Погружная гидроприводная насосная установка Советский патент 1983 года по МПК F04B47/04 

(54) ПОГРУЖНАЯ ГИДРОПРИВОДНАЯ НАСОСНАЯ

1

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к погружной гидроприводной насосной установке, предназначенной для подъема жидкости из скважины и связанной гидравлически по колонне труб с силовым приводо.м, расположенным на поверхности.

Известна погружная гидроприводная насосная установка, содержащая плунжерный гидродвигатель с каналом подвода и отвода рабочей среды и распределительное устройство, имеющее размещенный в корпусе золотник с распределительными каналами, связанный подпружиненной тягой с плунжером гидродвигателя, и струйный аппарат, сопло которого связано с каналом подвода рабочей среды, выход диффузора - с каналом отвода рабочей среды, а камера смещения через распределительный канал золотника - с рабочей полостью гидродвигателя 1 .

Недостатком известной насосной установки является невысокая эффективность и надежность работы.

Целью изобретения является повышение надежности работы. УСТАНОВКА

Поставленная цель достигается за счет того, что струйный аппарат размещен в теле золотника, сопло сообщено с каналом подвода рабочей среды через осевой канал, выполненный в золотнике, а выход 5 диффузора связан с каналом отвода рабочей среды через распределительный канал золотника.

На фиг. 1 схематично изображена погружная гидроприводная насосная установка при движении поршневой группы сверху вниз; на фиг. 2 - верхняя часть агрегата при движении порщневой группы снизу вверх.

Погружная гидроприводная насосная установка содержит плунжерный гидродвигатель 1 с каналом подвода 2 и отвода 3 15 рабочей среды, распределительное устройство, имеющее размещенный в корпусе 4 золотник 5 с распределительными канала.ми 6. Золотник 5 связан подпружиненной тягой 7 с плунжером 1 гпдродвигателя. Имеется струйный аппарат, размещенный в теле золотника 5, сопло 8 которого сообщено осевым каналом 9 с каналом подвода 2 рабочей среды, а выход 10 диффузора 11 - с каналом 3 отвода рабочей среды. Камера смещения 12 сообщена через

распределительный канал 13 золотника с рабочей полостью 14 гидродвпгателя. При этом выход 10 диффузора 11 связан с каналом 3 отвода рабочей среды через распредс;1птельный канал 13 золотника 5. Плунжер 1 жестко связан с поршнем 15 и плунжером 16 насоса, при этом диаметр поршня 15 больше диаметра плунжера 16 насоса. Плунжер 16 насоса установлен в колонне 17 и имеет канал 18 для отвода добываемой жидкости с забоя скважины через приемный 19 и нагнетательный 20 клапаны. Пространство между колонной 17 труб и обсадной колонной 21 герметизируется пакером 22, образуя затрубное пространство 23 для подьема отработанной и добываемой жидкости. Полость 24 сообщена каиалом 25 с затрубным пространством 23, а полость 26 каналом 27 - с выходом 10 диффузора 11.

Погружная гидроприводная насосная установка работает следующим образом.

При нахождении плунжера 16 в верхней мертвой точке золотник 5 также находится в верхней мертвой точке. Рабочая жидкость подается силовым приводом (не показан) по колонне 17 через каналы 2, 9 и 13 и поступает в полость 14 гидродвигателя, наполняет ее, не имея выхода, повышает давление в полости до рабочего. Одиовременпо давление жидкости от центрального канала 9 передается через сопло 8, диффузор 1 1 и иродольный канал 27 в торцову о полость 26, и за счет разницы плош,адей открытого нижнего и частично перекрытого верхнего торцов золотника 5, на которые действует рабочее давление, он надежно фиксируется в верхнем положении. Давление рабочей жидкости, приложенное к илошади поперечного сечения плунжерного гидродвигателя 1 и поршня 15, создает осевое усилие, направленное вдоль плунжерной группы, и начинается ее движение сверху вниз. При этом на эффективную площадь (разница площадей поршня 15 и плунжера 16 насоса) поршня 15 постоянно действует давление гидростатического столба жидкости в надпакерной части затрубного пространства, а на нижний торец плунжера 16 насоса - давление на приеме насоса. При движении плунжера 16 вниз добываемая жидкость из-под плунжера 16 нагнетается через клапан 20, отводится через канал 18 и затрубное пространство на поверхность, так же отводится жидкость из полости 24.

