Скважинная штанговая насосная установка

Скважинная штанговая насосная установка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СКВАЖИННАЯ ШТАНГОВАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА, содержащая корпус, размещенные в нем основной насос со всасывающим клапаном, установленный в рабочей полости цилиндра основного насоса с возможностью возвратно-поступательного движения проходной плунжер с нагнетательным клапаном, механически связанный с колонной штанг н гидравлически - с нагнетательной линией, и дополнительный насос с дифференциальным порщнем и нагнетательным клапаном, связанный с входом всасывающего клапана основного насоса, причем поршень дополнительного насоса выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения и образования кольцевых полостей над и под больщей ступенью поршня, первая из которых гидравлически связана с рабочей полостью цилиндра основного насоса, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности и увеличения межремонтного периода путем снижения обрывности колонны штанг, дифференциальный поршень выS полнен полым, снабжен грузом и установлен с возможностью выхода из корпуса насл сосной установки, причем кольцевая пос лость, расположенная над ступенью поршня большего диаметра, гидравлически связана с нагнетательной линией. о Ni:; 4 ас ьо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1044821 (51; F 04 В 47/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

« - л

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3440968 25-06 (22) 19.05.82 (46) 30.09.83. Бюл. № 36 (72) Б. M Рылов, Б. И. Щербий, Н. А. Николаенко, Г. А. Лесовой

В. С. Сухан и И. H. Костур (71) Центральная научно-исследовательская лаборатория Производственного объединения «Укрнефть» (53) 621.651 (088.8) (56) 1. Муравьев И. М., Ми ценко И. Т.

Насосная эксплуатация скважин за рубежом. М., «Недра», 1967, с. 55 — 62, рис. 45а.

2. Авторское свидетельство СССР № 769087, кл. F 04 В 47/02, 1979. (54) (57) СКВАЖИННАЯ ШТАНГОВАЯ

НАСОСНАЯ УСТАНОВКА, содержащая корпус, размещенные в нем основной насос со всасывающим клапаном, установленнь.й в рабочей полости цилиндра основного насоса с возможностью возвратно-поступательного движения проходной плунжер с нагне-.ательным клапаном, механически связанный с колонной штанг и гидравлически — с нагнетательной линией, и дополнительный насос с дифференциальным поршнем и нагнетательным клапаном, связанный с входом всасывающего клапана основного насоса, причем поршень дополнительного насоса выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения и образования кольцевых полостей над и под большей ступенью поршня, первая из которых гидравлически связана с рабочей полостью цилиндра основного насоса, отличающа.яся тем, что, с целью повышения производительности и увеличения межремонтного периода путем снижения обрывности колонны штанг, дифференциальный поршень выполнен полым, снабжен грузом и установлен с возможностью выхода из корпуса насосной установки, причем кольцевая полость, расположенная над ступенью поршня большего диаметра, гидравлически связана с нагнетательной линией.

104482!

50

Изобретение относите)1 к технике добычи НЕфтИ, В ЧаСтНОСтИ К CKB3?KH!IHhliVI Штапговым насосным установкам, и может быть

НсНо.Bьз0В3но B нефтедобь!ВающеЙ про i hILLIленности при откачке жидкостей из скважи и.

Известен скважинный штанговый насос для откачки газожидкостных смесей из скважин, содержащий проходной ступенчатый плунжер, установленный в цилиндре с образованием двух камер для обеспечения ступенчатого сжатия газожидкостной смеси Внутри цилиндра, причем плунжер снабжен "агнета Тельными клапанами„а i!,илиндр -- Всасл(вающим клапаном (1 . к1едостаток известного скважинног0 штянгового насосы состоит в том, что OH не обеспечивает снижения вредного влияния газа, Ha:BZегося в откачиваемой жидкости

;ci1ocpe7c(Be«Ho в цилиндре насоса. на его производительность. >чаи олее близкой к предлагаемому «о те<«ической сущности является скважинная штанговая насосная установка, содержа цая корпус, размещенные в нем основной насос со всасывающим клапаном, установленный в рабочей полости цилиндра основного насоса с возможностью ьозвратно-посту>1ательного движения проходной плунжер

С НЯГН(ЭТЯТЕЛЬНЫМ КЛЯI)ЯНОМ, МЕХЯНИЧЕСКИ

CBH32-lllhli! C Колонной IIIT2HI H ГИД()ЯВ?7И ..-.с

1-)едостатком указанной скважинной штяиговой насосной установки является сравнительно небольшое увеличение давления под илу«жером основного насоса и, кяк следствие, сравнительно небольшая степень .жятиai газожидкостной смеси, что об, ловливает небольшое увеличение эффектиг>ности откачки.

