Глубинно-насосная установка

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ А 2 0 142379 РЕСПУБЛ 19) 4 Г 04 В 47 00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение м. б. использовано в нефтегазодобываюгцей промышленности и позволяет повысить эксплуатационую надежность насоса. Верхнее и нижнее тормозныеустр-ва (ТУ) 12 и 13 выполнены в виде нарыцилиндр - плунжер. Цилиндры ТУ 12 и 13установлены соответственно в нижних частях внутренней насосно-компрессорной трубы 1 и двигательного цилиндра 6. Плунжеры ТУ 2 и 13 установлены с возможностью образования верхней и нижней камер с внут. ренней поверхностью цилиндра. Установленный со стороны верхней ступени 9 двухступенчатого проточного плунжера (ДПП) плунжер ТУ 12 и цилиндр ТУ 13 снабжены соответственно радиальными и осевыми каналами, сообцаюгцими камеры с внутренней и кольцевой полостями 3 и 4 труб. При подходе ДП к одному из крайних положений в работу в.тупает одно из ТУ 12 или 13, в результате чего увеличиваются гидравлические сопротивления потоку перекациваемой жидкости и происходит плавная остановка ;),ПП. Кол-во и диаметральные размеры каналов выбираются из условия максимально допустимой скорости истечения жидкости из камер. При этом отношение плошадей поперечного сечения радиальных и осевых каналов определяется соотношением К= =1 - 6, /Е;, где Р - плошадь поперечного сечения плунжера ТУ 13, Е - плошадьЭвпоперечного сечения плунжера ТУ 12. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к глубинно-насосным установкам, может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности и является усовершенствованием известного устройства по основному авт. св. Мо 1170124.Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности.На фиг. 1 схематично представлена глубинно-насосная установка, общий вид; на фиг. 2 - верхнее тормозное устройство; на фиг. 3нижнее тормозное устройство.Глубинно-насосная установка состоит из внутренней 1 и и(ешней 2 концецтричцо расположенных насосно-компрессорных труб с образованием внутренней 3 и кольцевой 4 полостей. В нижней части насосно-компрессорных труб 1 и 2 размещен погружцой агрегат 5, имеющий двигательный цилиндр 6, насосный цилиндр 7 со всасывающим клапаном 8 и расположенный н них двухступенчатый проточный плунжер, состоящий из верхней 9 и нижней 10 ступеней, с нагнетательным клапаном 1.Погружной агрегат 5 дополнительно снабжен верхним 12 и нижним 13 тормозными устройствами, выполненными в виде пары цилиндр - плунжер 14 и 5. Цилиндры 16 и 17 верхнего 12 и нижнего 13 тормозных устройств установлены соответственно н нижних частях внутренней 1 цасосно-компрессорной трубы и двигательного цилиндра 6, а плунжеры8 и 19 -- с возможностью образования верхней 20 и нижней 21 камер с внутренней поверхностью двигательного цилиндра 6. Установленный со стороны верхней ступени 9 двухступенчатого плуцжера плунжер 15 верхнего 12 и цилиндр 17 нижнего 13 тормозных устройств снабжены соответственно радиальными 22 и осевыми 23 каналами, сообщающими верхнюю 20 и нижнюю 21 камеры с внутренней 3 и кольцевой 4 полостями насосно-компрессорных труб,В состав установки также входит бак 24 с рабочей жидкостью, который через силовой насос 25 и распределитель 26 сообщен с линиями 27 и 28 отбора и нагнетания перекачиваемой жидкости и соответственно с нцут. ренней 3 и кольцевой 4 полостями насосно. компрессорных труб 1 и 2.Линия 27 отбора церекачиваемой жидкости сообщена с линией 29 отбора добываемой жидкости через запорный элемент 30 с приводом 31.На линиях 27 и 28 установлены разделители 32 и 33 и датчики 34 и 35 давления.