СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС Российский патент 1999 года по МПК F04B47/00 

Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к скважинным штанговым насосам, и может быть использовано при откачке из скважин жидкостей, содержащих механические примеси при наличии смолопарафиновых отложений.

Известен скважинный штанговый насос, содержащий рабочую пару плунжер-цилиндр с установленными в них соответственно нагнетательным и всасывающим клапанами, и связанный с приемом насоса фильтр, выполненный в виде перфорированного цилиндра с внутренней трубой /Махмудов С.А. Монтаж, эксплуатация и ремонт скважинных штанговых насосных установок. - М.: Недра, 1987, с. 134, рис. 43/.

Недостатком данной конструкции насоса является низкая степень надежности вследствие засорения фильтра при спуске смолопарафиновыми отложениями, скапливающимися на внутренней поверхности эксплуатационной колонны, а также перекрытия отверстий фильтра на стенке эксплуатационной колонны при его установке в наклонной скважине.

Известен скважинный штанговый насос, содержащий рабочую пару плунжер-цилиндр с установленными в них соответственно нагнетательным и всасывающим клапанами, и связанный с приемом насоса фильтр, выполненный в виде перфорированного цилиндра, оребренного по наружной поверхности (А.с. 1035282, F 04 B 47/00, БИ N 30, 1983). Недостатком данного насоса является низкая степень его надежности из-за возможного перекрытия отверстий фильтра смолопарафиновыми отложениями при спуске, а также механическими примесями, перекрывающими фильтр при эксплуатации в наклонных скважинах.

Наиболее близким по сущности к заявляемому объекту относится скважинный штанговый насос, содержащий рабочую пару плунжер-цилиндр с установленными в них соответственно нагнетательным и всасывающим клапанами и связанный с приемом насоса фильтр, выполненный в виде перфорированного цилиндра с установленной под ним цилиндрической емкостью (А.с. 1439282, F 04 B 47/00, БИ N 43, 1988). Недостатком известной конструкции насоса является низкая степень ее надежности вследствие неэффективности очистки внутренней поверхности эксплуатационной колонны от смолопарафиновых отложений, т.к. их отделение и накопление в цилиндрической емкости затруднено из-за того, что она будет заполнена жидкостью. Кроме того, при эксплуатации такого насоса в наклонной скважине часть перфорированных отверстий фильтра будет перекрыто стенкой эксплуатационной колонны, что уменьшит количество жидкости, попадающей на приме насоса, а, следовательно, и эффективность его работы.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности и эффективности работы насоса путем его защиты от попадания смолопарафиновых отложений при его спуске в скважину с одновременным накоплением и выносом последних из скважины при очередном подземном ремонте и предотвращении перекрытия отверстий фильтра стенкой эксплуатационной колонны. Указанная задача достигается тем, что в известном скважинном штанговом насосе, содержащем рабочую пару плунжер-цилиндр с установленными в них соответственно нагнетательным и всасывающим клапанами и связанный с приемом насоса фильтр, выполненный в виде перфорированного цилиндра с установленной под ним цилиндрической емкостью, фильтр снабжен пружинными центраторами, установленными на концевых участках перфорированного цилиндра, а полость цилиндрической емкости гидравлически сообщена с затрубным пространством посредством отверстий, выполненных в ее верхней части, на нижнем торце цилиндрической емкости размещен приемник шлама, выполненный в виде усеченного конуса, причем большее основание конуса соответствует диаметру пружинных центраторов, а меньшее основание сопряжено с цилиндрической емкостью. При спуске насоса в скважину приемник шлама выполняет функцию скребка, очищая внутреннюю поверхность эксплуатационной колонны от смолопарафиновых отложений. Наличие отверстий, выполненных в верхней части установленной под фильтром цилиндрической емкости, позволяет обеспечить свободное прохождение внутрь нее смолопарафиновых отложений, которые будут вытеснять находящуюся во внутренней полости цилиндрической емкости жидкость в затрубное пространство скважины.

Наличие пружинных центраторов, установленных на корпусных участках перфорированного цилиндра, не позволяет фильтру вплотную соприкасаться с эксплуатационной колонной, что имеет место при работе в наклонном участке скважины, тем самым предохраняя закрытие перфорационных отверстий, что сохраняет пропускную способность.

