазора в рабочей паре плунжерцилиндр при использовании предлагаемого способа свидетельствует о, негерметичности цилиндра или плунжера. Кроме того, он позволяет увеличить точность измерения зазора в паре плунжер-цилиндр с обеспечением одновременной проверки герметичности цилиндра и плунжера скважинного насоса. Это дает возможность увеличить срок службы насосов за счет подбора оптимальной пары плунжер-цилиндр насоса к скважине, что в свою очередь, позволяет сократить количество расходуемых насосов, ремонтов скважин и увеличить количество добываемой нефти.

Формула изобретения

Способ определения величины зазора в рабочей паре плунжер-цилиндр скважинного штангового насоса по времени течения рабочего агента в зазоре, отличающийся тем, что, с целью его упрощения и повышения точности, а также возможности осуществления одновременного контроля герметичности цилиндра и плунжера, перед измерением времени

2

w/ww

(течения рабочего агента в полости цилиндра насоса, между нагнетательным и всасывающим клапанами создают вакуум, равный или более 0,95 кгс/см а в качестве рабочего агента используют атмосферный воздух.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Прок И.Ю. Практическое руководство по эксплуатации скважин для мастеров по добыче нефти. М., Гостоптехиздат, 1954 ,с. 171-173,, фиг.73.

И

/5

-f -Г S

/ / 15 7 5 П

Фиг. 1

am лам

ем

й-т

I use е

«

I

в.)5«

0.3 г;

тгя

HMf

вО590 t.ct

« 3eni 200300 Bffena Фиг.3 500 i.cen

,. 1 ±L. « «417

05

Iff

Wc(3 SScM

0.8

2,0

м (J

е

ь

I

«I

i

O.S

0.5

0 t,ceK