Гидравлический привод с автоколебательным режимом работы для поршневого скважинного насоса

Штанговые глубинные насосы (качалки) широко используются для откачки продукции из добывающих скважин. Их несомненными достоинствами являются простота и невысокая стоимость, однако привод этих насосов склонен к аварийности при работе в наклонных скважинах. Это связано с возникающими силами трения в зоне контакта колонны штанг с насосно-компрессорными трубами (НКТ) при изгибе оси скважины. Штанговый и канатный привод для плунжерного насоса может применяться в скважинах, имеющих небольшой наклон (до 15°), и не применим в наклонных скважинах. В связи с этим в работе поставлена задача оценить возможность отказа от использования штангового привода глубинных плунжерных насосов и предложить альтернативный вариант ее решения. В качестве одного из вариантов рассмотрен автоколебательный гидравлический привод с золотниковым переключателем, расположенным внутри поршня приводного гидроцилиндра, который обеспечивает большое перемещение штока, необходимое для работы плунжерного скважинного насоса. Для подачи рабочей жидкости к распределительному устройству использован полый шток, по которому от насоса, расположенного на поверхности, около устья скважины, по НКТ подается давление, превышающее скважинное. Предложена также оригинальная конструкция поршневого переключателя, обеспечивающая автоколебательный режим привода с возможностью изменения периода колебаний. Кратко рассмотрены способы изменения периода колебаний. Составлена математическая модель гидравлического привода и определены динамические и силовые характеристики. Разработана конструкция и изготовлен макет привода и стенда для его испытаний. Результаты испытаний подтвердили теоретические характеристики и надежность привода. Применение автоколебательного гидравлического привода для плунжерного скважинного насоса позволяет использовать его в скважинах любой кривизны.

1. Нефтегазопромысловое оборудование : учебник / В. Н. Ивановский, В. И. Дарищев, В. С. Каштанов [и др.] ; под редакцией В. Н. Ивановского. – Москва : ЦентрЛитНефтегаз, 2006. – 720 с. – Текст : непосредственный.

2. Казак, А. С. Погружные поршневые бесштанговые насосы с гидроприводом / А. С. Казак. – Ленинград : Гостоптехиздат. Ленинградское отделение, 1961. – 320 с. – Текст : непосредственный.

3. Неудачин, Г. И. Погружной бесштанговый насос для подъема воды из буровых скважин / Г. И. Неудачин, В. И. Пилипец. – Текст : непосредственный // Гидротехника и мелиорация. – 1981. – № 7. – Текст : непосредственный.

4. Тимошенко, В. Г. Бесштанговая насосная установка с линейным электродвигателем для добычи нефти из малодебитных скважин / В. Г. Тимошенко, М. Н. Никитин. – Текст : непосредственный // Булатовские чтения. – 2018. – Т. 2–2. – С. 186–190.

5. Дроздов, А. Н. Разработка установки погружного плунжерного насоса с линейным электродвигателем для эксплуатации малодебитного фонда скважин / А. Н. Дроздов, Е. А. Малявко. – Текст : непосредственный // Нефтегазовая вертикаль. – 2013. – № 15–16. – С. 68–71.

6. Захаров, Б. С. Новое насосное оборудование для добычи нефти / Б. С. Захаров, В. Р. Драчук, Г. Н. Шариков. – Москва : ИКИ, 2015. – 80 с. – Текст : непосредственный.

7. Казак, А. С. Погружные бесштанговые насосы для добычи нефти / А. С. Казак, И. И. Росин, Л. Г. Чичеров. – Москва : Недра, 1973. – 231 с. – Текст : непосредственный.

8. Молчанов, А. Г. Нефтепромысловые машины и механизмы : учебник / А. Г. Молчанов, В. Л. Чичеров. – 2-е изд., перераб. и доп. – Москва : Недра, 1983. – 308 с. – Текст : непосредственный.

9. Патент на полезную модель № 186582 Российская Федерация, МПК E21B 43/18, E21B 28/00(2006.01). Устройство для гидроимпульсного воздействия на призабойную зону пласта : заявл. 13.08.2018 : опубл. 24.01.2019, Бюл. № 3 / Килунин И. Ю., Бурьян Ю. А., Сорокин В. Н., Кондюрин А. Ю. ; патентообладатель Омский государственный технический университет, Федеральный научнопроизводственный центр «Прогресс». – Текст : непосредственный.

10. Бурьян, Ю. А. Автоколебательный гидравлический привод имплозионного устройства / Ю. А. Бурьян, В. Н. Сорокин, А. А. Капелюховский. – Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 2009. – № 6 (78). – С. 63–71.

11. Лойцянский, Л. Г. Курс теоретической механики / Л. Г. Лойцянский, А. И. Лурье. – 6-е изд., перераб. и доп. – Москва : Наука, 1983. – Т. 2 : Динамика. – 640 с. – Текст : непосредственный.