Скважинная штанговая насосная установкадля одновременной раздельной эксплуатациискважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(i ц 827840

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик уг .+ .;, . i, /gal (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.06.79 (21) 2775719 25-06 с присоединением заявки М (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень М 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (51) М. К .

F 04В 47/02

Государственный комитет (53) УДК 621.651 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения (71) Заявитель

А. P. Поладов

-3

Азербайджанский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленНости,:". (54) СКВАЖИННАЯ ШТАНГОВАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА

ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОЙ РАЗДЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ

СКВАЖИН

Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к скважинным штанговым насосным установкам для одновременной раздельной эксплуатации скважин.

Известна скважинная штанговая насосная установка для одновременной раздельной эксплуатации скважин, содержащая нижний и верхний скважинные штанговые насосы, при этом верхний насос выполнен с подвижным плунжером и неподвижным цилиндром, а также узлом специальной штанги, изготовленной из насосно-компрессорных труб !(1). На узле специальной штанги установлен присоединенный к штоку установки посадочный конус, обеспечивающий независимый проход жидкости, подаваемой нижним скважинным штанговым насосом в продольном направлении и в прием верхнего скважинного штангового насоса в поперечном направлении. Специальная штанга, смонтированная сквозь посадочный конус, одним концом присоединяется к цилиндру верхнего насоса, а другим — к колонне промежуточных штанг между насосами.

При движении колонны насосных штанг вверх происходит всасывание, а при ее опускании — нагнетание. Таким образом, при ходе вверх колонна нагружается суммарным весом жидкости, находящейся над плун>керами обоих насосов, и собственным весом, а при ходе вниз на нее действует только собственный вес. Это приводит к резко асимметричному нагружению колон5 ны насосных штанг в каждом цикле работы и ухудшает условия работы установки, которая часто выходит из строя, что, в свою очередь, ведет к значительным затратам средств на ее ремонт и большим поте10 рям нефти. Колонна насосных штанг, а следовательно, вся установка имеют низкие надежность и долговечность.

Известна также скважинная штанговая насосная установка для одновременной раз15 дельной эксплуатации скважин, содержащая нижний и верхний скважинные штанговые насосы, установленные в колонне насосных труб и имеющие всасывающий и нагнетательные обратные клапаны, состоящие

20 из клетки, седла и запорного элемента, а также пакер, причем цилиндр верхнего насоса сообщен с плунжером нижнего насоса с помощью промежуточной колонны штанг, проходящей через его дно, а плунжер—

2> посредством полого штока неподвижно подвешен к основанию посадочного конуса, смонтированного в опоре насоса;(2).

При движении колонны насосных штанг вверх открывается всасывающий и закры30 вается нагнетательный клапан нижнего

10 скважинного насоса, а в верхнем насосе открывается нагнетательный клапан и закрывается всасывающий клапан. На головку балансира действует вес колонны штанг и жидкости, находящейся над плунжером нижнего насоса, а нагрузка от веса жидкости над верхним насосом передается на насосно-компрессорные трубы. При опускании колонны насосных штанг закрывается всасывающий клапан и открывается нагнетательный клапан нижнего насоса и открывается всасывающий и закрывается нагпетательный клапан верхнего насоса. На головку балансира станка-качалки действует только вес штанг. Таким образом, амплитуда напряжений и максимальное напряжение на колонну насосных штанг уменьшаются, т. е. надежность колонны насосных штанг повышается.

Однако в такой установке при опускании колонны насосных штанг в результате малых проходных сечений всасывающего и нагнетательного клапанов верхнего насоса (всасывающий клапан помещен в посадочном конусе, а нагнетательный клапан — в нижней части цилиндра) и срабатывания их от изменения направления действия напора жидкости снижается коэффициент наполнения цилиндра верхнего насоса. При движении колонны насосных штанг ввер задерживаются вытеснение жидкости из цилиндра, выход (срыв) посадочного конуса из своей опоры и плун>кера нижнего насоса из цилиндра. Последнее ведет к увеличению числа подземных ремонтов.

Цель изобретения — повышение наде>кности и долговечности скважинной штанговой насосной установки для одновременной раздельной эксплуатации скважин, а также коэффициента подачи путем уменьшения количества подземных ремонтов и увеличения коэффициента наполнения верхнего насоса.

Указанная цель достигается тем, что клетка всасывающего клапана верхнего насоса снабжена подвижным дном с установленным на его боковой поверхности кольцевым распорным элементом, а запорный элемент нагнетательного клапана выполнен в виде поршня с расположенными на его торцовых поверхностях уплотнительными элементами из пластичного металла, причем указанный запорный элемент жестко связан с промежуточной колонной штанг и установлен с возможностью взаимодействия с седлом и дном цилиндра, в стенках которого имеются сквозные каналы.

На фиг. 1 схематично изображена скважинная штанговая насосная установка для одновременной раздельной эксплуатации скважин; на фиг. 2 — верхний скважинный штанговый насос, разрез; на фиг. 3 — сечение А — А фиг. 2.

Нижний 1 и верхний 2 скважинные штан-овые насосы установлены в колонне насос!

;;0

00!!!1 : тр .) 3, распоп!>жc!!!!о в о,)с 1, !!i<)й й!!олопне скважины с помо!1, ь!о паксра 5.

Нижний насос содержит ш!линдр 6 и плун>кер 7, в которых расположены всасывающий 8 п нагнетательный 9 обратныс клапаны соответственно. Последние состоят из клетки седла и запорного элемента (не показаны) .

