Способ подъема пластовой жидкости и насосная установка для его осуществления

Способ подъема пластовой жидкости и насосная установка для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СО)ОЭ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

7751 А1 (19) (11) (51) 5 Р 04 В 47/02

6ЛЕ 1,":, P01} У,, .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ff

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4464762/29 (22) 25,07.88 (46) 15.02.91. Бил. М 6 (71) Печорский государственный науч% но-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) В.Г. Сансиев, А,F.. Бортников, Т.Х. Кравец и А.Г. Минко (53) 621.651(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1125406, кл. F 04 В 47/02, 1984.

Авторское свидетельство СССР

У 724698, кл. F. 21 В 43/00, 1980.

2 (54) спосоБ подькмА плАгтовой жилкосТИ И НАСОСНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ КГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение может быть исПользовано при механизированных способах добычи нефти из скважин посредством штанговой скважинкой насосной установки. Цель изобретения — повышение надежности колонны штанг за счет исключения ее продольного изгиба путем создания в колонне штанг растягивающего усилия, а также улучшение условий труда при ее демонтаже. Для этого

1627751

10 осуществляют герметика цию лолой колсвны штавг 6 и нагнетают в нее пластовую жидкость под давлением, обеспечивающим создание растягивающего усилия, превьочлннцую сумму сил трения, действун>щих на колонну штанг при ее ходе вниз„ Установка, реализующая способ, снабжена вспомогательным наспсп 11, рабочая камера 19 которого соединена с внутренней полостью 8 насосно — компрессорных труб 4 через

Изобретение относится к нефтедобывающей промьппленности и предназначено для использования при механизиро- 20 ванном способе добычи жидкости из скважин посредством штанговой скважинной насосной установки.

Цель изобретения — повьппение надежности колонны штанг за счет исключения ее продольного изгиба путем создания в колонне штанг растягивающеt.n усилия, tt также улучшение условий труда при ее демонтаже.

На Лиг. 1 изображена схема уста- 30 новки для подъема жидкости из скважины, реализующая предлагаемый способ; на фиг. 2 — вариант установки при использовании вспомогательного насоса с обводным каналом, на фиг.3 вариант установки при использовании вспомогательного насоса со штоком, расположенным в надплунжерной полости.

Сущность способа подъема пластовой 40 жидкости (фиг, 1) из скважины 1 насосом 2 заключается в спуске насоса в скважину. При этом цилиндр 3 насоса закреплен на колонне насоснокомпрессорных труб 4, а плунжер 5 45 насоса — на колонне 6 полых штанг.

По мере спуска колонны 6 полых штанг производится заполнение их внутренней полости 7 пластовой жидкостью. Далее осуществляется рабочий юр цикл скваживного насоса, при котором во время подъема плунжера 5 пластовая жидкость поднимается на поверхность по внутренней полости 8 колонны васосно — KnttttpeccnpHbtx труб 4 и всасывается в цилиндр 3 насоса, 55 а при опускании плунжера 5 осуществляется леретttквние пластовой жидкости иэ пс1дв. унжервой полости 9 цивсасывающий 17 и нагнетательный 18 клапаны с внутренней полостью колонны штанг 7. Вспомогательный насос снабжен ограничителем 15 хода. Над нагнетательным клапаном 18 вспомогательного насоса установлен узел 20 слива жидкости, обеспечивающий открывание сливного отверстия 21 по команде с устья скважины. 2 с. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил. линдра 3 насоса в его надплунжерную полость 10.

Повышение надежности колонны 6 штанг достигается за счет исключения ее продольного изгиба путем создания

B колонне штанг растягивающего усилия, что осуществляется герметизацией внутренней полости 7 колонны штанг и нагнетанием в нее при каждом двойном ходе плунжера 5 скважинного насоса 2 пластовой жидкости. Давление последней обеспечивает создание растягивающего усилия, превышающего сумму сил трения, действующих на колонну штанг при ходе вниз и сжимающих ее.

Тем самым исключается потеря устойчивости колонны штанг под действием продольных сил, сжимающих колонну.

Установка для подъема жидкости иэ скважины 1 (фиг. 1) содержит скважинный штанговый насос 2, цилиндр 3 которого подвешен на колонне насосно-компрессорных труб 4. Над скважинным насосом установлен вспомогательный насос 11, цилиндр 12 которого жестко соединен с колонной 6 полых штанг, а плунжер 13 жестко соединен штоком

14 с плуижером 5 скважинного насоса 2.

