Устьовий сальник свердловинної штангової насосної установки - патент Україна 2057908 - Ільясов Ф
Область застосування: нафтогазовидобуток, зокрема, пристрої для герметизації гирла свердловини. Сутність винаходу: у гирловому сальнику, що включає корпус 1 з кільцевою порожниною під сальниковий шток 2, в якій розміщена сальникова набивка у вигляді окремих кілець 5 з косим зрізом, стики яких повернені один щодо одного, нагвинчену на корпус натискну гайку 10 з грундбуксою 7 на сальникове набивання, в протилежній від грундбукс частини корпусу виконана конічна розточка, в яку в міру зносу сальникового набору додаються нові ущільнювальні кільця 9. 1 іл.
Малюнки до патенту Україна 2057908
Винахід відноситься до нафтовидобувної промисловості та може бути використане в інших галузях народного господарства.
Відомо, що для запобігання просоченню рідин або газів по валам, штокам, шпинделям, качалкам та іншим деталям, що виходять назовні, застосовують сальникові ущільнення.
Устьовий сальник СУСГ-2 з подвійним ущільненням являє собою кульову головку, що самоущільнюється. Верхня і нижня сальникові набивання збираються і працюють однією принципі, тобто. Набивання складають з окремих кілець з косим зрізом, причому стики сусідніх кілець розташовують під кутом один до одного. У міру зносу сальникового набивання періодично підтягують натискну гайку, яка через грундбукс впливає на сальникову набивку, компенсуючи тим самим знос.
У міру зносу сальникове набивання замінюється. Для заміни верхнього сальникового набивання попередньо відключають насосну установку, підтягують нижній сальник, а потім відвертають натискну гайку, знімають грундбуксу і спеціальним пристроєм видаляють зношені сальникові кільця верхньогосальника. Нові сальникові кільця з косим зрізом розташовують у сальниковій порожнині зміщуючи стики сусідніх кілець. За допомогою грундбукси та натискної гайки підтягують верхній сальник, а відпускають нижній, після чого включають насосну установку. Устьовий сальник не має достатнього терміну служби, а заміна зношених сальникових кілець на нові скрутна.
Метою винаходу є підвищення терміну служби гирлового сальника та забезпечення його обслуговування.
Вказана досягається тим, що кільцева порожнина під сальникову набивку протягом ділянки ущільнення виконана у вигляді усіченого конуса зі зверненою до свердловини вершиною.
Сальникові кільця, розташовані в корпусі, що звужується в бік свердловини, набувають властивість більш ефективного і тривалого прилягання до сальникового штока, обтискаючи його по периметру на ділянці ущільнення. В результаті практично повного зносу нижнього кільця на виході в свердловину, при заповненні набивання сальнику новими кільцями зверху полегшується обслуговування за рахунок ліквідації заміни зношених сальникових кілець, що мали місце в прототипі.
На кресленні зображений пропонований сальник, поздовжній розріз.
Усередині корпусу 1 співвісно розташований сальниковий шток 2. Між корпусом 1 і штоком 2 передбачена кільцева порожнина, що складається з циліндричної 3 і 4 конусної частин. У частині 3 знаходяться спочатку або знову встановлені кільця сальникові 5, натискне кільце 6, грундбукса 7 з вкладишем 8, а в частині 4 притерті в процесі роботи сальникові кільця 9, що утворюють собою ділянку ущільнення 4. На корпус 1 звернена натискна гайка 10 с Сальникова набивка складається з окремих кілець з косим зрізом, тобто. якщо дивитися на фронтальну проекцію гирлового сальника в робочому положенні, як цезображено на кресленні, то площина зрізу кільця сальникового перпендикулярна до фронтальної площини і розташована під кутом до центральної осі сальникового кільця. Стики сусідніх кілець, утворені зазначеним косим зрізом, розташовують під кутом друг до друга, тобто. поверненими навколо осі кільця, зміщуючи стики сусідніх кілець.
Устьовий сальник працює наступним чином.
При відключеній свердловинної штангової насосної установки і відсутності надлишкового тиску в свердловині циліндричну частину кільцевої 3 порожнини корпусу 1 заповнюють сальниковими кільцями. Встановлюють кільце натискне 6, грундбуксу 7 з вкладишем 8 і натискну гайку 10. Повертаючи натискну гайку 10 за рукоятку 11, підтискають сальникову набивку. Включають насосну установку.
У міру зношування сальника натискну гайку 10 періодично підтягують. При цьому нижні кільця сальникові по зовнішній поверхні набувають форми конуса, виконаного в корпусі 1, по внутрішній поверхні кілець відбувається знос про сальниковий шток 2, а по косому зрізу вільні кінці сальникових кілець взаємозближуються, зменшуючись в діаметрі, що призводить до збільшення періодичності підтягування натискної гайки 10. Конусна поверхня сприяє зближенню кільців ущільнювачів до сальникового штока 2. Сальникові кільця 5, розташовані в циліндричній частині 3, спочатку також беруть участь в ущільненні в залежності від вихідного внутрішнього діаметра.
Таким чином, нижнє сальникове кільце, виходячи з контакту з штоком сальником 2, практично має повний знос і товщина зношеного сальникового кільця визначається зазором між корпусом 1 і штоком 2 на виході в свердловину.
У міру використання робочого ходу грундбукси 7 в циліндричній частині кільцевої 3 порожнини насосна установка зупиняється,знижується тиск у свердловині до атмосферного, відвертається натискна гайка 10, вилучаються з кільцевої порожнини грундбукса 7 з вкладишем 8 і натискним кільцем 6. Для компенсації зносу сальникового набору в конусній частині 4 додатково встановлюються нові сальникові кільця через грундбуксу 7 з вкладишем 8 і кільцем натискним 6. Запускається насосна установка.
Виробничі випробування гирлових сальників з ділянкою ущільнення у вигляді усіченого конуса та спеціальним набором ущільнювальних кілець показали, що досягається підвищення терміну служби гирлового сальника при раціональному використанні матеріалу сальникових кілець, а також полегшення обслуговування за рахунок збільшення періодичності підтягування та ліквідації операції заміни сальник.
Крім того, застосування гирлового сальника даної конструкції позитивно впливає на екологію.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
УСТЬОВИЙ САЛЬНИК СВЕРДЛОВИННОЇ ШТАНГОВОЇ НАСОСНОЇ УСТАНОВКИ, що включає корпус з центральним каналом під сальниковий шток і співвісною каналу циліндричною розточкою, в якій розміщені вкладиші, грундбукса, натискне кільце і сальникове набивання у вигляді кілець з косим наріз корпус з можливістю взаємодії з грундбуксою натискну гайку, який відрізняється тим, що на протилежній від грундбукси корпусу виконана конічна розточка з діаметром основи, рівним діаметру циліндричної розточування, і вершиною, орієнтованої в протилежному від грундбукси напрямку.