Скважинная штанговая насосная установка

Скважинная штанговая насосная установка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование1 в технике добычи нефти при эксплуатации скважин, продуцирующих пластовые жидкости с высоким газосодержанием . Сущность изобретения: сквэжинная штанговая насосная установка содержит штанговый насос (1) с цилиндром

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Г 04 В 47/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4791843/29 (22) 12. 1 2.89 (46) 23.08.92. Бюл, ¹ 31 (75} Ю.А.Архипов (56) Авторское свидетельство СССР

¹. 1 084487, кл, F 04 В 47/02, 1982. (54) СКВАЖИННАЯ ШТАНгОВАЯ НАСОС

НАЯ УСТАНОВКА (57) Использование: в технике добычи нефти при эксплуатации скважин, продуцирующих пластовые жидкости с высоким газосодержанием. Сущность изобретения: скважинная штанговая, насосная установка содер>кит штанговый насос (1) с цилиндром (1), плунжером (3}, всасывающим (4) и нагнетательным (5) клапанами, к которому концентрично посредством переводника (6) с проходными клапанами (7) и специальной муфтой (8) присоединен кожух (О) с заглушкой (10) в нижней его части. Между цилиндром (2) штангового насоса (1) и кожухом (9) образован кольцевой зазор (11). Между оборудованием и стенками скважины образуется эатрубное пространство (12}. С кожухом (9) посредством специальной муфты (8) и

Изобретение относится к технике для добычи нефти и может быть использовано в нефтяной и газовой отраслях промышленности.

Известна скважинная штанговая насОсная установка, содержащая колонны насосно-компрессорных труб и полых штанг, штанговый насос с цилиндром, плунжером, всасывающим и нагнетательныим клапанами, Недостатком этой установки является

„„ Ы„„1756626 О1 переводника (13) соединена колонна насосно-компрессорных труб (14), содержащая в своем составе корпус разделительного устройства (15), выполненного, например; в виде цилйндра (16) штангового насоса (диаметром не менее диаметра цилиндра (2) штангового насоса (1) и соединенного с на- сосно-комнрессорными трубами посредством специальных муфт (17), (18), причем насосно-компрессорная,труба (19), связан-: ная с нижней частью цилиндра (16). перфорирована отверстиямй (20) и образует с колонной (21) полых штанг газовый якорь, К плуй>керу (3} штангового насоса (1) герметично присоединена- колоина (21) полых трубчатых штанг, верхний конец которой герметично соединен с йлунжером (22) разделительного устройства (15). составляющим с цилиндром (16) плунжерную пару, разобщающую полость колонны (14) насосно-компрессорных труб. Верхняя часть плунжера (22) связана с колонной штанг (23) обычным способом. Колойны насосно-компрессорных труб (14) и полых штанг (21) образуют кольцевую поверхно сть (24) ниже разделительного устройства (15). 1 ил. невозможность бТкачкйгазонефтяной смеси из-за срыва подачи при гтопадании газа в насос.

Известна скважинная штанговая насосная установка; содержащая колонна насосно-компрессорнь õ труб и штанг, размещенный в кожухе с зазором штанговый насос с цилиндром, плунжером, всасывающим клапаном, сообщенным с полостью кожуха, нагнетательным клапаном и газовый