При приближении плунжера 16 к нижней мертвой точке верхний порщень 15 на плунжере 1 гидродвигателя упирается в торец подпружиненной тяги 7 и перемещает золотник 5 в нижнюю мертвую точку корпуса 4 (фиг. 2). Канал 13 перекрывается, а среднее окно открывается и начинает сообщать полость 14 с камерой смещения 12 и одновременно открывается нижний

канал 3 и сообщает канал отвода 3 и затрубное пространство 23 с диффузором 11. Поток рабочей жидкости направляется к соплу 8 и при этом происходит выравнивание давления в полости 14 гидродвигателя с давлением в затрубном пространстве 24, а плунжер 16, достигнув нижней мертвой точки, останавливается.

При второй половине цикла (фиг. 2) подвижный золотник 5 находится в нижней

0 мертвой точке. Рабочая жидкость под давлением по колонне 17 через каналы 2, центральный канал 9 поступает в сопло 8 струйного аппарата и создает область пониженного давления на выходе ее из сопла. В эту область через канал 6 неподвижного

корпуса 4 устремляется рабочая жидкость, заполняющая полость 14 гидродвигателя, смещивается с потоком жидкости, выходящей из сопла, в камере 12 смещения и через выход 10 диффузора 11, канал 3 и затрубное

0 пространство 23 поднимается на поверхность Это вызывает уменьшение давления в полости 14 гидродвигателя. В результате появляется перепад давлений между затрубным пространством и полостью 14, копечивающую движение плунжерной группе вверх. Давление на приеме насоса в некоторой степени также способствует движению плунжерной группе вверх. При движении вверх нагнетательный клапан 20 закрыт, а всасывающий клапан

0 19 открыт и происходит наполнение цилиндра насоса добываемой жидкостью. Плунжерная группа, приближаясь к верхней мертвой точке, дном поршня 15 гидродвигателя упирается в подпружиненную тягу 7, и усилие передается на золотник 5, ко5 торый занимает верхнюю .мертвую точку. Боковые каналы 6 перекрываются, а каналы 13 открываются, и поток жидкости через них из центрального канала 9 устремляется в полость 14 гидродвигателя, давление в камере повышается, что приводит к остановке поршневой группы.

С повышением давления в полости 14 до рабочего давления жидкости поршневая группа начинает движение сверху вниз, т. е. цикл повторяется.

Выполнение распределительного устройства в виде золотника, размешенного в корпусе, и выполнение в золотнике струйного аппарата позволяют осуществить централь0 ное размещение этого устройства в камере гидродвигателя. Такое выполнение упрощает изготовление устройства с каналами и окнами больших диаметральных сечений (диаметром более 15 мм) и с наиболее удобными профилями, что резко снижает гидравлические потери в агрегате, а также увеличивает скорость наполнения камеры гидродвигателя и, тем самым, скорость движения плунжерной группы вниз. Обеспечивается уменьшение энергетических затрат на работу агрегата и повышение его производительности и эксплуатационной надежности.

Формула изобретения

Погружная гидроприводная насосная установка, содержащая плунжерный гидродвигатель с каналами подвода и отвода рабочей среды и распределительное устройство, имеющее размещенный в корпусе золотник с распределительными каналами, связанными подпружиненной тягой с плунжером гидродвигателя, и струйный аппарат, сопло которого связано с каналом подвода рабочей среды, выход диффузора - с каналом отвода рабочей среды, а камера смещения через распределительный канал золотника - с рабочей полостью гидродви,гателя, отличающаяся тем, что, с целью повыщения надежности работы, струйный аппарат размещен в теле золотника, сопло сообщено с каналом подвода рабочей среды через осевой канал, выполненный в золотнике, а выход диффузора связан с каналом отвода рабочей среды через распределительный канал золотника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 666292, кл. F 04 В 47/04, 1977.

f/

/«

1риг.2

17