ГЛУБИННО-НАСОСНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1994 года по МПК F04B47/00 

Изобретение относится к технике механизированной добычи нефти.

Целью изобретения является снижение металлоемкости и энергетических затрат.

На чертеже представлена принципиальная схема глубинно-насосной установки.

Глубинно-насосная установка содержит расположенный в скважине 1 в нижней части колонны 2 насосно-компрессорных труб цилиндр 3 погружного насоса, в котором размещен кинематически связанный с установленным на устье 4 скважины 1 механическим приводом 5 проточный плунжер 6 с нагнетательным клапаном 7 с образованием под плунжером 6 рабочей камеры 8.

Рабочая камера 8 сообщена с затрубным пространством 11 через установленные в цилиндре 3 ниже статического уровня жидкости нагнетательные клапаны 12 и 13 и через нагнетательный клапан 7 и внутреннюю полость 14 колонны 2 насосно-компрессорных труб - с нагнетательной магистралью 15.

В средней части цилиндра 3 выше пакера 10 выполнено перепускное отверстие 16. В цилиндре 3 размещен нижний плунжер 17 с шаровым клапаном 12 и верхний плунжер 18 с шаровым клапаном 13 с общим штоком 19. Шток 19 снабжен кольцевой уплотнительной диафрагмой 20 и в нижней части выполнено перепускное отверстие 21. Диафрагма 20 жестко соединена с цилиндром 3 с образованием над и под плунжерами 17 и 18 двух камер 22 и 23 переменного объема.

Рабочая камера 8 сообщена с пространством 11 перепускным отверстием 21 через клапаны 12 и 13.

Плунжер 6 расположен в цилиндре 3 выше статического уровня перекачиваемой жидкости.

Камера 23 сообщена через отверстие 16 и полость 9 с атмосферой, при этом кольцевая полость 9 заполнена жидкостью (не показана) выше уровня крайнего верхнего положения плунжера 6.

Глубинно-насосная установка работает следующим образом.

Перед пуском установки в работу осуществляется заполнение жидкостью внутренней полости 14 колонны 2 насосно-компрессорных труб и кольцевой полости 9, причем последняя заполняется жидкостью выше уровня крайнего верхнего положения плунжера 6; внутренняя полость 14 колонны 2 насосно-компрессорных труб над плунжером 6 сообщена с нагнетательной магистралью 15, а плунжер 6 находится в его нижнем положении.

При перемещении плунжера 6 вверх нагнетательный клапан 7 закрывается, при этом давление, действующее на плунжер 18 со стороны камеры 23 переменного объема, вследствие понижения давления в рабочей камере 8, становится меньше давления, действующего со стороны камеры 22 переменного объема, и происходит перемещение плунжеров 17 и 18 в цилиндре 3 вверх совместно с плунжером 6.

При перемещении плунжеров 17 и 18 вверх происходит вытеснение перекачиваемой жидкости из камеры 22 переменного объема через перепускное отверстие 21, пустотелый шток 19 и дополнительный нагнетательный клапан 13 в рабочую камеру 8 при закрытом клапане 12 и поступление жидкости в камеру 23 переменного объема из кольцевой полости 9.

После достижения плунжером 6 его крайнего верхнего положения происходит изменение направления движения плунжера 6 в цилиндрах 3, при этом нагнетательный клапан 7 открывается, жидкость из рабочей камеры 8 перетекает в расположенную над плунжером 6 внутреннюю полость 14 колонны 2 насосно-компрессорных труб, давление, действующее на плунжер 18 со стороны камеры 23 переменного объема, вследствие повышения давления в рабочей камере 8 и понижения уровня жидкости в кольцевой полости 9 становится меньше давления со стороны камеры 22 переменного объема, в результате чего происходит перемещение плунжеров 17 и 18 в цилиндре 3 вниз совместно с плунжером 6. При перемещении плунжеров 17 и 18 вниз происходит поступление перекачиваемой жидкости в камеру 22 переменного объема через клапан 12 при закрытом клапане 13 и вытеснение жидкости из камеры 23 переменного объема в кольцевую полость 9.

Высота возможного расположения плунжера 6 над статическим уровнем перекачиваемой жидкости в скважине 1 в основном определяется глубиной эксплуатации скважины, ее забойным давлением, диаметрами колонны 2, высотой заполнения кольцевой полости 9 жидкостью и условием обеспечения неразрывности столба перекачиваемой жидкости в рабочей камере 8.

Расположение плунжера выше статического уровня перекачиваемой жидкости приводит к уменьшению расхода металла на колонну штанг и дополнительную колонну, наземного оборудования и связанному с этим снижению энергетических затрат на перемещение плунжера с колонной штанг.

Использование: при механизированной добычи нефти. Сущность изобретения: в скважине с образованием кольцевой полости установлена колонна насосно-компрессорных труб с пакером. В нижней части полости расположен цилиндр насоса с приемным фильтром и проточным плунжером, установленным с образованием рабочей полости. Цилиндр в зоне расположения пакера снабжен кольцевой уплотнительной диафрагмой. Установка снабжена дополнительными плунжерами с встроенными клапанами и пустотелым штоком, пропущенным через диафрагму для связи дополнительных плунжеров между собой и образования двух камер переменного объема над и под диафрагмой. Цилиндр в зоне камеры над диафрагмой снабжен радиальным перепускным отверстием для сообщения этой камеры с кольцевой полостью. Шток в зоне, примыкающей к нижнему дополнительному плунжеру, снабжен радиальным перепускным отверстием для сообщения полости штока с камерой под диафрагмой. Встроенный клапан нижнего дополнительного плунжера установлен с возможностью открытия в сторону полости штока. Клапан верхнего дополнительного плунжера установлен с возможностью открытия в сторону рабочей камеры. 1 ил.

ГЛУБИННО-НАСОСНАЯ УСТАНОВКА, содержащая установленную в скважине с образованием кольцевой полости колонну насосно-компрессорных труб с пакером, в нижней части которой расположен цилиндр насоса с приемным фильтром и размещенным в нем и связанным с приводом возвратно-поступательного движения проточным плунжером, установленным в цилиндре с образованием рабочей камеры, отличающаяся тем, что цилиндр в зоне расположения пакера снабжен кольцевой уплотнительной диафрагмой, установка снабжена двумя, верхним и нижним, дополнительными плунжерами со встроенными обратными клапанами, и пустотелым штоком, пропущенным через указанную диафрагму, для связи дополнительных плунжеров между собой и образования двух камер переменного объема над и под диафрагмой, цилиндр в зоне камеры над диафрагмой снабжен радиальным перепускным отверстием для сообщения этой камеры с кольцевой полостью, шток в зоне, примыкающей к нижнему дополнительному плунжеру, снабжен радиальным перепускным отверстием для сообщения полости штока с камерой под диафрагмой, при этом встроенный клапан нижнего дополнительного плунжера установлен с возможностью открытия в сторону полости штока, а клапан верхнего дополнительного плунжера установлен с возможностью открытия в сторону рабочей камеры.