Линия 28 нагнетания перекачиваемой жидкости снабжена системой компенсации утечек, имеющей бак 36 с перекачиваемой жидкостью, насос 37 утечек и установленный на выходе насоса 37 утечек обратный клапан 38, подключенный к линии 28 нагнетания перекачиваемой жидкости. Датчики 34 и 35 дацлция сообщены сприводом 3 запорного элемента 30 линии 29 отбора добываемой жидкости и с распределителем 26, а датчик 34 давления - дополнительно с приводом насоса 37 утечек. Разделитель 33 линии 28 нагнетания перекачиваемой жидкости снабжен датчиком 39 перепада давлений, который соединен с приводом насоса 37 утечек. Силовой насос 25 снабжен перепускным клапаном 40, пневмокомпенсатором 4 и регулирующим дросселем 42.Линия 27 отбора перекачиваемой жидкости сообщена с баком 24 через распределитель 26, перепускной клапан 43, фильтр 44 грубой очистки и фильтр 45 тонкой очистки.Распределитель 26 выполнен в виде золотника.Глубинно-насосная установка работаетеледуюц и м образом.Силовой насос 25 забирает рабочую жидкость из бака 24 и подает ее через регули руемый дроссель 42, распределитель 26,который находится н данный момент в крайнем правом по;(ожеии, н разделитель 33, повышая в нем давление. Повыц(ение данления передается через линию 28 нагнетания церекачиваемой жидкости и кольцевую полоть 4 к погружному агрегату 5 и приводит к повышению давления под верхней ступенью 9 двухступенчатого проточного плунжера, (го вызывает его перемещение вверх.Во время хода плунжера вверх нагнетательный клапан 11 закрыт, а всасывающий клапана 8 открыт, при этом происходит всасывание добываемой жидкости но внутреннюю полость насосного цилиндра 7 и нагнетание добываемой жидкости из внутренней полости 3 внутренней цасосно-компрессорной трубычерез открытый запорный элемент 30 в линию 29 отбора добываемой жидкости. Одновременно с этим рабочая жидкость из линии 27 отбора перекачивае.мой жидкости через распределитель 26, фильтры 44 и 45 поступит н бак 24 рабочей 40 жидкос тц.При о,(и,ужр; кр ..ц.кению нту( ц р;б в ".;:, ((цц три(. 1.(о( ,кср (к,; ц 45 (и,(др 1( обр 5 я ;меруц.,овс рхцосгью днцгатльцого цилиндра 6 погружного агрегата 5 Добываемая жидкость, заключенная в камере 20, поступает во внутреннюю полость 3 внутренней насос- но-компрессорной трубы 1 по радиальным каналам 22, вследствие чего увеличиваются гидравлические сопротивления потоку добываемой жидкости и происходит плавная остановка двухступенчатого проточного плунжера.При остановке плунжера в крайнем верх нем положении в кольцевой полости 4 насосно-компрессорных труб происходит повыше.ние давления, при этом срабатывает дат.чик 35 давления, подавая сигнал на пере 1423794ключение распределителя 26 и на привод 31 запорного элемента 30 для его закрытия. Происходит переключение распределителя 26 в левое положение, и силовой насос 26 через регулируемый дроссель 42 и распределитель 26 полает рабочую жидкость из бака 24 в разделитель 32, повышая в нем давление. Повышение давления передается через линию 27 отбора перекачиывземой жидкости и внутреннюю полость 3 внутренней насосно-компрессорной трубы 1 к погружному агрегату 5 и приводит к повышению давления над верхней ступенью 9 двухступенчатого проточного плунжерз, что вызывает ПЕРЕМЕЦЕНИЕ ЕГО ВНИЗ.Во время хода плунжера вниз нагнетательный клапан 1 открыт, а всасывающий клапан 8 закрыт, при этом происходит переток добывземой жидкости во внутреннюю полость 3 внутренней цасос 1 в-компрессорной трубы. Одновременно с этим перекачиваемая жидкость, расположенная в кольцевой полости 4 насосно-компрессорных труб, выдавливает рабочую жидкость из линии 28 через разделитель 33, распределитель 26 и фильтры 44 и 45 в бак 24.1 ри подходе двухступенчатого проточного цлунжера к крайнему нижнему положению вступает в работу нижце тормозное устройство 13. Его плунжер 19 входит в цилиндр 17, образуя камеру 21 с внутренней поверхностью двигательного цилиндра 6 погружного агрегата 5. Перекачиваемая жидкость, заключенная в камере 21, поступает в кольцевую полость 4 насосно-компрессорных труб по осевым каналам 23, увелцчивзктся гидравлические сопротивления потоку перекачиваемой жидкости и происходит плавная остановка двухступенчатого проточного плунжерз.