1<ро!>(е того, при кратковременном (импульсном! повышении давления под илу«жером ос)говно-.о насоса происходит лишь крятковгсме«ное, соответствующее времени повыше)гия давления, уменьшение на.-р,зки на штанги за cчет компенсации части веса жидкости, находящейся над плун>кером основного насоса. При этом на остальном участке хода плунжера вверх имеются повышенные нагрузки.

11ри кратковременном повышении дав.1е.<-ия В цилиндре насоса значительная

ЧЯСТь ГЯЗЯ, НЯХОДЯЩЕГО(Я В ОТКЯЧИВЯЕМОЙ жидкости В свободном состоянии, не успеВает раст оряться в ней.

2 5>

5 Г1

4С

)1е.)ь изобретения — — «овышсние производительности и увеличение межрсмонтного периода путем с«ижения обрывности коЛОННЫ !LIT2«i.

У к я 3 я н «я Г1 Li p..1 h J, :) c; H ai (T c H

СКВажинной !!Pa! i OBOH i!2COC!Ioivi I CTЯНОВке, содержащей корпус, размещенные в нем

ОСНОННОй НаСОС СО ВСЯСЫВаЮщ!I!v, КЛалаНОМ, установленliый в рабочей полости цилиндра основного насоса с в<з о)к«остью возврат-!

io-поступательно(о;!виже«и я;!роходной плунжер с нагнетателы!В)м кла(>а«ом, механически связан«ый с колон«ой ;«тя!Гг и

LII ))3Bли!lP(.KH — — (1I III«!«T2 ic.1h:I0É линией, H допол«итслы;ый Hac()(с диффсре«ц:.1а "L.

Н! lÌ ПОРШНЕ!i И 121«;1Я,ЕЛ1,1ЫМ К."ia!IdHoiv!., С B Я 3 Я Н H Ы и С В < О 10 М i)C;-> 4 i>. ". Я К) Ш C Г G KЛ 2 П 2H3 OCHOBiiOI 0 >1Яг оса ili)ii!IP «10,)i!IPilh lo>

«олнительного 1!àcoc; з л1)о.i«е;! с возх!ож«остыо воз Врат.(о-i!<)c -упяте !Нного «ереме:цения и образования кольцевых (олостей над и !!од большей ступе«ь;о iiooø«B, первая из которых гидрав;1и.- ес, H <ч)язана с рабочей Г(олостью цилиндра основногo Hdcoca, диффере«циальныи «ор«1е«ь Bыполнен полым, снабжен -.рузо1м и установле;! с Возможностью чыхОдя из кйппмся !ясо"ИОЙ cтянов.- .и. «ричем коль !Свая полость расположенная под ст> « нь о пор«1ня большеГО !и ал!(тРЯ, Г«ДРЯ В.1!1:I< ñKH свпзана с нагнетятслы>ои линией

I la! фи Г. „ х;(." иа "и чно >! )(1 т явлен я скважи)ная шта;-!говая нас()с"ЯЯ уста«онка, обЩИЙ ВИД., Б ИСХОД«0» 1 Pa!IH(".i !III?I(нжера Ввеэх: На фиГ) 3 — — TÎ же, при ходе плунжера Вниз.

Скважин(!яя ш.(анговая насосная устаНОБКЯ СОДЕРЖИТ КОРПУC, РазлlЕIL!EH!ihlC В

Не>м ОСНОВ«ОН «3СОС 2 Со BC3ChIB2 IO (11) м КЛ 3паном 3, устяковленныи в рабочей полости цилиндра 4 основного насоса с ВозможНОСТЬЮ HO!BI)3ТНО-ПОСТ! !ЯТЕЛЬ1!ОГО ДВИжения проходной плун?кер 5 с наг!!етательНЫМ К,13«а«ол) 6, Х1ЕХГ НИ!ССКИ СВЯЗЯ Н,(ЫЙ

KOv70lI HOé 1!П a«" 7 H l )Ц> !)Hh,!!!«i CKH гпетателыяй л i«аеv Н, и доно. Н)!тел!>1«>!й насос 9 с пи<1)<1) >ре:!ция. .!>«ь;х. !<:p «;-1ем 10

И НЯГII(.ТЯТЕЛЬЕ!ЫМ КЛЯ IHII0i! . ), СРЯЗЯКПЫЙ

С ВХОДОМ ВСЯСI>1 В ЯК)!1<Е (i К.13!! Я iic! ОСК(Р кого н а соса "..

I1оршеш. 10 д)Г оп!11!1 лысого насоса 9

Вьшолнен с Возмож)!Ост(.10 зозврятно-:яступательного «среме;пения и обра!032iгия кольцевых по,!остей 12 и !3 на,;.; «од большей ступенью i4 порш Iÿ,:cðâàÿ 12 из 1<оTOP hIX I ИДРЯВ:1И ЧССКИ СВЯ;53113 С 0200 -:ЕИ ПОлость.о цилиндра i!- 0 но . Ii, ãol :Ясося 2.