1756626 якорь, Недостатком этой установки сложность конструкции и производства монтажных работ. Эти недостатки обусловлены наличием и необходимостью монтажа пакера, наличием и сложностью концентричного монтажа кожуха и колонны насосно-камп рессорных труб, Кроме того, недостатком известной установки является загрязнение окружающей среды вследствии подъема колонны насосно- компрессорных труб с заполненной нефтью полостью (так как нижнее сечение колонны насосно-компрессорных труб перекрыто при ее подъеме имеющимся обратным клапаном) и разлива нефти йз нее на солнечную поверхность при отвороте труб, . Известна также скважинная штанговая насосная установка, содержащая колонну насосных труб, связанный с колонной насосных труб в ее нижней части кожух, в котором с зазором размещен штанговый насос, в цилиндре которого расположен полый плунжер с нагнетательным клапаном, - установленный в цилиндре всасывающий клапан, сообщенный с полостью кожуха, выполненное в виде пары полый плунжер-цилиндр, разделительное устройство, установленное над штанговым насосом, колонну насосных штанг, посредством части которой полые плунжеры штангового насоса и разделительного устройства соединены между собой, а также установленный снизу кожуха обратный клапан, Однако недостатком этой установки является то, что ее нельзя использовать для откачки иэ скважин жидкости с высоким газосодержанием, так как выделение свободного газа в цилиндре штангового насоса приводит к выходу его из строя, Цель изобретения — повышение эффективности в эксплуатации скважин, продуцирующих пластовые жидкости с высоким газосодержанием путем обеспечения дегазации откачиваемой жидкостй, Укаэанная цель достигается тем, что в скважийой штанговой насосной установке, содержащей колонну насосных труб, связаннйй с колонной насосных труб в ее нижней части кожух, в котором с зазором размещен штанговый насос, в цилиндре которого расположен полый плунжер с нагнетательным клапаном, установленный в цилиндре всасывающий клапан, сообщенный с полостью кожуха, выполненное в виде пары полый. плунжер-цилиндр; разделительно устройство, установленное над штанговым насосом, колонну насосных штанг, посредством части которой полые плунжеры штангового насоса и разделительного устройства соединены между со5

15 бой, а также установленный снизу кожуха обратный клапан, причем длина части колонны насосных штанг, связывающей между собой полые плунжеры штангового насоса и разделительного устройства, выполнена меньшей, чем расстояние между верхними точками соответствующих цилиндров, часть колонны насосных штанг, посредством которой соединены между собой полые плунжеры штангового насоса и разделительного устройства, выполнена полой с образованием герметичной связи, а колонна насосных труб(ниже раэделительногоустройства) выполнена перфорированной, причем полости колонны насосных труб и кожуха сообщены между собой через образованный между кожухом и штанговым насосом зазор.

20 На чертеже изображена предлагаемая установка, Предлагаемая скважинн "я штанговая насосная установка содержит штанговый насос 1 с цилиндром 2,плунжером З,всасы25 вающим 4 и нагнетательным 5 клапанами, к которому концентрично (посредством переводника 6 с переходными каналами 7 и специальной муфтой 8) присоединен кожух 9 с заглушкой 10 в нижней части, Междy цилин30 дром 2 штангового насоса 1 и кожухом 9 образован кольцевой зазор 11. Между оборудованием и стенками скважины образуется затрубное пространство 12. С кожухом 9 посредством муфты 8 (специальной) и пере35 водника 13 соединена колонна насоснокомпрессорных труб 14, содержащая в своем составе корпус разделительного устройства 15, выполненного, например, в виде цилиндра 16 штангового насоса

40 (диаметром не менее диаметра цилиндра 2 штангового насоса 1), и соединенного с насосно-компрессорными трубами посредством специальных муфт 17, 18, причем насосно-компрессорная труба 19, связан45 йая с нижней частью цилиндра 16, перфорирована отверстиями 20 и образует с колонной 21 полых штанг газовый якорь. К плунжеру 3 штангового насоса 1 герметично присоединена колонна 21 полых трубчатых

50 штанг, верхний конец которой герметично соединен с плунжером 22 разделительного устройства 15, составляющим с цилиндром

16 плунжерную пару, разобщающую полость колонны 14 насосно-компрессорных

55 труб, Верхняя часть плунжера 22 связана с колонной штанг 23 обычным способом. Колонны насосно-компрессорных труб 14 и полых штанг 21 образуют кол ьцевук поверхность 24 ниже разделительного уст ройства 15, 1756626

Скважинная насосная установка рабо- сосно-компрессорной трубы 19 гэз, как наитает следующим образом. более легкий, отделяется и поднимается по

