Скважинный штанговый насос

Скважинный штанговый насос

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союа Соеетсних

Социалистичекник

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6)) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 26.1079 (21) 2780220/25-06 с присоединением заявки Ио(23) Приоритет (ii)861 729 (53)M. Кл.

F 04 В 47/02

F 04 В 21/04

Государственный «оиитет

СССР

«о дмаи изобретений и вт«рытн.й

Опубликовано 0709 1, Бюллетень Йо 33 (53) УДК 621.651 (088. 8) Дата опубликования описания 0709й1 (72) Авторы изобретения

И.Ю. Прок и E.Â. Костыченко

>"

k (71) Заявитель (54) СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС

Изобретение касается техники добычи нефти, в частности скважинных штанговых насосов, и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности.

Известен скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр, полый плунжер, в стенке которого выполнены сквозные радиальные каналы, всасывающий и нагнетательный клапаны(1).

Недостаток известного скважинного штангового насоса состоит в том, что он не обеспечивает достаточную смазку заэора пары плунжер-цилиндр, а также снижение утечки жидкости через упомянутый зазор, вследствие чего сроки его службы остаются невысокими

Целью изобретения является повышение надежности и долговечности насоса путем уменьшения утечек жидкости через зазор пары плунжер-цилиндр и улучшение смазки зазора.

Это достигается тем, что сквозные радиальные каналы выполнены в виде шахматно расположенных щелей, расширяющихся к наружной поверхности плунжера, причем отношение суммарной длины щелей по внутренней по-l верхности плунжера к наружному диаметру последнего равно не менее 0,25, а суммарная площадь щели выбирается из соотношения Zf 0,25 а, где а—

5 численное значение наружного диаметра плунжерау f - площадь щели.

На фиг. 1 схематически изображен скнажинный штанговый насос, общий вид; на фиг. 2 — сечение A-A на фиг. 1; на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 — сечение В-В на фиг. 1. (Ьисываемый скваженный штанговый насос состоит из цилиндра 1 с установленным в нем полым плунжером 2, в средней части которого выполнена кольцевая проточка 3. В стенке кольцевой проточки 3 плунжера 2 выполнены сквозные радиальные каналы 4.

Цилиндр 1 насоса снабжен всасывающим клапаном 5, а в плунжере установлен нагнетательный клапаи 6. Сквозные радиальные каналы 4 выполнены в виде шахматно расположенных щелей 7, расширяющихся к наружной поверхности плунжера (фиг. 2-4), причем отношение суммарной длины щелей по внутренней поверхности плунжера к наружному диаметру последнего равно не менее 0,25, а суммарная площадь щелей .выбирается иэ соотношения

861729

ЕГ40,25а, где а; численное значение наружного диаметра плунжера; f — площадь щели. Верхний конец плунжера 2 посредством клетки 8 с окнами 9 связан с колонной штанг 10.

Скважинный штанговый насос работает следующим образом.

При ходе плунжера вверх всасывающий клапан 5 открывается и происходит всасывание жидкости из скважины э цилиндр 1 насоса. В то же время движущийся вверх плунжер 2 с закрытым нагнетательным клапаном 6 поднимает находящийся над ним столб жидкости и часть этой жидкости вытесняется в выкидную линию (на чертежах не показана), расположенную на поверхности.

При ходе плунжера 2 вниз всасывающий клапан 5 закрывается, а нагнетательный клапан б открывается и жидкость, находящаяся в цилиндре. 1 ниже плунжера 2, перемещается в надплунжерную полость цилиндра (на чертежах не показана).

Когда плунжер 2 с открытым нагнетательным клапаном о движется вниз, давление жидкости выше и ниже плунжера выравнивается и утечки жидкости .через зазор пары плунжер 2-цилиндр 1 и щели 7 не происходит.

Во время движения плунжера 2 вверх (после того,как нагнетательный клапан 6 закроется) давление жидкости, находящейся ниже плунжера, резко уменьшается, в результате чего начинается утечка жидкости из пространства над плунжером в часть цилиндра

1 Насоса, расположенную ниже плунжера 2, через зазор в паре плунжер 2цилиндр 1 насоса и через щели 7.

При этом, если перепад давления водонефтяной смеси у входа и выхода иэ щели 7 превышает 3-4 атм, укаэанная смесь превращается в эмульсию, вязкость которой кратно выше исходной вязкости водо ефтяной смеси и которая, эаполняя зазор пары плунжер

2-цилиндр 1, даже в случае превращения части водонефтяной смеси в эмуль. сию существенно уменьшает утечку жидкости в упомянутый зазор, осуществляя одновременно и смазку этого зазора и способствуя уменьшению износа элементов пары плунжер-цилинд1 .

Так как количество эмульсии, образующейся при работе скважинного штангового насоса описанной конструкции составляет практически не более 2-3% от объема откачиваемой иэ скважины жидкости, сама эмульсия является не стойкой и после непродолжительного отстоя распадается на нефть и воду, поэтому применение в плунжере радиальных каналов в виде шахматно расположенйых щелей 7, pe".øèðÿþùèõñÿ к наружной поверхности плунжера, не отразится на качестве откачиваемой скважинным насосом нефти.

Если учесть что для получения оптимального эффекта от наличия щелей в стенке плунжера необходимо, чтобы отношение суммарной длины щелей по внутренней поверхности плунжера к наружному его диаметру было равно не менее 0,25, а суммарная площадь щелей должна выбираться иэ соотношения Zf<0 25а, где а - числовое значение наружного диаметра плунжера, а f - площадь щелк, то ширина щели составит 0,8-1,0 мм.

Применение изобретения позволит уменьшить утечку жидкости через зазор пары плунжер-цилиндр скваженных штанговых насосов в обводненных скважинах, улучшив смазку упомянутого зазора, что будет способствовать повышению сроков службы насосов, т.е. повысит в целом надежность и долговечность скважинных штанговых насосов.

Формула изобретения

Скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр, полый плунжер, в стенке которого выполнены сквозные радиальные каналы, всасывающий и нагиетательный клапаны, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности и долговечности пу48 тем уменьшения утечки жидкости через зазор пары плунжер-цилиндр и улучшения смазки зазора, сквозные радиальные каналы выполнены в виде шахматно расположенных щелей, рас,4 ширяющихся к наружной поверхности плунжера, причем отношение суммарной длины щелей по внутренней поверхности плунжера к наружному диаметру последнего равно не менее 0,25, а о суммарная площадь щели выбирается из соотношения Qf 0,25à, где ачисленное значение наружного диаметра плунжерау f — площадь щели. источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 539160, кл. Г 04 В 47/00, 1974 °

861729

Составитель Э. Гинэбург

Редактор T. Загребельная Техред N. Голинка Корректор У. Пономаренко

Заказ 6497/23

Тираж 712 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений н открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4