Верхний насос имеет цилиндр 10 и плунжер 11 с установленными в них всасывающим 12 п нагнетательным 13 обратными клапанами. Цилиндр верхнего насоса 2 сообщен с плунжером нижнего насоса 1 с помощью промежуточной колонны штанг 14, проходящей через дно 15, а плунжер 11 посредством полого штока 16 неподвижно подвешен к основанию посадочного конуса

17, смонтированного в опоре 18.

Всасывающий клапан 12 верхнего насоса состоит из клетки 19, снабженной подвижным относительно шпилек 20 дном 21 с установленным на его боковой поверхности кольцевым распорным элементом 22, седла

23 и запорного элемента 24, причем шпильки 20, проходя через отверстия 25 в этом дне закреплены в седле 23 клапана. Нагнетатсльный клапан 13 также состоит из клетки 26, являющейся продолжением цилиндра 10, седла 27 и запорного элемента

28, выполненного в виде поршня с располо>кенными па его торцовых поверхностях уплотнительными элементами 29 из пластичного металла. Запорный элемент 28 жестко связан с промежуточной колонной штанг 14 и установлен с возможность|о взаимодействия с седлом 27 и дном 15 цилиндра 10, в стенках которого имеются сквозные каналы 30.

Установка содержит также основную колонну насосных штанг 31, связанную с цилиндром верхнего насоса посредством специальной штанги 32.

Установка работает следующим образом.

При движении основной колонны насосных штанг 31 вверх открывается всасывающий 8 и закрывается нагнетательный 9 клапаны нижнего насоса 1, а в его цилиндр

6 поступает жидкость из скважины. При этом подвижный цилиндр 10 верхнего насоса 2 вместе с основной колонной насосных штанг 31 также поднимается. Распорный элемент 22 соприкасается с внутренней поверхность!о цилиндра 10, при этом подвижное дно 21 перемещается по шпилькам 20 вверх до тех пор, пока запорный элемент

24 не упирается в седло 23, т. е. пока не закроется всасывающий клапан 12.

Дальнейшее движение цилиндра 10 вверх приводит к уменьшению объема подплунжерной камеры этого цилиндра (не показана), а следовательно, и к росту давления жидкости в ней, при этом запорный элемент 24 еще сильнее прижимается к седлу

23. Поршень нагнетательного клапана 13 опускается, а жидкость, находящаяся над

827840 плунжером нижнего насоса 1, и жидкость из подплунжерной полости цилиндра верхнего насоса через сквозные каналы 30 проходит в полость колонны насосных труб 3.

На головку балансира станка-качалки (не 5 показаны) действует нагрузка, слагающаяся из веса жидкости, находящейся над плунжером 7, и собственного веса основной колонны насосных штанг 31.

При опускании основной колонны насос- 10 ных штанг закрывается всасывающий клапан 8 и открывается нагнетательный клапан 9 нижнего насоса 1, а жидкость из полости его цилиндра 6 проходит в колонну насосных труб 3. Затем открывается всасы- 15 вающий клапан 12 и закрывается нагнетательный клапан 13, а жидкость из скважины через полый шток 16 поступает в подплунжерную полость цилиндра 10. На головку балансира станка-качалки действует 20 только вес основной колонны насосных штанг 31, т. е. максимальная нагрузка на головку балансира при движении колонны насосных штанг 31 вверх уменьшается на величину веса жидкости, находящейся над 25 верхним насосом 2, причем этот вес воспринимается колонной насосных труб 3. Таким образом уменьшается количество подземных ремонтов установки.

Кроме того, повышается коэффициент на- 50 полнения цилиндра 10 и ускоряется процесс вытеснения жидкости из его полости вследствие увеличения проходного сечения всасывающего 12 и нагнетательного 13 клапанов верхнего насоса 2. 35

Устранение осевой сжимающей силы, направленной вверх, при движении колонны насосных штанг 31 вниз позволяет исключить выход посадочного конуса 17 из опоры

18 и плунжера 7 из цилиндра 6. 40

Формула изобретения

Скважинная штанговая насосная установка для одновременной раздельной экс- 45 плуатации скважин, содержащая нижний и верхний скважинные штанговые насосы, установленные в колонне насосных труб и имеющие всасывающий и нагнетательный обратные клапаны, состоящие из клетки, седла и запорного элемента, а также пакер, причем цилиндр верхнего насоса сообщен с плунжером нижнего насоса с помощь о промежуточной колонны штанг, проходящей через его дно, а плунжер посредством полого штока неподвижно подвешен к основанию посадочного конуса, смонтированного в опоре насоса, отличающаяся тем, что, с целью повышения ее надежности и долговечности, а также коэффициента подачи путем уменьшения количества подземных ремонтов и увеличения коэффициента наполнения верхнего насоса, клетка всасывающего клапана последнего снабжена подвижным дном с установленным на его боковой поверхности кольцевым распорным элементом, а запорный элемент нагнетательного клапана выполнен в виде поршня с расположенными на его торцовых поверхностях уплотнительными элементами из пластичного металла, причем указанный запорный элемент жестко связан с промежуточной колонной штанг и установлен с возможностью взаимодействия с седлом и дном цилиндра, в стенках которого име:отся сквозные каналы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Каталог «Оборудование для раздельной эксплуатации нефтяных скважин», ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, М., 1973, с.

19 — 34.

2. Манюкин Н. М. и Паладов А. P. Способ снижения нагрузки на головку балансира при одновременной раздельной эксплуатации скважин, Нефтепромысловое дело, ВНИИОЭНГ, № 11, М., 1975, с. 16 — 18 (прототип).

827840!

Р и гю!

У

1Z л

ФЯ2. ьУ

Корректоры: О. Гусева и 3. Тарасова

Заказ 913/5 Изд. № 336 Тираж 7!2 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Э. Гинзбург

Редактор М. Стрельникова Техред А. Камышникова

2Г г! г7

М гп