Бригада подземного ремонта опускает . затрубью вверх, э дегаэированная нефть чев скважину кожух 9 с установленным на его рез отверстие 20 поступает в кольцевое пронижнем конце заглушкой 10 и верхнем кон- 5 странство 24, причем по мере ее це муфтой 8. Затем в полость кожуха 9 опу- передвижения к штэнговому насосу 1 ввиду скэют цилиндр 2 штэнгового насоса 1 с увеличениядавления(с глубиной)и взаимо приемным клапаном 4 и установленным на действия со стенками колонн насосно-комверхнем конце переводником 6. Заворачи- прессорных труб 14 и полых штанг 21, в вают в муфту 8 переводник 13, на который 10 кольцевом пространстве 24 происходит заворачивают нижний конец насосно-ком- дальнейшая глубокая дегазация добываепрессорной трубы, Далее колонну . 14 мой нефти, в результате которой высвобонасосно-компрессорных труб длиной, обес- дившиеся частички свободного газа печивающей ее погружению ниже дина- периодически прорываются по кольцевому мического уровня на величину, 15 пространству 24 к верхним отверстиям 20 и превышающую длину одной насосно-ком- далее через них в затрубье, Таким образом, прессорной трубы, опускают обычным через всасывающий клапан 4 в цилиндр 2 способом, после чего присоединяютиопу- штангового насоса 1 поступает дегазироскают насосно-компрессорную трубу 19 с ванная нефть. Одновременно с этим столб отверстиями 20, к которой присоединяют 20 добываемой жидкости выше нагнетательнопосредством муфты 17 и опускают цилиндр го клапана 5 поднимается на поверхность и

16 разделительного устройства 15 с муфтой вытесняется в нефтесборный трубопровод.

18, к которой присоединяют насосно-комп- При обратном ходе (вниз) колонны штанг 23 рессорную трубу, Далее продолжают спуск (вместе с соединенными с ней элементами) колонны 14 насосно-компрессорных труб 25 всасывающий клапан 4 закрывается в реобычным способом с учетом обеспечения зультате действия сил собственного веса погруженияподдинамическийуровень пер- столба добываемой иэ полости цилиндра 2 форированнойнасосно-компрессорнойтру- нефтью, которая по колонне полых штанг бы 19. Затем к плунжеру 3, содержащему 21, через полость плунжера 22 разделительнагнетательный клапан 5, герметично при- 30 ного устройства 15 поступает в полость косоединяютиопускэютколоннуполыхштэнг лонны 14 насосно-компрессорных труб

21 длиной, меньшей расстояния между вер- выше цилиндра 16. Далее циклы повторяютхними точками цилиндров 2 и 16 нэ длину ся. При необходимости замены скважинной .плунжера 22, нижний конец которого герме- насосной установки демонтаж производит тично соединяют с верхним концом колон- 35 ся в обратной монтажу последовательности. ны 21 полых штэнг, Далее плунжер 22 (с . С целью предотвращения разлива нефти HB присоединенными ранее к нему элемента- солнечную поверхность,из поластй насосми) опускают обычным способом на колон- но-компрессорных труб и кожуха при подьне штанг 23. После окончания монтажа . еме установки иэ скважины, кожух скважиной насосной установки к колонне 40 снабжают обратным клапаном, Обратный штанг 23 прикладывают энакопеременные . клапан содержит корпус 25 с седлом 26 и усилия и приводят ее в возвратно-поступэ- поджатый к седлу 26 пружиной 27 шарик 28. тельное движение. При ходе колонны штанг Корпус 25 клапана герметично соединяют с

