Скважинный штанговый насос

Скважинный штанговый насос

Реферат

 

Использование: при добыче вязких водонефтяных эмульсий. Сущность изобретения: в корпусе с насосно - компрессорными трубами установлен цилиндр с полым плунжером с всасывающим клапаном, подплунжерная полость которого постоянно сообщена с затрубным пространством, надплунжерная - через гидролинию, выполненную в корпусе, и установленный в ней обратный клапан сообщена с трубами. Уплотнительный узел выполнен в виде подпружиненного самоуплотняющегося сальника с цилиндрической нажимной втулкой, и снабжен дополнительным корпусом, установленным выше корпуса насоса, и имеет в нижней части стопорное кольцо и уплотнение, в верхней части - упорную пробку с мягким стопорным кольцом, стопором с пружиной и коническую нажимную втулку. Втулка расположена с возможностью взаимодействия в нижней части с сальником, в верхней - с цилиндрической нажимной втулкой. Пружина сальника установлена между упорной пробкой и цилиндрической втулкой, пружина стопора - между ним и цилиндрической втулкой. 1 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к скважинным штанговым насосам, и может быть использовано при добыче вязких водонефтяных эмульсий.

Известен скважинный штанговый насос, содержащий корпус с насосно-компрессорными трубами, цилиндр, полый плунжер с установленным в нем всасывающим клапаном, размещенный в цилиндре, подплунжерная полость которого постоянно сообщена с затрубным пространством, шток, связывающий плунжер с колонной насосных штанг, уплотнительный узел и гидролинию для сообщения надплунжерной полости цилиндра насоса с насосно-компрессорными трубами через установленный в ней нагнетательный клапан [1] Недостатком известного скважинного насоса являются большие амплитуды напряжений в насосных штангах из-за наличия больших знакопеременных нагрузок в начале хода плунжера вверх и в конце его хода вниз, что вызывает частые обрывы штанг, снижая надежность работы в целом.

Известен также скважинный штанговый насос, содержащий корпус с насосно-компрессорными трубами, установленный в нем цилиндр с полым плунжером с всасывающим клапаном, подплунжерная полость которого постоянно сообщена с раструбным пространством, а надплунжерная через гидролинию, выполненную в корпусе, и установленный в ней обратный клапан сообщена с насосно-компрессорными трубами, уплотнительный узел, выполненный в виде подпружиненного самоуплотняющегося сальника с цилиндрической нажимной втулкой [2] Недостатком описываемой конструкции является низкая надежность уплотнительного узла и за счет этого неэффективная работа скважинного насоса из-за пропусков в уплотнительном узле сальника.

Технической задачей настоящего изобретения является повышение надежности работы уплотнительного узла, выполненного в виде сальника и как следствие повышение надежности работы скважинного штангового насоса.

Поставленная цель достигается тем, что скважинный штанговый насос, содержащий корпус с насосно-компрессорными трубами, установленный в нем цилиндр с полым плунжером с всасывающим клапаном, подплунжерная полость которого постоянно сообщена с затрубным пространством, а надплунжерная через гидролинию, выполненную в корпусе, и установленный в ней обратный клапан сообщена с насосно-компрессорными трубами, уплотнительный узел, выполненный в виде подпружиненного самоуплотняющегося сальника с цилиндрической нажимной втулкой, дополнительно содержит уплотнительный узел, снабженный дополнительным корпусом, установленным выше корпуса насоса и имеющим в нижней части стопорное кольцо и уплотнение, а в верхней части упорную пробку с мягким стопорным кольцом, стопором с пружиной и коническую нажимную втулку, расположенную с возможностью взаимодействия в нижней части с сальником, а в верхней с цилиндрической нажимной втулкой, при этом пружина сальника установлена между упорной пробкой и цилиндрической втулкой, а пружина стопора между ним и цилиндрической втулкой.

На чертеже схематично представлен скважинный штанговый насос.

Скважинный штанговый насос имеет корпус 1, содержащий гидролинию 2 с нагнетательным клапаном 3, плунжер 4 с всасывающим клапаном 5, корпус 6 сальника с уплотнением 7 и жестким стопорным кольцом 8 в нижней части, цилиндрическую 9 и коническую 10 нажимные втулки, односторонний стопор 11, упорную пробку 12 с мягким стопорным кольцом 13, пружину 14 сальника, пружину 15 стопора, собственно сальник 16, собранный из герметизирующих эластичных элементов. При этом плунжер 4 связан с колонной насосных штанг 17 полированным штоком 18 посредством переводной муфты 19.