Цилиндр 12 вспомогательного насоса выполнен с буртиком 15, расположенным в нижней части его наружной поверхности. Шток 14 снабжен ограничителем

16 хода плунжера 13 вспомогательного насоса 11, выполненным с возможностью взаимодействия его в крайнем нижнем положении с буртиком 15. В верхней части цилиндра 12 вспомогательного насоса установлены всасывающий 17 и нагнетательный 18 клапаны.

Рабочая камера 19 вспомогательного насоса образована цилиндрn:t 12 и плунжером 13. Через всзсыванщий кла51 6

5 16277 пан 17 она соединяется с внутренней полостью 8 насосно-компрессорных труб 4, а через нагнетательный клапан 18 — с внутренней полостью 7 ко5 лонны 6 полых штанг. Над вспомогательным насосом 11 расположен узел 20 слива жидкости, выполненный в виде радиального отверстия 21, герметично перекрытого мембраной 22. В верхней части колонны полых штанг установлена герметичная заглушка 23, соединенная со сплошными штангами 24. Верхняя штанга соединяется с приводом, обеспечивающим возвратно-поступатель- 15 ное движение колонны (не показано).

Узел 20 слива жидкости (фиг. 2 и 3) может быть выполнен в виде радиального отверстия 21 в корпусе узла слива жидкости, герметично пере- 20 крытого расположенным внутри штанги плунжером 25 со сквозным осевым каналом. Плунжер 25 связан гибким элементом 26 (например троссом) с заглушкой 23. 25

Конструктивный вариант вспомогательного насоса (фиг. 2) содержит цилиндр 27, снабженный обводным каналом 28, гидравлически связывающим рабочую подплунжерную камеру цилинд- 3р ра 29 с полостью щтанг 7 через нагнетательный клапан 18 и с полостью насосно-компрессорных труб 8 через всасывающий клапан 17.

Конструктивный вариант вспомогательного насоса (фиг. 3) содержит

35 цилиндр 30, снабженный обводным каналом 31, причем шток 32, соединяющий плунжер 5 скважинного насоса и плунжер 33 вспомогательного насоса, выполнен фигурным и расположен в «надплунжерной камере 34 цилиндра 30.

Установка для подъема жидкости иэ скважины работает следующим образом.

При движении колонны 6 штанг

45 вверх в начальный момент плунжер 5 скважинного насоса 2 находится в крайнем нижнем положении, а плуижер

13 вспомогательного насоса 11 в крайнем верхнем. По мере подъема штанг плунжер 13 перемещается вниз относительно цилиндра 12, пока не доходит до положения, фиксируемого ограничителем 15, после чего начинается движение вверх плуижера 5. скважинного насоса. При перемещении плунжера 13 относительно цилиндра 12, происходит заполнение рабочей камеры 19 вспомогательного насоса, а при перемещении плунжера 5 скважинного насоса — переток пластовой жидкости иэ подплунжерной полости 9 в надплунжерную полость 10.

При движении колонны штанг вниз цилиндр 12 вспомогательного насоса

1 движется вниз относительно плунжера 13, а плунжер 5 скважинного насоса — относительно цилиндра 3. В результате этого во внутреннюю полость

7 колонны 6 штанг подается пластовая жидкость. Происходят подьем пластовой жидкости по колонне 6 насосно-компрессорних труб и заполнение подплунжерного пространства 9. Действующие на штангу 6 при ее ходе вниз сжимающие усилия, обусловленные силами трения пары плунжер-цилиндр штанги о пластовую жидкость, а также силами, о6условленнычи гидродинамическими потерями в нагнетательном клапане, компенсируются растягивающим усилием от наличия во внутренней полости штанг избыточного давления. В результате этого исключается возможность потери устойчивости колонны штанг.

При использовании конструктивного варианта вспомогательного насоса (фиг. 2 и 3) нагнетание пластовой жидкости из полости 8 насосно-компрессорных труб в полость 7 штанг происходит при движении колонны 6 вверх. В этот период движения жидкость иэ подплунжерной камеры 29 через нагнетательный клапан 18 вытесняется по обводному каналу в полость штанг. Заполнение камеры 29 происходит при ходе штанг 6 вниз через всасывающий клапан 17, Подъем скважинного насоса 2 осуществляется следующим образом.

