Гидропривод скважинного поршневого насосного агрегата Советский патент 1981 года по МПК F04B47/04 

(54) ГИДРОПРИВОД СКВАЖИННОГО ПОРШНЕВОГО НАСОСНОГО АГРЕГАТА

Изобретение относится к гидроприводу, в частности к гидроприводу сква;кинного поршневого насосного агрегата, и может быть использовано преимущественно в нефтяной промышленности для эксплуатации скважин гидропоршневыми насосными агрегатами Известен гидропривод скважинного поршневого насосного агрегата,содержащий силовой насос с нагнетательной и всасывающей гидролиниями,гидроциклон с тангенциально расположенными в его корпусе гидролиниями для ввода скважинной и отвода товарной жидкостей и газосепаратор с отверстием для приема и датчиком уровня жидкости 1 Недостаток известного гидропривода скваикинного поршневого насосного агрегата состоит в недостаточно эффективном отделении механических примесей от силовой жидкости и низкой степени ее дегазации, а также в необходимости достаточно высокого перепада давлений между гидролиниями ввода скважинной и отвода товарной жидкостей гидроциклона для осуществления нормальной работы последнего, чтог в свою очередь, снижает эффекти ную мощность гидропривода в целом. Целью изобретения является повышение надежности работы гидропривода путем улучшения качества сепарации, фильтрации ц дегазации силовой жидкости и повышение эффективной мощности гидропривода. Для достижения указанной цели гидроциклон снабжен установленным в его корпусе с возможностью вращения фильтром с газоотводящим и.сливным патрубками, внутренняя полость которого через сливной патрубок сообщена с отверстием для приема жидкости газосепаратора, а в гидролинии отвода товарной жидкости установлен эжектор с камерой разрежения для отсоса газа, сообщенной с газоотвод яшим патрубком фильтра, причем между фильтром и стенкой корпуса гидроциклона образован кольцевой зазор, уплотненный со стороны торцов корпуса гидроциклона и подключенный к гидролиниям ввода скважинной и отвода товарной жидкости, последняя из которых снабжена регулятором расхода, связанным с датчиком уровня жидкости в газосепараторе, нижняя часть которого гидравлически сообщена со всасялвающей гидролинией силового насоса.

При этом сливной патрубок фильтра установлен в отверстии для приема жидкости газосепаратора с образованием кольцевой полостиI сообщенной с камерой разрежения эжектора посредством обводного газопровода.

На чертеже схематично представлен .гидропривод скважинного поршневого насосного агрегата, общий вид.

Описываемый гидропривод скважинного поршневого насоса агрегата содержит силовой насос 1 высокого давления с нагнетательной 2 и всасывающей 3 гидролиниями, гидроциклон 4 с тангенциально расположенными в его пустотелом корпусе 5 гидролиниями для ввода 6 скважинной и отвод:(а

7товарной жидкостей и газосепаратор

8с отверстием 9 для приема и датчиком 10 уровня жидкости.

Гидроциклон 4 снабжен установленным в его пустотелом корпусе 5 с возможностью вращения барабанным фильтром Не газоотводящим 12 и сливным 13 патрубками. Внутренняя полость 14 фильтра через сливной патруЪок 13 сообщена с отверстием 9 для приема жидкости газосепаратора 8, а в гидролинии отвода 7 товарной жидкости установлен эжектор 15 с камерой 16 разрежения для отсоса газа, сообщенной с газоотводящим патрубком 12 фильтра 11 посредством газоотвода 17, связанного, в свою очередь, с пустотелым корпусом 5 гидроциклона 4. Между фильтром 11 и стенкой пустотелого корпуса 5 гидроциклона 4 образован кольцевой зазор 18, уплотненный со стороны торцов 19 и 20 корпуса гидроциклона посредством уплотнительных элементо соответственно 21 и 22 и подключенный к гидролиниям ввода б скважинной и отвода 7 товарной жидкостей. Фильтр 11 снабжен верхней 23 и нижней 24 опорами, установленными соответственно на газоотводящем 12 и сливном 13 патрубках. Гидролиния 7 отвода товарной жидкости снабжена регулятором 25 расхода, связанным посредством тяги 26 с датчиком 10 уровня жидкости в газосепараторе 8, нижняя часть которого гидравлически сообщена со всасывающей гидролинией 3 силового насоса 1. В верхней части сливного патрубка 13 на его наружной поверхности установлены лопасти 27, предназначенные для преобр зования части энергии скоростногА потока скважинной жидкости во вращательное движение фильтра 11. Гидроциклон 4 установлен в верхней части газосепаратора 8. Последний снабжен корпусом 28, в полрсти 29 которого расположены наклонные плоскости 3.0 и датчик 10 уровня, выполненный в виде поплавка 31.