Скважинный штанговый насос работает следующим образом.

При ходе плунжера 4 вверх всасывающий клапан 5 закрыт и жидкость в надплунжерной полости начинает сжиматься. При этом нагнетательный клапан 3 в гидролинии 2 открывается и жидкость начинает поступать в насосно-компрессорные трубы. При ходе плунжера 4 вниз нагнетательный клапан 3 в гидролинии 2 закрывается, а всасывающий клапан 5 в плунжере 4 открывается и жидкость из подплунжерной полости поступает в надплунжерную.

Герметизирующий эластичный элемент 16 и нагнетательный клапан 3, установленный в гидролинии 2, защищают плунжер 4 от веса столба жидкости в насосно-компрессорных трубах. Причем по мере износа сальника 16 последний постоянно поджимается за счет усилия сжатой пружины 14, которое передается герметизирующим эластичным элементом через нажимную цилиндрическую втулку 9 и коническую нажимную втулку 10, при этом коническая нажимная втулка 10 постоянно фиксируется в корпусе 6 сальника односторонним стопором 11.

Насос опускается в скважину в следующей последовательности.

Сначала на насосно-компрессорных трубах опускают корпус 1 насоса с гидролинией 2 и с вмонтированным в нее нагнетательным клапаном 3. После этого на колонне насосных штанг 17 спускают заранее смонтированную сборку уплотнительного узла на полированном штоке 18 вместе с плунжером 4.

Установку уплотнительного узла в корпусе 1 насоса и вывод его в рабочее положение осуществляют следующим образом.

Вся сборка уплотнительного узла на полированном штоке 18 при спуске его в скважину удерживается посредством мягкого стопорного кольца 13, расположенного в верхней части уплотнительного узла между переводной муфтой 19 и упорной пробкой 12. Фиксация уплотнительного узла в корпусе 1 производится дополнительной нагрузкой весом колонны штанг 17. При этом жесткое стопорное кольцо 8, расположенное в нижней части корпуса 6 сальника фиксирует уплотнительный узел в корпусе 1 насоса.

Освобождение полированного штока 18 и вывод штанговой колонны 17 с плунжером 4 в рабочее положение осуществляется путем создания дополнительной растягивающей нагрузки, направленной вверх. При этом мягкое стопорное кольцо 13 выходит из зацепления с упорной пробкой 12. Это положение плунжера 4 в насосе является нижней мертвой точкой.

После этой операции производится монтаж канатной подвески и насос запускается в работу.

Демонтаж уплотнительного узла производится путем натяжения штанговой колонны. При этом жесткое стопорное кольцо 8 сжимается и корпус 6 сальника освобождается из зацепления.

Слив жидкости происходит при подъеме колонны труб из скважины.

Применение скважинного штангового насоса с описываемой конструкцией уплотнительного узла позволяет исключить утечки жидкости из колонны НКТ в подплунжерную полость насоса, повысить надежность при монтаже его в скважине и обеспечивает надежность работы насоса в целом.

Существенным отличием описываемого скважинного штангового насоса является то, что сальник, выполненный самоуплотняющимся, устанавливается с устья скважины. Причем самоуплотнение сальника происходит автономно, а надежность уплотнения обеспечивается за счет постоянного механического давления конической нажимной втулки на сальник. При этом каждое перемещение последней фиксируется стопором, что включает даже незначительный пропуск в сальнике.

Формула изобретения

СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС, содержащий корпус с насосно-компрессорными трубами, установленный в нем цилиндр с полым плунжером со всасывающим клапаном, подпружиненная полость которого постоянно сообщена с затрубным пространством, а надплунжерная через гидролинию, выполненную в корпусе, и установленный в ней обратный клапан сообщена с насосно-компрессорными трубами, уплотнительный узел, выполненный в виде подпружиненного самоуплотняющегося сальника с цилиндрической нажимной втулкой, отличающийся тем, что уплотнительный узел снабжен дополнительным корпусом, установленным выше корпуса насоса и имеющим в нижней части стопорное кольцо и уплотнение, а в верхней части - упорную пробку с мягким стопорным кольцом, стопором с пружиной и коническую нажимную втулку, расположенную с возможностью взаимодействия в нижней части с сальником, в а верхней - с цилиндрической нажимной втулкой, при этом пружина сальника установлена между упорной пробкой и цилиндрической втулкой, а пружина стопора - между ним и цилиндрической втулкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1