Плунжер для периодической эксплуатации скважины

Плунжер для периодической эксплуатации скважины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Соввтси их

Социалистичесинх

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ti)977722 (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.06,81 (2I ) 3265296/22-03 с присоелинениеи заявки № (23)приоритет

Опубликовано 30.11.82. бюллетень ¹ 44

Дата опубликования описания 30.11.82 (5I)M. Кл.

Е 21 В 43/00

3ввударствеииый кемитет

СССР до делам иаабретеиий и открытий

<53) УДК622. .276.5 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Сотник, Ш. Н. Алиев, A. М. Пирвердян и Jl.,:М. Д. Агаларов

Азербайджанский ордена Трудового Красного Знамени государственный научно-исследовательский и прЬа»дутый институт нефтяной промышленности (7I) Заявитель. (54) ПЛУНЖЕР ДЛЯ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ

СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к нефтедобыче, в частности к устройствам для эксплуатации нефтяных скважин с периодической подачей рабочего агента.

Известен плунжерный лифт с периодической подачей рабочего агента, содержащий колонну подъемных труб, аморти» заторы, плунжер и регулирующее оборудование t 1j . ъ

Недостатками указанного плунжерного лифта являются низкая надежность его работы из-аа частых поломок амортизаторов, плохая проходимость плунжера в подъемных трубах, недостаточная его герметизация в подъемных трубах, а так же сложность конструкции, эксплуатации и обслуживания стационарного скважинного оборудования.

Наиболее близким к предлагаемому является плуяжерный лифт с периодической подачей рабочего агента, сбдержащий наземное регулирующее оборудование, ; колонну подьемных труб, подпружиненный сердечник со связанным с ним поршнем и плунжер. Плунжер содержит корпус с магнитом для взаимодействия с сердечником f 2 ).

Этому устройству свойственны плохая проход1»месть плунжера в колонне подъем. ных труб, имеющий> как правило, различного вида неизбежные отклонения от прямолинейности оси отверстия (изогнутость, криволинейность, ломаность, угловые от» . клонения и т.д.), что способствует за клиниванию (заеданию) плунжера, приводя щему к его деформациям, поломкам и даже авариям в скважинах.

Большая пространственная жесткость и малая изгибающая податливость плу»ежера приводят во время работы устройства к увеличению и неравномерному рас-

2в;пределению рабочих нагрузок из-за возрастания уцельных контактных давлений на рабочую поверхность плунжера и подь» емных труб, особенно при наличии значи

22 4

Секции 12 снабжены кольцевыми постоянными магнитами 17, намагниченными в радиальном направлении к оси цилиндра, а вокруг их оснований — кольцевыми постоянными магнитами 18, имекхцими полярность по диаметру. Магниты 17 и 18 окольцованы диамагнитами 19.

Полости 20, образованные между колонной подъемных труб 1 и магнитами

17 и 18 каждой пары сопряженных основаниями секций 12, заполнены магнитовязкой жидкостью.

Для амортизации возможных ударов секций 12 друг о друга при аномальных повышенных нагрузках в плунжерном лифте торцы секций снабжены резиновыми амортизаторами 21 и 22. С целью дополнительной амортизации при посадке плунжера 2 на нижнюю опору и уменьшения износа последней торцовый выступ крайней нижней секции снабжен резиновым амортизатором 23.

Магниты, применяемые в плунжерном лифте, обладают высоким значением коэрцитивной силы. Магнит 3 изготавливается из сплава марки ЮНДК-25А или

ЮНДК-35БА с кристаллической текстурой, остаточными индукциями, соответственно, В=1,33 и 1,28 Вб/м и коэрцитивными силами Н =54 и 62 кОМ/м.

Кольцевые постоянные магниты 17 и 18 изготавливаются из сплава марки

ЮН14ДК24 или ЮН14ДК24-Т2 с остаточными индукциями, соответственно, 1,23-1,0 Вб/м и коэрцитивными силами

Не=44-58 кОм/м.

3 9777 тельных отклонений от прямолинейности оси колонны подъемных труб. Гакже устройство не обеспечивает надежное разобщение над- и подплунжерной полостей колонны подъемных труб, так как из за отклонений от правильной геометрической формы рабочего канала этой колонны прихОдится увеличивать зазор в сопряжении с ней плунжера.

В связи с этим увеличивается коли- 10 чество утечек жидкости через зазор между колонной подъемных труб и плунжером, Кроме того, жестки требования при применяемой конструкции плунжера к точности и качеству рабочего канала (от- 15 клонениям от правильной геометрической формы, шероховатости поверхности и т.д.), а также монтажу колонны подъемных труб, большая трудоемкость подготовительных работ, связанная с тщательным подбором труб по..диаметру, райберовкой труб и т.д.

При этом наблюдается значительное снижение, в связи с изложенным, надежности работы плунжерного лифта. 25

Метод добычи нефти плунжерным лиф том не нашел широкого распространения в нефтедобывающей промышленности.

Бель изобретения - повышение герметизирующей способности плунжера.