Сливной патрубок 13 фильтра 11 установлен через уплотнительный

элемент 32 в отверстии 9 для приема жидкости газосепаратора 8 с образованием кольцевой полости 33, сообщенной с камерой 16 разрежения эжектора 15 посредством обводного газопровода 34, Товарная продукция скважины отводится по .трубопроводу 35.

Необходимо отметить, что скважинная жидкость - это жидкость, объем которой состоит из суммы объемов силовой жидкости и жидкости, добытой из скважины в результате работы скважинного поршневого насосного агрегат Товарная продукция - это газ и часть жидкости, которая превышает объем силовой жидкости и направляется в виде продукции скважины на склад.

Гидропривод скважинного поршневого насосного агрегата работает следующим образом.

Скважинная жидкость по гидролинии 6.для ввода скважинной жидкости поступает в кольцевой зазор 18, заполняет его и приводит во вращательное движение фильтр 11. Так как скв ажинная жидкость в кольцевом зазоре 18, благодаря тангенциальному вводу находится во вращательном движении, то происходит сепарация жидкости, т.е. происходит отделение и перемещение более тяжелых мехпримесей в пристенную зону пустотелого корпуса 5 гидроциклона, откуда они уносятся потоком товарной жидкости, отводимой из полости 18 через гидролинию 7 отвода товарной жидкости. Часть жидкости, которая вращается в профильтрованной части и содержит меньше мехпримесей, проникает сквозь фильтр 11 во внутреннюю его полость 14. При прохождении сквозь фильтр 11 жидкость дополнительно очищается (фильтруется) от механических примесей. Очищенная жидкость, которая проникает во внутреннюю полость 14 фильтра 11,, сливается в его нижнюю часть и через сливной патрубок 13 отводится в полость 29 газосепаратора 8 и, таким образом, становится силовой жидкостью. Так как гаэоотвод 17 сообщен с внутренней полосТью 14 фильтра 11, то в этой полости происходит также и частичная дегазация жидкости. В полости 29 газосепаратора 8 в результате перетока силовой жидкости по наклонным плоскостям 30, расположенным с уступами одна относительно другой, силовая жидкость дегазируется, что повышает ее качество. Отделившийся из силовой жидкости газ скапливается в кольцевой полости 33, откуда по обводному газопроводу 34 подается в газоотпод 17, а из последнего всасывается в камеру 16 разрежения для отвода газа эжектора 15, где происходит смешение газа с товарной жидкостью, поступающей из гидролинии 7 отвода

товарной жидкости с целью их дальнейшей совместной транспортировки к месту складирования по одному трубопроводу 35 в виде товарной продукции . Это упрощает устройство коммуникациями скважин (промысла). При необходимости камеру 16 разрежения для отсоса газа можно выполнить в виде вентиляционного отсоса, а газ направлять по отдельному трубопроводу к месту складирования. Силовая жидкость после прохождения через наклонные плоскости 30 скапливается в нижней части газосепаратора 8, откуда по всасывающей гидролинии 3 поступает на прием силового.насоса 1, а из последнего по нагнетательной гидролинии 2 - к скважинному поршневому насосному агрегату.

