СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС Российский патент 1997 года по МПК F04B47/02 

Изобретение относится к технике нефтедобычи, именно к конструкциям скважинных насосов.

Известен скважинный штанговый насос, содержащий рабочую пару плунжер-цилиндр со штоком и узлы нагнетательного и всасывающего клапанов [1]
Недостаток данного скважинного штангового насоса состоит в том, что во время подземного ремонта скважин отсутствует возможность излива жидкости в скважину и подъем труб скважины производится с изливом жидкости на устье скважины.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является техническое решение [2] содержащее рабочую пару плунжер-цилиндр со штоком, сливное устройство и узлы нагнетательного всасывающего клапанов.

Недостатком данного устройства является низкая надежность, связанная с защемлением гибкого элемента в плунжерной паре во время работы насоса и низкий объемный КПД из-за загромождения части полезного объема полости насоса элементами гибкой связи.

Решаемая предлагаемым изобретением задача и ожидаемый технический результат заключается в повышении надежности скважинного штангового насоса за счет исключения возможности заклинивания плунжера из-за попадания в зазор гибкой связи, а также увеличения полезного объема полости цилиндра насоса и тем самым увеличения его КПД путем выноса сливного устройства в надплунжерную зону.

Указанная задача решается тем, что скважинный штанговый насос, содержащий рабочую пару плунжер-цилиндр со штоком, сливное устройство и узлы нагнетательного и всасывающего клапанов, отличается тем, что верхний конец цилиндра насоса выполнен расширяющимся кверху конусом с поперечным отверстием, сообщающим внутреннюю полость цилиндра с забоем скважины, а шток насоса снабжен запорным элементом упомянутого отверстия, выполненным в форме перевернутого усеченного конуса с отверстием по оси конуса, насаженного на шток с кольцевым запором, площадь поперечного сечения которого превышает площадь поперечного сечения отверстия клапанов, причем выше запорного элемента на штоке установлен полый цилиндр с поперечно-рифленной наружной поверхностью и сквозными продольными отверстиями на кольцевой поверхности, а нижний торец полого цилиндра выполнен ступенчатым с кольцевым упором, внутренний диаметр которого превышает диаметр расположения сквозных отверстий.

Гарантированный слив жидкости из полости насосно-компрессорных труб обеспечивается тем, что при подъеме штанг вместе с плунжером насоса на дневную поверхность выносится запорный конус и через освобожденное отверстие происходит слив жидкости. Надежность работы запорного конуса обеспечивается полым цилиндром, который исключает контакт штока насоса с осевым отверстием конуса. Возникновение этого контакта при ходе штока вверх могло бы вызвать срыв запорного конуса и излив поднимаемой продукции, тем самым снижая объемный КПД насоса.

Кроме того, наличие кольцевого уступа и превышение площади поперечного сечения кольцевого зазора между штоком и отверстием конуса над площадью поперечного сечения отверстий клапана позволяет обеспечить минимальные гидравлические сопротивления движению жидкости при работе насоса и тем самым увеличить его объемный КПД. Поперечно-рифленная поверхность полого цилиндра удерживает его непосредственно над конусом во время возвратно-поступательного движения штока, также способствуя увеличению объемного КПД насоса.

На чертеже приведена схема скважинного штангового насоса.

Скважинный штанговый насос состоит из образующих рабочую пару цилиндра 1 и плунжера 2, а также узлов нагнетательного 3 и всасывающего 4 клапанов, на конусной поверхности 5 цилиндра выполнено поперечное отверстие 6, перекрывающееся перевернутым усеченным конусом 7, запорным элементом, сопряженным по оси со штоком 8 насоса, над конусом установлен полый цилиндр 9 с поперечно-рифленной поверхностью 10 и сквозными продольными отверстиями 11, на нижнем торце 12 которого выполнен ступенчатый кольцевой упор 13, причем отверстие 6 сообщает внутреннюю полость насосных труб 14 с забоем 15.

Насос работает следующим образом. Установка запорного элемента - усеченного конуса 7 осуществляется совместно с установкой штока 8 и плунжера 2 в цилиндр насоса 1. Полый цилиндр 9 предотвращает приподнимание конуса 7 при ходе штока 8 вверх, и насос работает с полным заполнением. Запорный элемент
усеченный конус 7 извлекается на поверхность при подъеме штанг, что дает возможность сообщать внутреннюю полость труб с забоем скважины через отверстие 6 и сливать жидкость из трубы в скважину, т.е. предотвращать излив жидкости на устье скважины.

Использование изобретения позволит повысить объемный КПД насоса при обеспечении надежности его работы.

Заявляемое изобретение промышленно применимо, так как все узлы и в целом скважинный насос может быть подготовлен на машиностроительных станках и оборудовании, серийно выпускаемых промышленностью.

Сборка, монтаж и эксплуатация насоса также не требуют специальной подготовки специалистов.

Использование: в нефтедобычи, а именно в конструкциях скваженных штанговых насосов. Сущность изобретения: насос содержит рабочую пару плунжер со штоком, сливное устройство и узлы нагнетательного и всасывающего клапанов. Верхний конец цилиндра насоса выполнен расширяющимся кверху конусом с поперечным отверстием, сообщающим внутреннюю полость цилиндра с забоем скважины, а шток насоса снабжен запорным элементом упомянутого отверстия, выполненным в форме усеченного перевернутого конуса с отверстием по оси конуса, насаженного на шток с кольцевым зазором, площадь поперечного сечения которого превышает площадь поперечного сечения отверстия клапанов, причем выше запорного элемента на штоке установлен полый цилиндр с поперечно-рифленной наружной поверхностью и сквозными продольными отверстиями на кольцевой поверхности, а нижний торец полого цилиндра выполнен ступенчатым с кольцевым упором, внутренний диаметр которого превышает диаметр расположения сквозных отверстий. 1 ил.

Скважинный штанговый насос, содержащий рабочую пару плунжер цилиндр со штоком, сливное устройство и узлы нагнетательного и всасывающего клапанов, отличающийся тем, что верхний конец цилиндра насоса выполнен расширяющимся кверху конусом с поперечным отверстием, сообщающим внутреннюю полость цилиндра с забоем скважины, а шток насоса снабжен запорным элементом упомянутого отверстия, выполненным в форме перевернутого усеченного конуса с отверстием по оси конуса, насаженного на шток с кольцевым зазором, площадь поперечного сечения которого превышает площадь поперечного сечения отверстия клапанов, причем выше запорного элемента на штоке установлен полый цилиндр с поперечно рифленой наружной поверхностью и сквозными продольными отверстиями на кольцевой поверхности, а нижний торец полого цилиндра выполнен ступенчатым с кольцевым упором, внутренний диаметр которого превышает диаметр расположения сквозных отверстий.