Поставленная цель достигается тем, что плунжер, содержаший корпус с магнитом, выполнен в виде нескольких шарнирно соединенных и подпружиненных секций, которые имеют кольцевые магниты, намагниченные в радиальном направлении, 35 а основания секций имеют кольцевые постоянные магниты, полярные по диамеъ» ру, при этом полости между секциями заполнены магнитовязкой жидкостью.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема плунжерного лифта; на фиг. 2плунжер, общий вид в разрезе.

Плунжерный лифк состоит из подъемных труб 1, плунжера 2, на верхнем конце которого размещен постоянный магнит 3, 45 окольцовщ ный диамагнитом 4, регулятора 5, регулирующего периодическую подачу рабочего агента (газа), и устройства, задерживающего плунжер на буфере, которое включает цилиндр 6, поршень 7, сое- 50 диненный шарнирно с сердечником 8, пру»» жину 9, регулируемый штуцер 10 и обратный клапан 11.

Плунжер 2 содержит несколько отдель ныХ секций 12 (фиг. 2). Секции соедине- 55 ны между собой основаниями с помощью шарниров 13, связанных пружинами 14, а также пружинами 15 и 16.

Плунжерный лифт работает следующим образом.

Во время накопления жидкости плунжер 2 находится на опоре в крайнем нижнем положении. После подачи рабочего агента (газа} растет давление в соединенных между собой затрубном пространстве и внутренней полости устройства.

Поршень 7 под действием давления газа, зажимая пружину 9, толкает сердечник 8 в рабочее положение, т.е. на одну ось с плунжером. В это время происходит подъем плунжера и жидкости. После выброса столба жидкости плуйжер 2 ударяет ся о сердечник 8 и действием магнитной силы задерживается в буфере. Наличие в конструкции плунжера 2 шарниров 13 и пружин 14-16 способствует амортизации ударов плунжера о сердечник 8. Затем регулятор 5 прекращает подачу рабочего агента - газа. Происходит процесс разряжения подъемных труб и затрубного шает над- и подплунжерную полости кю лонны подъемных труб 1 во время рабо ты лифта.

Теж ико-економическая эффективность заключается в улучшении проходимости плунжера в колонне подъемных труб, уменьшении интенсивности износа рабо чих поверхносгей плунжера и подъемных труб; надежном разобщении над- и подплунжерной полостей колонны подъемных труб; уменьшении утечек жидкости через зазор между колонной подъемных труб и плуижерам; возможности применения труб серийного производства при эксплу» атации скважин плунжерным лифтам, в результате чего повышается надежность работы плунжерного лифта.

Формула изобретения

Плунжер для периодической экоплуа,тации скважины, содержащий корпус с магнитом, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью повышения его герметиэирующей способнос;ги, он выполнен в виде нескольких шарнирно соединенных и под пружиненных секций, которые имеют коль| цевые магниты, намагниченные в радиальном направлении, а основания секций имеют кольцевые постоянные магниты, полярные по диаметру, при этом полости между секциями заполнены магнитовязкой же костью, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Иоаким Г. Добыча нефти и газа.

М., Недра, 1966, с. 193, 2. Авторское свидетельство СССР

М 619631, кл. Е 21 В 43/00, 1976 (прототип).

5 977722 пространства. Однако в силу действии обратного клапана 11 внутренняя полость устройства остается под давлением и разрядка его регулируется штуцером 10 на время, необходимое для накопления. жидкости в скважине. Когда давление в полости устройства снижается, пружина

9 толкает сердечник 8 и последний, проскальзывая в сторону, освобождает плунжер.

Так как за время задержки плунжера

2 на буфере накапливается определенное количество жидкости в подъемных трубах

1, то при падении плунжера происходит удар последнего о жИдкость, который в 1З значительной мере амортизируется еще до достижения нижней опоры, благодаря наличию в конструкции плунжера шарниров 13 и пружин 14-16. В результате амортизированного удара о жидкость 20 погашается скорость плунжера, и он мед. енно падает на нижнюю опору. Удар о нижнюю опору амортизируется за счет наличия упомянутых шарниров 13 и пружин 14-16. 25

Выполнение плунжера в виде нескольких шарнирно соединенных и подпружинеьных между собой секций 12 способствует лучшей проходимости плунжера 2 в колонне подъемных труб 1. 30

Снабжение секций под их полками кольцевыми постоянными магнитами 17, намагниченными в радиальном направлении к оси цилиндра, а вокруг оснований секцийкольцевыми постоянными магнитами 18, имеющими полярность по диаметру, а также заполнение магнитовязкой жидкостью полостей 20, образованных между колонной подъемных труб, и упомянутыми магнитами каждой пары сопряженных основаниями секций 12 надежно раэоб977722

/Р.

17

Г2

2Р

Фиг Г

Заказ 9155/43 Тираж 623 Подлисиое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретеиий и открытий

113036, Москиа, Ж-36, Ра ллсиаи иаб.е д. 4/5

Филиал ППП «Патеит, г. Ужгород, ул. Проектная, Составитель В. Борискииа

Редактор Н. Кешели Техред A. A÷ Корректор А. Ференц