На чертеже схематично представлен общий вид скважинного штангового насоса.

Скважинный штанговый насос содержит рабочую пару плунжер 1 - цилиндр 2 с установленными в них соответственно нагнетательным 3 и всасывающим 4 клапанами. На приме насоса установлен перфорированный цилиндр 5 фильтра с внутренней трубой 6. На концевых участках перфорированного цилиндра 5 установлены пружинные центраторы 7. К перфорированному цилиндру 5 фильтра присоединена цилиндрическая емкость 8. Полость 9 цилиндрической емкости 8 сверху изолирована от полости 10 перфорированного цилиндра 5 крышкой 11, а снизу закрыта днищем 12 с отверстием 13, перекрываемым клапаном 14, и гидравлически сообщается с затрубным пространством скважины 15 посредством отверстий 16, выполненных в ее верхней части. Нижний конец цилиндрической емкости 8 оборудован приемником шлама, сопряженным с меньшим основанием 17 усеченного конуса 18, а большее основание 19 конуса 18 соответствует диаметру погружных центраторов 7, расположенных в обсадной колонне 20.

Скважинный штанговый насос работает следующим образом. В процессе спуска насоса в скважину большее основание 19 конуса 18 выполняет функцию скребка, очищая внутреннюю поверхность эксплуатационной колонны от смолопарафиновых отложений. При этом последние попадают через отверстие 13 в днище 12 в полость 9 цилиндрической емкости 8, вытесняя находящуюся в ней жидкость через отверстия 16 в затрубное пространство скважины. Тем самым исключается возможность попадания смолопарафиновых отложений на прием насоса. По окончании спуска насоса отверстие 13 в днище 12 перекрывается клапаном 14. Объем полости 9 цилиндрической емкости 9 выбирается исходя из того, чтобы очистка ее от накапливающихся смолопарафиновых отложений производилась при очередном подземном ремонте скважины.

После установки насоса в наклонной скважине пружинные центраторы 7 не позволяют перфорированному цилиндру 5 фильтра вплотную соприкасаться с эксплуатационной колонной 20, тем самым предохраняя перекрытие отверстий 21 цилиндра 5 фильтра стенкой эксплуатационной колонны. При ходе плунжера 1 вверх происходит такт всасывания, жидкость поступает через фильтр на прием насоса. Затем происходит такт нагнетания и цикл продолжается.

Положительный эффект при эксплуатации предлагаемого скважинного штангового насоса достигается за счет повышения его надежности и эффективности работы путем предотвращения попадания смолопарафиновых отложений на прием и перекрытия отверстий фильтра стенкой эксплуатационной колонны.

Скважинный штанговый насос предназначен для использования при откачке жидкостей из скважин, содержащих механические примеси при наличии смолопарафиновых отложений. Фильтр насоса снабжен пружинными центраторами, установленными на концевых участках перфорированного цилиндра, а полость цилиндрической емкости гидравлически сообщена с затрубным пространством посредством отверстий, выполненных в ее верхней части, на нижнем торце цилиндрической емкости размещен приемник шлама, выполненный в виде усеченного конуса, причем большее основание конуса соответствует диаметру пружинных центраторов, а меньшее основание сопряжено с цилиндрической емкостью. Существенно повышается надежность и эффективность работы путем предотвращения попадания смолопарафиновых отложений натприем и перекрытия отверстий фильтра стенкой эксплуатационной колонны. 1 ил.

Скважинный штанговый насос, содержащий рабочую пару плунжер - цилиндр с установленными в них соответственно нагнетательным и всасывающим клапанами и связанный с приемом насоса фильтр, выполненный в виде перфорированного цилиндра с установленной под ним цилиндрической емкостью, отличающийся тем, что фильтр снабжен пружинными центраторами, установленными на концевых участках перфорированного цилиндра, а полость цилиндрической емкости гидравлически сообщена с затрубным пространством посредством отверстий, выполненных в ее верхней части, на нижнем торце цилиндрической емкости размещен приемник шлама, выполненный в виде усеченного конуса, причем большее основание конуса соответствует диаметру пружинных центраторов, а меньшее основание сопряжено с цилиндрической емкостью.