Диф<)ерсн:!lid.) ьныи:(яр;пень 10 вы!>Олнен полым, сн-:.бже . Грузо,: l5,=>и ;c-.à«îâлен с Возмож«ocr i>LO вь1хода из кори, са 1 насосной устal(овки, причем кольцеBBH «0лость ) 3, расположенная «од сту«енью 14

1044821 поршня большего диаметра, гидравлически связана с нагнетательной линией 8.

Кольцевая полость 12 над ступенью поршня большего диаметра гидравлически связана с рабочей полостью цилиндра 4 основного насоса 2 посредством канала 16, а кольцевая полость 13 под ступенью поршя большего диаметра гидравлически связана с нагнетательной линией посредством канала 17.

Дифференциальный поршень 10 дополнительного насоса 9 герметизирован в корпусе 1 насосной установки с помощью уплотнения 18 и снабжен каналом 19.

При крайнем нижнем положении плунжера 5 дифференциальный поршень под действием груза 15 занимает также крайнее нижнее положение (фиг. 1). При этом образуются полости 12, 13 и 20. Полость

12 через канал 16 заполнена откачиваемой жидкостью из подплунжерной полости, полость 13 — откачиваемой жидкостью через насос 17, а полость 20 — скважинной жидкостью через клапан 11 и канал 19.

При этом в полостях 12 и 13 имеется давление, равное гидростатическому давлению столба откачиваемой жидкости, а в полости 20 — равное давлению на приеме насоса.

При ходе плунжера вверх (фиг. 2) давление в полости под плунжером 5 и гидравлически с ней сообщенной полости 13 становится равным давлению на приеме насоса.

3а счет возникшей разности давлений на большей ступени 14 нарушается равновесие дифференциального поршня 10, и он под действием силы давления со стороны полости 13 перемещается вместе с грузом

l5 вверх, перекачивая при этом жидкость из полости 20 в подплунжерную полость основного насоса 2. При этом клапан 11 закрыт, а клапан 3 открыт. Нагнетание жидкости из полости 20 в подплунжерную полость продолжается на протяжении всего хода плунжера 5, что обеспечивается соотношением геометрических размеров и параметров откачки основного 2 и дополнительного

9 насосов. Жидкость из полости 12 также нагнетается через канал 16 в подплунжерную полость.

Объем этой жидкости, равный объему полости 12, проектируется минимальным, однако при этом должно обеспечиваться условие

5 создания необходимого перепада давления на дифференциальный поршень !О с целью обеспечения возможности его перемещения вверх.

За счет принудительного нагнетания жидIQ кости из полости ?О в подплунжерную полость в последней возникает повышенное давление, превышающее давление на приеме насоса.

Увеличение давления в подплунжер ной полости компенсирует часть силы, создавае15 мои столбом перекачиваемой жидкости и воздействующей на плунжер 5 и штанги 7.

Это позволяет снизить нагрузку на насосные штанги, уменьшить влияние динамических составляющих из штанги, улучшить условия работы штанг, уменьшить их обрывность и на этой основе увеличить межремонтный период скважин.

Увеличение давления под плунжером 5 уменьшает деформационные удлинения насосных штанг, что дополнительно обуслов25 ливает повышение производительности предлагаемого насоса.

Повышение производительности насоса достигается также за счет уменьшения утечек откачиваемой жидкости через зазор в плунжерной паре основного насоса 2 из-за уменьшения перепада давлений на плунжер 5.

В крайнем верхнем положении плунжер

5 находится ниже места гидравлического соединения канала 17 с нагнетательной линией 8 основного насоса 2.

При ходе плунжера 5 вниз (фиг. 3) давления в полостях !2, 13 и подплунжерной полости становятся равными гидростатическому и дифференциальный поршень 10 под действием груза 15 перемещается вниз в

4!! исходное положение. При этом скважинная жидкость всасывается в полость 20 через канал 19 и клапан 1, а жидкость из полости 13 поступает через канал 17 в нагнетательную линию 8 основного насоса 2.

104СОС ГаВИТЕЛЬ 3. ГИИЗО Гк

Редактор A. Мотыль Техред И Верес КоррсктоГ Л.!1ои;

Заказ 7496 30 Тираж 665 Подл исиое

ВНИИПИ Государственного коми»с»а (";,"> по делам изобретений и открыт:i;

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Ряугдская иас., д, 4/5

Филиал ППП «Патент»„г. Ужг род, ул. Проектнаи, 4