Скважинный штанговый насос

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 12Р9.79 (21) 2830351/25-06 с присоединением заявки N9(23) ПриоритетОлубликовеио 230981. Бюллетень И9 35

Дата опубликования описания 2309.81 51 „,,(„з

F 04 В 47/02

Государственный комитет

СССР ао делан нзобретений в открытнй (53) УДК 621. 651 (088. 8) P.Т. Булгаков, В.H. Ивановский, H.

А.М. Галустов, Б.А. Лерман, А,В.

Л.С. Михайлова и P.Õ. Амирхано

)

f. (72) Авторы изобретения

Московский ордена Трудового Красного ."Знамейи институт нефтехимической и газовой промышленн сти i ;;H.:N.Ãóáêèíà и Ордена Ленина производственное объ -" Татнефть" им.В .Д.Шашина (71) Заявители (54) СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС

Изобретение относится к технике для добычи нефти, в частности к скважМнным штанговым насосам, и может быть использовано нри откачке пласто. вых жидкостей из скважин.

Известен скважинный штанговый насос со ступенчатым цилиндром и установленным в нем дифференциальным плунжером, образуктдими камеру всасы- 1О вания-нагнетания, сообщакщуюся с полостью плунжера, а также камеру гидрозащиты с всасывающим и нагиетательным клапанами, и камеру компенса« тора, причем обе камеры выполнены в ниде перфорированного патрубка с установленной на нем замкнутой диафрагмой, расположенной s защитном кожухе, а упомянутый нагиетательный клапан установлен на верхнем торце защитного кожуха камеры гидроэащиты.

Известный насос выполнен с подвижным цилиндром и неподвижным плунжером, а со стороны всасывакщего клапана дополнительно установлен пакер Г13.

Недостаток известного скважинного штангового насоса состоит в том, что областью его применения является

;преимущественно беструбная эксплуатация скважин при установке насоса в скважине на пакере. Для эксплуатации угленосных горизонтов. скважин, пластовые жидкости которых обладают высокой вязкостью и являются сероводородсодержащнми, согласно существующим правилам безопасности в нефтегазодобывающей промышленности необходимо применение колонны насосно-компрессорных труб для подьема откачиваемой жидкости на поверхность.

Кроме того, использование насосных труб при таком исполнении насоса снизит надежность последнего.

Цель изобретения - повышение надежности скважинного штангового насоса при трубной эксплуатации скважин с высоковяэкими и сероводородсодержащими жидкостями. укаэанная цель достигается тем, .что верхняя ступень цилиндра снабжена концентрично с ним расположенным кожухом, а камера гидрозащиты установлена в камере всасывания-нагнетания между кожухом верхней ступени цилиндра и нижней ступенью цилиндра, отделяя внутренйие полости цилиндров от пластовой жидкости, При этом всасывающий клапан размещен также как и нагнетательный на верхнем торце защитного кожуха камеры гидроза866273 щиты, а камера всасывания-нагнетания посредством всасывающего и нагнетательного клапанов соединена, соответственно, с затрубным пространством скважины и кольцевым зазором между кожухом и верхней ступенью цилиндра насоса, причем обе ступени дифференциального плунжера снабжены перепускными подпружиненными клапанами.

На чертеже схематично представлен скважинный штанговый насос.

Он содержит верхнюю 1 меньшего диаметра и нижнюю 2 ступени цилиндра с установленным в них дифференциальным плунжером (не показан) соответственно, с верхней 3 меньшего диаметра и нижней 4 ступенями, соединенными между собой штоком 5, причем ступенчатый цилиндр (не обозначен) и дифференциальный плунжер образуют камеру всасывания-нагнетания 6. Послед- 20 няя сообщена с полостью верхней 3 и нижней 4 ступеней дифференциального плунжера. Верхняя 1 ступень цилиндра снабжена концентрично с ним расположенным кожухом 7, который в верхней части имеет песочный якорь 8.

Насос снабжен камерой гидрозащиты 9 с всасывакщим 10 и нагнетательным 11 обратными клапанами, установ-. ленной в камере всасывания-нагнетания 6 и выполненной в виде перфорированного патрубка 1.2 с установленной на нем замкнутой эластичной диафрагмой 13, расположенной в защитном кожухе 14, являлцимся одновременно корпусом камеры всасываниянагнетания 6.

Кроме того, насос имеет камеру компенсатора 15, выполненную также каки камера гидроэащиты 9 в виде пер- форированного с глухим дном патруб- 4О ка 16 с установленной на нем замкнутой эластичной диафрагмой 17, расположенной в защитном кожухе 18 с отверстиями 19, соединякщими внутреннюю полость камеры с эатрубным 45 пространством скважины {не показано).

Нагнетательный клапан 11 камеры гидрозащиты 9 установлен на верхнем торце ее защитного кожуха 14, при этом кожух 7 верхней ступени 1 ци- щ линдра снабжен перегородкой 20, расположенной над всасывакщим клапа-. ном 10 камеры гидроэащиты и разделякщей области всасывания и нагнетания последней (не обозначены).

Камера гидроэащиты 9 расположена между кожухом 7 верхней 1 ступени и. нижней 2 ступенью цилиндра, отделяя внутренние полости цилиндров от пластовой жидкости. Камера компенсатора 15 расположена в области ступе- бО ни 4 большего диаметра дифференциального плунжера, непосредственно под нижней 2 ступенью цилиндра.