При остановке цлуцжера в крайнем нижнем положении во внутренней полости 3 внутренней насосно-компрессорной трубы происходит повышение давления, цри этом срабатывает датчик 34 давления, подавая сигнал цз переключение распределителя 26 и нз привод 31 запорного элемента 30 для его открытия.В и риод переменения дцхст пснч:, , полого цлунжерз вверх в ко.1 ьц нц ти 4 насосно-комцрсорцы трб ц,:ми,+.11, утечки церекачивз мой жидкости, оторви вызывают необходимость их кои ц 1 пни. При этом в процессе работы установки утечки перекачиваемой жидкости вызывают уве. личение перепада давления на датчике 39 перепада давлений. При этом датчик 39 подает сигнал на привод насоса 37 утечек и на переключение распределителя 26 в левое положение, а жидкость из бака 36 подается насосом 37 утечек через обратный клапан 38 в кольцевую полость 4, осуществляя восполнение объема перекзчиваемой жидкости. Отключение привода насоса 37 утечеки переключение распределителя 26 в правое положение происходит по сигналу датчика 34 давления.Количество и диаметральные размерыканалов тормозных устройств 12 и 13 выбираются из условия максимально допустимой скорости истечения жидкости из камер 20 и 21 (фиг, 2 и 3). Для этого необходимо, чтобы суммарная п.пощадь сечения каналов верхнего 2 тормозного устройства определялась из уравнения(1 м )",а нижнего тормозного устройства 13 из урав нениягде Е - площадь каналов верхнего тормоз.ного устройства;г, - площадь каналов нижнего тормозного устройства;20 У - скорость истечения жидкости в канале;Г . - скорость движения плунжера;Р - плошадь поперечного сечения плунжера верхнего тормозного уст ройства;- площадь поперечного сечения цлунжера нижнего тормозного устройства.Гри этом отношение К площадей поперечного сечения радиальных 22 и осевых 23 30 каналов верхнего 12 и нижнего 13 тормозныхустройств равно 1 - "-,формула изобретенияГлубинно-насосная установка по авт.св.117024, отличающаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, погружной агрегат дополнительно снабжен верхним и нижним тормозными 40 устройствами, выполненными в виде парыцилиндр плуцжер, цилиндры верхнего и ч 1 г цг) топОчныхстрОЙсти установленыц, 1:, в нижних частях внутренней р сор 1 вй трбы и двигатель:,ц ц,:1 1 л цжеры - с возможи ц.з вц;Ния верхий и нижней камер;,РЦЦ Ц 1 ВВ РХНОтЬЮ ДВИГатЕЛЬНОГОц,11 Н,11 ц 1 Нцч ч установленный со стороны ч р 11 и . 1) ц цц лцухтуцецчзтого проточв11, 1 у ц ж с р 3 ц,1 у и жр В е р х ц 1 О и ц 1 л 1 и д р нижнего тормозных устройств цзбжецы со ответственно радиальными ц осевыми каналами, сообщающими верхнюю и нижнюю камеры с внутренней и кольцевой полостяхи цасосно-компрессорных труб.2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, 55 что Отношение плошадеЙ поперечного сече-ния радиальных и осевых каналов верхнего и нижнего тормозных устройств определяется соотношениемгде К -- отношение площадей поперечногосечения радиальных и осевых каналов верхнего и нижнего тормозных 5устройств; 17 ыг 2 Сост иехред И. Втираж 574енного комитета СССРМосква, Ж 35, Раиграфическое предпри.гпл 1 ор М 1 ипиВолан 4 П 24 4)ВНИИПИ Государств113035,Производственно.по Р -- площадь поперечного сечения плунжера нижнего тормозного устройства;- площадь поперечного сечения плун- Вжера верхнего тормозного устройства. ог.п, Е. 1 ерфпльеварос Корректор Н Еоил 1 вПодписноепо делам изобретений и открытийшская наб., д. 4/5итие, г Ужгород, ул. Проектная, 4