Часть жидкости, которая не прошла во внутреннюю полость 14 фильтра 11 поступает в гидролинию 7 отвода тоВарной жидкости и через регулятор 25 расхода и эжектор 15 транспортируется по трубопроводу 35 на склад товарной продукции. Для обеспечения стабильной работы силового насоса 1 высокого давления необходимо поддерживать уровень силовой жидкости в полости 29 газосепаратора 8 на определенном уровне . Кроме этого, гидравлическое сопротивление фильтра 11 может быть выше гидравлического сопротивления гидролинии 7 отводов товарной жидкости, ч.то может не Обеспечить питание силового насоса 1 силовой жидкостью. Для создания необходимого перепада давления на фильтре 11 и с целью поддержания заданного уровня силовой жидкости в полости 29 в гидролинии 7 отвода товарной жидкости установлен регулятор 25 расхода, который регулирует количество товарной жидкости в зависимости от ее заданного уровня. Если уровень силовой жидкости в полости 29 падает, то поплавок 31 датчика 10 уровня опускается вниз и посредством тяги 26 перемещает клапан (не обозначен) регулятора 25 расхода таким образом, что уменьшает полезное сечение его отверстия. Благодаря этому давление в полости кольцевбго зазора 18 повышается, что, в свою очередь, способствует лучшему прохождению жидкости сквозь фильтр 11 в его внутреннюю полость 14 и соответственно повышению уровня силовой жидкости в полости 29 газосепаратора 8. Если же уровень жидкости в полости 29 газосепаратора 8 поднимается выше заданного, то регулятор 25 увеличивает проходное сечение отверстия своего клапана, давление в полости кольцевого зазора 18 упадет к количество жидкости, проходящей через фильтр 11, уменьшится, что приведет к падению уровня силовой жидкости в .полости 29.

Жидкость в полости кольцевого зазора 18, благодаря ее тангенциальному вводу с определенной скоростью вращается, что приводит во вращательное движение фильтр 11,. в верхней части сливного патрубка которого установлены лопасти 27. Вращение фильтра 11 способствует его самоочищению. Кроме того, в результате вращения жидкости происходит сепарация механических примесей и перемещение их к внутренней стенке корпуса 5 гидроциклона 4. Наличие в предложенном гидроприводе циклонного очист-..

теля с вращающимся фильтром, газосепаратора, внутрення полость которого сообщена с аналогичной полостью фильтра, а также силового насоса, всасывающая гидролиния которого гидравлически сообщена с нижней частью газосепаратора, позволяют повысить Нсодежность работы гидропривода и скважинного поршневого насосного агрегата путем улучшения качества очистки силовой жидкости, в частности ее сепарации, фильтрации и дегазации. Это, в свою очередь, позволит уменьшить потери времени на ремонтные работы, спуск и подъем глубинного оборудования, что, в конечном итоге, обеспечит максимальную добычу товарной жидкости (нефти). Кроме того, повысится и эффективная мощность гидропривода.

Формула изобретения

1. Гидропривод скважинного поршневого насосного агрегата, содержащий силовой насос с нагнетательной и всасывающей гидролиниями, гидроциклон с тангенциально расположен-. ными в его корпусе гидролиниями для ввода скважинной и отвода товарной жидкостей и газосепаратор с отверстием для приема и датчиком уровня жидкости, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности путем улучшения качества сепарации, фильтрации и дегазации силовой жидкости, гидроциклон снабжен установленным в его корпусе с возможностью вращения фильтром с газоотводящим и сливным патрубками, внутренняя полость которого через сливной патрубок сообщена с отверстием для приема жидкости газосепаратора, а в гидролинии отвода товарной жидкости установлен эжектор с камерой разрежения для отсоса газа, сообщенной с :газоотводящим патрубке фильтра, причем между фильтром и стенкой корпуса гидроциклона образован кольцевой зазор, уплотненный со стороны торцов корпуса гидроциклона и Подключенный к гидролиниям ввода Скважинной и отвода товарной жидкостей, последняя из которых