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

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для освоения и эксплуатации нефтяных, газовых, водозаборных и нагнетательных скважин.

Известен скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр с полым дифференциальным плунжером, меньшая ступень которого образует с цилиндром кольцевую полость, сообщаемую с затрубным пространством, и снабжена всасывающим клапаном, а также нагнетательный клапан (см. авт.св. N 77886, F 04 В 47/02, 1948).

Недостаток насоса состоит в его ненадежности и большой металлоемкости колонны штанг с использованием "тяжелого низа" из-за их продольного изгиба при ходе дифференциального плунжера вниз.

Более близок к предлагаемому "Скважинный штанговый насос" (см. авт. св. N 832118, F 04 В 47/02, от 05.07.1979), содержащий цилиндр и полый дифференциальный плунжер с нагнетательным клапаном, меньшая по сечению ступень которого образует с цилиндром кольцевую полость, снабжена всасывающим клапаном и сквозным радиальным каналом.

Этот насос создан только для откачки скважинных флюидов и для других операций, таких, например, как обработка призабойной зоны пласта, не предназначен.

Задачей изобретения является расширение функциональных свойств насоса путем придания ему свойств имплозионного воздействия на пласт.

Поставленная задача решается описываемым скважинным штанговым насосом, содержащим цилиндр и полый дифференциальный плунжер с нагнетательным клапаном, меньшая по сечению ступень которого образует с цилиндром кольцевую полость, снабжена всасывающим клапаном и сквозным радиальным каналом. Новым является то, что дифференциальный плунжер снабжен перегородкой, разделяющей большую и меньшую по сечениям полости, и сквозным каналом, сообщающим полость большей по сечению ступени с кольцевой полостью.

Исследования патентной и научно-технической литературы показали, что подобная совокупность существенных признаков является новой и ранее не использовалась, это, в свою очередь, позволяет сделать заключение о соответствии технического решения критериям "новизна" и "технический уровень".

На чертежах изображена схема предлагаемого насоса:
на фиг.1 - насос в режиме имплозионной обработки;
на фиг. 2 - насос в режиме откачки.

Скважинный штанговый насос содержит цилиндр 1 с расположенным в нем полым дифференциальным плунжером, меньшая по сечению ступень 2 которого образует с цилиндром кольцевую полость 3, снабжена всасывающим клапаном 4 и сквозным радиальным каналом 5. Большая по сечению ступень 6 снабжена нагнетательным клапаном 7. Плунжер снабжен перегородкой 8, разделяющей большую 6 и меньшую 2 по сечениям ступени. В этой перегородке выполнен сквозной канал 9, сообщающий полость большей по сечению ступени 6 с кольцевой полостью 3, причем расстояние от дна ступени 6 до канала 9 больше толщины дна цилиндра. В скважину насос опускают на колонне насосно-компрессорных труб 10. Для привода плунжера служит колонна штанг 11.

Технологические разъемы и уплотнения на чертеже не показаны.

Насос работает следующим образом.

Возможны два режима работы насоса: режим откачки и режим имплозионной обработки.

Режим откачки - сквозной радиальный канал 5 при возвратно-поступательном движении плунжера не выходит за пределы цилиндра 1, то есть он всегда находится в зоне кольцевой полости 3. В этом варианте насос работает обычным способом, то есть при ходе плунжера вниз (по черт.) происходит такт нагнетания - жидкость из кольцевой полости 3 через сквозной канал 9, нагнетательный клапан 7, внутреннюю полость большей по сечению ступени 6 плунжера поступает в колонну насосно-компрессорных труб 10, а далее на выход. При ходе плунжера вверх (по черт. ) происходит такт всасывания - жидкость из скважины через всасывающий клапан 4, внутреннюю полость меньшей по сечению ступени 2 плунжера и радиальный канал 5 поступает в кольцевую полость 3. При работе насоса указанные такты чередуются.

Режим имплозионной обработки - сквозной радиальный канал 5 при возвратно-поступательном движении плунжера выходит за пределы цилиндра 1, то есть он находится то в зоне кольцевой полости 3, то за пределами цилиндра 1. В этом варианте насос работает как устройство для имплозионного воздействия, то есть при ходе плунжера вниз (по черт.) происходит такт нагнетания - жидкость из кольцевой полости 3 через сквозной канал 9, нагнетательный клапан 7, внутреннюю полость большей по сечению ступени 6 плунжера поступает в колонну насосно-компрессорных труб 10, а далее на выход. При ходе плунжера вверх (по черт. ) в кольцевой полости 3 образуется вакуум и при вхождении сквозного радиального канала 5 через дно цилиндра 1 в кольцевую полость 3 происходит резкое засасывание жидкости через всасывающий клапан 4, то есть возникает импульс разрежения, который при многократном повторении обрабатывает ствол скважины и призабойную зону.

Применение насоса позволит проводить качественное имплозионное воздействие на скважину и откачивать скважинную жидкость, не меняя оборудование, а лишь только изменяя точку подвеса колонны штанг.

Насос предназначен для освоения и эксплуатации нефтяных, газовых, водозаборных и нагнетательных скважин. Содержит цилиндр и полый дифференциальный плунжер с нагнетательным клапаном, меньшая по сечению ступень которого образует с цилиндром кольцевую полость, снабжена всасывающим клапаном и сквозным радиальным каналом. Дифференциальный плунжер снабжен перегородкой, разделяющей большую и меньшую по сечениям полости, и сквозным каналом, сообщающим полость большей по сечению ступени с кольцевой полостью. Применение насоса позволяет проводить качественное имплозионное воздействие на скважину и откачивать скважинную жидкость, не меняя оборудование, а лишь только изменяя точку подвеса колонны штанг. 2 ил.

Скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр и полый дифференциальный плунжер с нагнетательным клапаном, меньшая по сечению ступень которого образует с цилиндром кольцевую полость, снабжена всасывающим клапаном и сквозным радиальным каналом, отличающийся тем, что дифференциальный плунжер снабжен перегородкой, разделяющей большую и меньшую по сечениям полости, и сквозным каналом, сообщающим полость большей по сечению ступени с кольцевой полостью.