Всасывакщий 10 обратный клапан камеры гидрозащиты размещен также 65 как и нагнетательный 11 обратный клапан на верхнем торце ее защитного кожуха 14, причем камера всасываниянагнетания 6 посредством всасывакщего 10 и нагнетательного 11 обратных клапанов соединена, соответственно, с эатрубным пространством скважины и кольцевым зазором 21 между кожухом

7 и верхней 1 ступенью цилиндра насоса.

Верхняя 3 и нижняя 4 ступени дифференциального плунжера снабжены, соответственно, перепускными подпружиненными клапанами 22 и 23.

Камеры гидрозащиты 6 и компенсатора 15, а также внутренние полости верхней 1 и нижней 2 ступеней цилиндра насоса заполнены маслом, плотность которого должна быть больше плотности откачиваемой из скважины пластовой жидкости. Насос спускается в скважину на насосно-компрессорных трубах

24, в которых размещен автосцеп 25 для соединения штока 26 плунжера верхней ступени со штангами 27.

Скважинный штанговый насос работает следующим образом.

При ходе штанг 27,а вместе с ними верхней 3 и нижней 4 ступеней дифференциального плунжера вниз, объем масла в диафрагме 13 камеры гидроэащиты 9 уменьшается и диафрагма 13 складывается (показано пунктиром).

Происходит всасывание пластовой жидкости через клапан 10 в полость камеры 6 всасывания-нагнетания. В этом случае масло из-под нижней 4 ступени дифференциального плунжера, через перфорированный патрубок 16 камеры компенсатора 15, поступает внутрь ее эластичной диафрагмы 17 и вытесняет пластовую жидкость иэ полости защитного кожуха 18 через отверстия 19 в эатрубное пространство скважины.

При ходе штанг 27, а вместе с ними верхней 3 и нижней 4 ступеней дифференциального плунжера вверх, осуществляется цикл нагнетания. Йасло, находящееся над нижней ступенью 4 дифференциального плунжера, нагнетается через перфорированный патрубок

12 камеры гидрозащиты 9 в полость ее диафрагмы 13 и выдавливает пластовую жидкость из камеры всасывания-нагнетания 6 полости, ограниченной защитным кожухом 14 камеры гидрозащиты 9 через нагнетательный клапан 11, установленный иа верхнем торце упомянутого защитного кожуха, в кольцевой зазор 21 между кожухом 7 и верхней 1 ступенью цилиндра и далее в насоснокомпрессорные трубы 24. Так как давление нагнетания передается через масло, диафрагма 13 камеры гидроэащиты 9 не подвергается перепаду давления. Верхние ступени 1 и 3 соответственно цилиндра и дифференциального плунжера насоса осуществляют функцию уплотнения системы гидроэащиты. При

866273 протечке пластовой жидкости через верхнюю ступень насоса избыток жидкости сбрасывается через перепускной подпружиненный клапан 22 при ходе дифференциального плунжера вверх.

Аналогично, при протечке масла из 5 надплунжерной зоны нижней ступени насоса в полость камеры компенсатора

15, избыток масла из компенсатора сбрасывается через перепускной подпружиненный клапан 22 при ходе дифференциального плунжера вниз. На верхнюю 1 ступень дифференциального плунжера действует вес столба жидкости в насосных трубах 24, в связи с чем при ходе дифференциального плунжера вниз штанги 27 воспринимают пос. 15 тоянную растягивакщую нагрузку, улучшакщую условия работы штанги и в целом привода насоса при откачке высоковязкой нефти.

Благодаря такому исполнению сква- 20 жинного насоса появляется воэможность эксплуатировать скважины, содержащие .высоковяэкую нефть с сероводородом, на насосно-компрессорных трубах с обеспечением гидроэащиты трущихся 25 пар плунжер-цилиндр. Это позволяет увеличить долговечность насосов в несколько раз и улучшить условия работы штанг и привода. В объединении "Татнефть" применение такого на- З0 еоса позволяет получить экономию около 300000 рублей в год.

Формула изобретения

Скважинный штанговый насос со ступенчатым цилиндром и установленным в нем дифференциальным плунжером, обраэукщими камеру нсасывания-нагнетания, сообщакщуюся с полостью плунжера, а также камеру гидроэащиты с всасывающим и нагнетательным клапанами, и камеру компенсатора, причем обе камеры выполнены в виде перфорированного патрубка с установленной на нем замкнутой диафрагмой, расположенной в защитном кожухе, а упомянутый нагнетательный клапан установлен на верхнем торце защитного кожуха камеры гидроэащиты, о т л и ч а ю— шийся тем,, что,,с целью повышения надежности при трубной эксплуатации скважин с высоковяэкими и сероводородсодержащими пластовыми жидкостями, верхняя ступень цилиндра снабжена концентрично с ним расположенным кожухом, а камера гидроэащиты установлена в камере всасывания-нагнетания между кожухом верхней ступени цилиндра и нижней ступенью цилиндра-, отделяя внутренние полости цилиндров от пластовой жидкости, при этом всасывакщий клапан размещен также как и нагнетательный на верхнем торце защитного кожуха камеры гидроэащиты, а камера всасывания-нагнетания посредством всасывакщего и нагнетательного.клапанов соединена, соответственно, с затрубным пространством скважины и кольцевым зазором между кожухом и верхней ступенью цилиндра насоса, причем обе ступени дифференциального плунжера снабжены перепускными подпружиненными клапанами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 706566, кл. F 04 В 47/02, 1978.

866273

7

7

Составитель 3. Гинзбург

Редактор П. Ортутай ТехредМ.Табакович Корректор. О. Билак

Заказ 8040/57 Тираж 715 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4