После извлечения на поверхность сплошных штанг 24, удаляется заглушка 23. При исполнении установки, представленной на фиг, 1, во внутренней полости 7 штанг специальньич насосом (не показан) создается избыточное давление, обеспечивающее разрушение мембраны 22. При дальнейшем подьеме колонны штанг жидкость, заполняющая их, сливается через отверстие 21.

При исполнении установки, представленной на фиг. 2 и 3, после удаления заглушки 23 с помощью тросса 26 извлекают алунжер 25. В результате этого полость 7 штанг сообщается с полостьш

8 колонны насосно-компрессоркых труб и жидкость вытекает через отверстие 21.

7 1627751 в

Формула изобретения

1. Способ подъема пластовой жидкости из скважины штанговым насосом, 5 заключаюнц йся в спуске насоса в скважину при закреплении цилиндра насоса на насосно-компрессорных трубах, а плунжера — на колонне полых штанг, заполнении внутренней полости штанг жидкостью, поднятии плунжера, при этом осуществляют подъем пластовой жидкости на поверхность по внутренней полости колонны насосно-компрессорных труб и всасывание жидкости в

15 цилиндр насоса, после чего опускают плунжер, осуществляя перетекание пластовой жидкости из подплунжерной полости цилиндра насоса в его надплунжерную полость, о т л и ч а20 ю щи и с я тем, что, с цельюповьппения надежности колонны штанг за счет исключения ее продольного изгиба путем создания в колонне штанг растягивающего усилия, осуществляют 25 герметизацию внутренней полости колонны штанг и при каждом двойном ходе плунжера нагнетают в нее пластовую жидкость под давлением, обеспечивающим создание рас1ягивающего уси лия, превьппанппего сумму сил трения, действующих на колонну штанг при ее ходе вниз.

2. Насосная установка для подъема пластовой жидкости из скважины, включающая наземный привод возвратнопоступательного движения, колонну насосно-ксмпрессорных труб, скважинный насос, установленный над ним вспомогательный насос, содержащий расположенный в цилиндре плунжер с образованием рабочей камеры, всасывающий и нагHpòàòeëüíûé клапаны, полую колонну, причем плунжер вспомогательного насоса жестко соединен с плунжером скважинного насоса, а цилиндр вспомогательного насоса с установленными в нем клапанами жестко соединен с полыми гптангами, о т л и Ч а ющ а я с я тем, что, с целью повьппения надежности колонны штанг за счет 50 исключения ее продольного изгиба путем создания в колонне штанг растягивающего усилия, рабочая камера вспомогательного насоса соединена с внутренней полостью насосно-компрессорных труб через всасывающий клапан и через нагнетательный клапан — с внутренней полостью колонны штанг, причем диаметр плунжера вспомогательного насоса меньше внутреннего диаметра колонны штанг.

3. Установка по п. 2, о т л и ч аю щ а я с я тем, что цилиндр вспомогательного насоса выполнен с наружным буртиком, а плунжер глубинного насоса снабжен ограничителем хода с возможностью взаимодействия его с буртиком цилиндра вспомогательного насоса.

4. Установка по п. 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что цилиндр вспомогательного насоса снабжен о6водным каналом, гидравлически связывающим его рабочую камеру с полостью штанг через нагнетательный клапан.

5. Установка по и. 4, о т л ич а ю щ а я с я тем, что шток, соединяющий плунжеры скважинного и вспомогательного насосов, размещен в надплунжерной камере вспомогательного насоса.

6. Установка по п. 2, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения условий труда при демонтаже колонны штанг, в колонне полых штанг над нагнетательным клапаном вспомогательного насоса установлен узел слива жидкости.

7. Установка по и. 6, и т л ич а ю щ а я с я тем, что узел слива жидкости выполнен в виде радиального отверстия в полой штанге, герметично перекрытого расположенным внутри штанги плунжером со сквозным осевым каналом, связанным гибким лементом, например тросом, с верхней частью колонны полых штанг.

8. Установка по п. 6, о т л ич а ю щ а я с я тем, что узел слива жидкости выполнен в виде отверстия и полой штанге, герметично перекрытого мембраной.

1627751

Составитель А. Молчанов

Редактор И. Касарда Техред М.Дидык Корректор. М. Демчик

Заказ 326 Тира:к 361 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101