ГЛУБИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС Российский патент 2003 года по МПК F04B47/00 

Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к глубинным штанговым насосам, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности.

Известен глубинный штанговый насос (а.с. 539160, МПК F 04 В 47/00, оп. 15.12.76) со смазкой зазора между плунжером и цилиндром добываемой жидкостью через наклонные каналы в плунжере.

Недостатком известного насоса является подача добываемой жидкости, содержащей механические примеси, в зазор между плунжером и цилиндром.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков является скважинный дозатор реагента (а.с. 1320509, МПК F 04 В 47/02, oп. 30.06.87). Известное устройство содержит скважинный насос, включающий цилиндр с плунжером и всасывающим и нагнетательным клапанами. Насос связан через промежуточную камеру с заполненным реагентом контейнером, закрытым крышкой, в которой выполнен канал для прохода реагента из контейнера в промежуточную камеру. Канал снабжен эжектором и связан с калиброванным трубопроводом, а всасывающий клапан снабжен подпружиненным штоком-толкателем. Во время работы насоса реагент из контейнера поступает в промежуточную камеру, где смешивается со скважинной жидкостью, а затем на - всас насоса.

Однако известное устройство также не предохраняет от износа пару плунжер - цилиндр при попадании в зазор между ними механических частиц и не предотвращает утечек скважинной жидкости, что снижает долговечность и надежность работы насоса. Кроме того, при эксплуатации малодебитных скважин работа такого насоса может быть неэффективна из-за недостаточной скорости струи в эжекторе.

Таким образом, возникла проблема повышения надежности и долговечности работы глубинного штангового насоса.

Технический результат - предотвращение износа пары плунжер - цилиндр и утечек скважинной жидкости путем уплотнения зазора между ними специальной технологической жидкостью.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном глубинном штанговом насосе, включающем цилиндр с плунжером и всасывающим и нагнетательным клапанами, в нижней части которого размещен контейнер с технологической жидкостью, снабженный обратным клапаном и крышкой с каналом для прохода вышеупомянутой технологической жидкости, отверстия для входа скважинной жидкости, согласно изобретению в цилиндре выполнены по меньшей мере два отверстия, одно из которых закрыто упругой диафрагмой с ограничителем, охватывающей нижнюю часть цилиндра, а второе сообщено с кольцеобразной полостью, образованной цилиндром и кожухом, в котором размещен насос, при этом канал для прохода технологической жидкости сообщен с вышеупомянутой кольцеобразной полостью и снабжен обратным клапаном.

Целесообразно отверстия для входа скважинной жидкости в полость цилиндра выполнить в крышке контейнера.

Крышка контейнера может быть выполнена в виде переводника.

Наличие отверстий в цилиндре насоса, одно из которых закрыто упругой диафрагмой с ограничителем, а второе сообщено с кольцеобразной полостью, образованной цилиндром и кожухом, позволяет во время работы насоса уплотнить зазор между плунжером и цилиндром специальной технологической жидкостью (вязкопластичной смазкой), тем самым предотвратить износ пары плунжер - цилиндр и сократить утечки скважинной жидкости.

На прилагаемом чертеже показан предлагаемый глубинный штанговый насос, продольный разрез.

Насос состоит из цилиндра 1 с плунжером 2 и всасывающим 3 и нагнетательным 4 клапанами. Цилиндр 1 с плунжером 2 размещены в кожухе 5, образующем с цилиндром кольцеобразную полость 6. В цилиндре 1 выполнены отверстия 7 и 8. Нижнее отверстие 7 закрыто упругой диафрагмой 9 с ограничителем 10, размещенной в кольцеобразной полости 6 и охватывающей нижнюю часть цилиндра 1. Нижнее отверстие 7 сообщает подплунжерную полость с полостью диафрагмы 9. Верхнее отверстие 8 сообщает кольцеобразную полость 6 с зазором между цилиндром 1 и плунжером 2. Снизу к кожуху 5 насоса прикреплен контейнер 11 с технологической жидкостью 12 (в данном случае вязкопластичная смазка). Контейнер 11 снабжен обратным клапаном 13 и крышкой 14, выполненной в виде переводника. В крышке 14 выполнен канал 15 для прохода вязкопластичной смазки в кольцеобразную полость 6. Канал 15 снабжен обратным клапаном 16. Отверстие 17 для входа скважинной жидкости выполнено в крышке 14.

Насос работает следующим образом.

При ходе вверх в полости под плунжером 2 создается разряжение, которое передается в полость под упругой диафрагмой 9. Из-за разряжения диафрагма 9 сокращается, при этом создается разряжение в кольцеобразной полости 6. Открывается клапан 16, и в кольцеобразную полость 6 поступает вязкопластичная смазка из контейнера 11. При ходе плунжера 2 вниз нагнетательный клапан 4 открывается и давление в полости под плунжером резко возрастает, при этом диафрагма 9 растягивается и вытесняет вязкопластичную смазку из кольцеобразной полости 6 через верхнее отверстие 8 в зазор между цилиндром 1 и плунжером 2. Ограничитель 10 диафрагмы 9 необходим для предотвращения смыкания поверхности диафрагмы с внутренней стенкой кожуха при ходе плунжера вниз и создания канала для поступления вязкопластичной смазки из контейнера 11 в полость над диафрагмой.

Затем цикл повторяется.

Изменяя размеры упругой диафрагмы 9, можно добиться определенного объема подачи вязкопластичной смазки. Необходимый размер контейнера определяется расчетным путем, исходя из среднего межремонтного периода работы насосов.

Предлагаемый насос, по сравнению с известным, обеспечивает подачу технологической жидкости (вязкопластичной смазки) в зазор между цилиндром и плунжером, что позволяет предотвратить износ пары плунжер - цилиндр и, как следствие, снизить вероятность заклинивания плунжера. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет снизить утечку скважинной жидкости через зазор.

Таким образом, предлагаемое изобретение дает возможность повысить надежность работы и тем самым увеличить срок службы глубинного штангового насоса.

Изобретение предназначено для использования в нефтедобыче при глубинно-насосной эксплуатации скважин. Насос включает цилиндр с плунжером, заключенные в кожухе, образующем с цилиндром кольцеобразную полость. Внутри полости размещена упругая диафрагма, закрывающая одно из двух отверстий, выполненных в цилиндре. Второе отверстие сообщено с кольцеобразной полостью. В нижней части насоса размещен контейнер с вязкопластичной жидкостью, сообщенный с кольцеобразной полостью. Позволяет предотвратить износ пары цилиндр - плунжер и снизить утечки скважинной жидкости. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Глубинный штанговый насос, включающий цилиндр с плунжером и всасывающим и нагнетательным клапанами, в нижней части которого размещен контейнер с технологической жидкостью, снабженный обратным клапаном и крышкой с каналом для прохода упомянутой технологической жидкости, отверстия для входа скважинной жидкости, отличающийся тем, что в цилиндре выполнены, по меньшей мере, два отверстия, одно из которых закрыто упругой диафрагмой с ограничителем, охватывающей нижнюю часть цилиндра, а второе сообщено с кольцеобразной полостью, образованной цилиндром и кожухом, в котором размещен насос, при этом канал для прохода технологической жидкости сообщен с упомянутой кольцеобразной полостью и снабжен обратным клапаном. 2. Глубинный штанговый насос по п. 1, отличающийся тем, что отверстия для входа скважинной жидкости выполнены в крышке контейнера. 3. Глубинный штанговый насос по п. 1, отличающийся тем, что крышка контейнера выполнена в виде переводника.