23 вверх вместе.с ней приводятся в движе- заглушкой 10, причем в последней выполняние плунжер 22. колонна полых штанг 21 и 45 ют сквозное отверстие 29, сообщенное с плунжер 3. При этом нагнетательный кла- полостью корпуса 25 клапана. Обратный пан 5 остается закрытым, в полости клапан действует следующим образом, При цилиндра 2 между всасывающим 4 и нагне- работе скважинной насосной ус гановки тательным 5 клапанами создается разреже- давление в полости кожуха 9 под обратным ние, всасывающий клапан 4 открывается и 50 клапаном не более, чем над ним (в скважинефть из кольцевого пространства 24 через не), так как полость кожуха 9 имеет гидравпроходные каналы 7 переводника 6, кольце-: лическое сообщение со скважиной (описано вой зазор 11 и приемный клапан 4 поступает выше) и из полости кожуха 9 производится в полость цилиндра 2 штангового насоСа 1. периодическая откачка нефти штанговым

Уровень нефти в кольцевом пространстве 55 насосом. В результатешарик28поджатпру24 восполняется поступлением ее иэ пласта . живой 27 к седлу 26-обратный клапан эапозатрубномупространству12череэотвер- крыт, При подьеме плунжера 3 для его стие 20 насосно-компрессорной трубы 19, замены обратный клапан остается ээкрыПри прохождении газонефтяной смеси по тым в результате действия пружины 27 и затрубному пространству снизу вдоль нэ- отсутствия противодействующих сил, Далее

1756626 при подъеме колонны насосно-компрессорных труб для замены установки обратный клапан остается закрытым до выхода насосно-компрессорной трубы 19 из под уровня нефти, так как при этом нефть иэ полости 5 колонны 14 насосно-компрессорных труб перетекает через полость цилиндра 16 и отверстия 20 в затрубное пространство 12, В и роцессе дал ьн ей шего подъема насоснокомпрессорных труб уровень нефти в ее по- 10 лости 24 над уровнем нефти в затрубном пространстве 12 создает перепад давлений, воздействует на обратный клапан, отжимает шарик 28 от седла 26 и нефть из полости

24 колонны насосно-компрессорных труб 15 перетекает через полость корпуса 25 и отверстие 29 заглушки 10 в скважину. Таким образом на солнечную поверхность оборудование поднимают без нефти, Использование изобретения позволяет повысить 20 эффективность эксплуатации скважин, про дуцирующих пластовые жидкости с высоким газосодержанием, путем дегаэации откачиваемой жидкости. Максимальная потребность в таких скважинных насосных 25 установках для нефтяной отрасли промышленности составляет 12 тыс, шт., экономический эффект от одной установки около 5 тыс. руб, в год. Таким образом, при использовании предложенной установки в нефтяной ЗО

Отрасли промышленности; максимальный годовой экономический эффект составляет

60 млн. руб.

Формула. изобретения

Скважинная штанговая насосная уста- 35 новка, содержащая колонну насосных труб, связанный с колонной насосных труб в ее нижней части кожух, в котором с зазором размещен штанговый насос, в цилиндре которого расположен полый плунжер с нагнетательным клапаном, установленный в цилиндре всасывающий клапан, сообщенный с полостью кожуха, выполненное в виде пары полый плунжер — цилиндр разделительное устройство, установленное над штанговым насосом, колонну насосных штанг, посредством части которой полые плунжеры штангового насоса и разделительного устройства соединены между собой, а также установленный снизу кожуха обратный клапан, причем длина части ко- лонны насосных штанг, связывающей между собой полые плунжеры штангового насоса и разделительного устройства выполнена меньшей, чем расстояние между верхними точками соответствующих цилиндров, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности в ксплуатации скважин, продуцирующих пластовые жидкости с высоким газосодержанием путем обеспечения дегаэации откачиваемой жидкости, часть колонны насосных штанг, посредством которой соединены между собой полые плунжеры штангового насоса и разделительного устройства, выполнена полой с образованием герметичной связи, а колонна насосных труб ниже разделительного устройства выполнена перфорированной, причем полости колонны насосных труб и кожуха сообщены между собой через образованный между кожухом и штанговым насосом зазор, 1756626

74

2Z

7б

77

79

7У

72

Рб

2Х

2Ю, 27

Составитель Ю.Архипов

Техред М.Моргентал . Корректор M.Êåðåöìàí

Редактор Т.Шагова

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул, Гагарина, 1О1

Заказ 3070 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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