Скважинная штанговая насосная установка

Скважинная штанговая насосная установка

Реферат

 

Изобретение м. б. использовано в нефтяной промышленности для откачки высоковязких нефтей. Цель изобретения - повышение эффективности установки. На штоке 8 пружинного якоря 12 установлен кольцевой нагнетательный клапан (К) 11, седло 13 которого связано с верхним торцом 14 якоря. Нижний торец 15 якоря выполнен в виде ограничителя хода К 11 с запорным элементом 16 тарельчатого типа. При изменении положения полого плунжера 6 происходит сначала нагнетания скважинной жидкости из надплунжерной камеры (НК) 4 через К 11 в полость колонны насосных труб 1, а затем всасывающие жидкости через всасывающий К 10 в НК цилиндра 3 штангового насоса 2. Возникающие при этом утечки через обратный К 17 плунжера стравливаются из подплунжерной камеры 5 в НК. 3 ил.

Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к скважинным штанговым насосным установкам, и может быть использовано в нефтяной промышленности для откачки высоковязких нефтей. Цель изобретения повышение эффективности. На фиг. 1 схематично представлена скважинная штанговая насосная установка, общий вид; на фиг. 2 то же, при положении плунжеpа в верхней мертвой точке в режиме откачки скважинной жидкости; на фиг. 3 то же, при крайнем нижнем положении плунжера в период прямой промывки колонны насосных труб. Предлагаемая установка содержит связанный с колонной насосных труб 1 штанговый насос 2, расположенный в цилиндре 3 штангового насоса 2 с образованием надплунжерной 4 и подплунжерной 5 камер, плунжер 6, связанный с колонной насосных штанг 7 через шток 8, сливной клапан 9, размещенный в подплунжероной 5 камере и сообщающий последнюю с затрубным пространством скважины (не показано), а также всасывающий 10 и нагнетательный 11 клапаны. Плунжер 6 выполнен полым. Цилиндр 3 снабжен пружинным якорем 12 и в нем на штоке 8 установлен выполненный кольцевым нагнетательный клапан 11, седло 13 которого связано с верхним торцом 14 пружинного якоря 12. Свободный торец 15 последнего выполнен в виде ограничивателя хода нагнетательного клапана 11 с запорным элементом 16 тарельчатого типа. Плунжер 6 и нижняя часть цилиндра 3 снабжены соответственно обратным клапаном 17 и толкателем 18, установленным с возможностью взаимодействия с обратным клапаном 17 плунжера в его крайнем нижнем положении. На наружной поверхности штока 8 выполнена проточка 19 с образованием с внутренней поверхностью запорного элемента 16 нагнетательного клапана 11 канала 20 для сообщения полости колонны насосных труб 1 с подплунжерной 5 и надплунжерной 4 камерами цилиндра 3 штангового насоса 2 и затрубным пространством скважины. Шток 8 связан с колонной насосных штанг 7 через муфту 21. Установка работает следующим образом. Наземный привод (не показан) посредством колонны насосных штанг 7 через шток 8 приводит в возвратно-поступательное движение плунжер 6 штангового насоса 2. При ходе плунжера 6 вверх (фиг. 2) происходит нагнетание скважинной жидкости из надплунжерной камеры 4 через кольцевой нагнетательный клапан 11 в полость колонны насосных труб 1. При этом запорный элемент 16 кольцевого нагнетательного клапана 11, приподнимаясь в седле 13, удерживается выполненным в виде ограничителя хода свободным торцом 15 пружинного якоря 12, а жидкость нагнетается между седлом 13 и запорным элементом 16 нагнетательного клапана 11. Давление в подплунжерной камере 5 понижается и существенно ниже, чем на приеме (не показано) штангового насоса 2. Сливной 9 и обратный 17 клапаны при этом закрыты. При ходе плунжера 6 вниз (фиг. 1), когда плунжер не касается толкателя 18, происходит всасывание скважинной жидкости через всасывающий клапан 10 в надплунжерную камеру 4 цилиндра 3 штангового насоса 2. В этот период кольцевой нагнетательный клапан 11 отсекает столб жидкости в колонне насосных труб 1 от надплунжерной камеры 4 цилиндра насоса, в то время как в подплунжерной камере 5 происходит сжатие паров откачиваемой жидкости и их фазовый переход, при этом давление в подплунжерной камере 5 значительно ниже, чем в надплунжерной камере 4. При работе штангового насоса 2 как при ходе плунжера 6 вверх, так и вниз имеют место утечки откачиваемой скважинной жидкости из плунжерной камеры 4 цилиндра в его подплунжерную камеру 5. Поэтому в конце хода плунжера 6 вниз давление в подплунжерной камере 5 становится выше, чем в надплунжерной камере 4 цилиндра, и срабатывает обратный клапан 17 плунжера 6, стравливая избыток жидкости из плунжерной камеры в надплунжерную камеру, а не в затрубное пространство скважины, так как при ходе плунжера вниз давление в надплунжерной камере всегда меньше, чем на приеме шлангового насоса 2 в затрубном пространстве скважины на величину потерь давления во всасывающем клапане 10, которые при откачке высоковязких жидкостей могут быть значительными. В случае необходимости проведения подземного ремонта штангового насоса колонну насосных штанг 7 разгружают и создают давление в колонне насосных труб 1. Плунжер 6 со штоком 8 опускается (фиг. 3), при этом толкатель 18 открывает обратный клапан 17 плунжера 6, а муфта 21 упирается в запорный элемент 16 кольцевого нагнетательного клапана 11 так, что между внутренней поверхностью запорного элемента и проточкой 19 на наружной поверхности штока 8 образуется канал 20, гидравлически связывающий полость колонны насосных труб 1 с надплунжерной камерой 4 цилиндра 3 насоса. Таким образом, закачиваемая в колонну насосных труб жидкость глушения перетекает через канал 20 в надплунжерную камеру 4 и далее через открытый обратный клапан 17 плунжера 6 в подплунжерную камеру 4, из который через открывшийся сливной клапан 9 в затрубное пространство скважины.

Формула изобретения

СКВАЖИННАЯ ШТАНГОВАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА, содержащая связанный с колонной насосных труб штанговый насос, расположенный в цилиндре штангового насоса с образованием надплунжерной и подплунжерной камер, плунжер, связанный с колонной насосных штанг через шток, сливной клапан, размещенный в подплунжерной камере и сообщающий последнюю с затрубным пространством, а также всасывающий и нагнетательный клапаны, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности, плунжер выполнен полым, цилиндр снабжен пружинным якорем и в нем на штоке установлен выполненный кольцевым нагнетательный клапан, седло которого связано с верхним торцом пружинного якоря, при этом свободный нижний торец последнего выполнен в виде ограничителя хода нагнетательного клапана с запорным элементом тарельчатого типа, а плунжер и нижняя часть цилиндра снабжены соответственно обратным клапаном и толкателем, установленным с возможностью взаимодействия с обратным клапаном плунжера в его крайнем нижнем положении, причем на наружной поверхности штока выполнена проточка с образованием с внутренней поверхностью запорного элемента нагнетательного клапана канала для сообщения полости колонны насосных труб с подплунжерной и надплунжерной камерами цилиндра насоса и затрубным пространством.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3