СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС Российский патент 2007 года по МПК F04B47/00 

Изобретение относится к скважинным штанговым насосам, предназначенным для откачки из нефтяных скважин жидкости высокой обводненности, минерализации, вязкости - условиях, вызывающих интенсивную коррозию нефтепромыслового оборудования, а также при наличии условий, вызывающих соле- и парафиноотложения подземного нефтепромыслового оборудования.

Известен штанговый насос для откачивания высоковязкой жидкости из скважин (Нефтепромысловое оборудование. Справочник / Под ред. Е.И. Бухаленко. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1990. - 559 с.; ил.).

При ходе плунжера вниз в зоне цилиндров, заключенной между плунжерами, создается разряжение, за счет чего открывается нижний клапан блока клапанного устройства и в упомянутую зону поступает пластовая жидкость. Закрытый при этом верхний клапан блока клапанного устройства воспринимает давление столба жидкости и создает дополнительную направленную вниз нагрузку, способствующую преодолению гидравлических сопротивлений в насосе и усилий трения колонны штанг об откачиваемую высоковязкую жидкость. Последнее весьма существенно, так как исключает зависание штанг из-за чрезмерных усилий трения.

Недостатком известного устройства является невозможность применения устройства для откачивания из скважин жидкости с высокой обводненностью, высокой минерализацией, наличием значительного количества абразивных веществ как на забое скважин, так и вымываемых из пласта - факторами, способствующими коррозионному износу нефтепромыслового оборудования, включающего насосно-компрессорные трубы (НКТ), насосные штанги и скважинный насос, вследствие протекания электрохимических процессов, вызывающих его коррозию.

Наиболее близким по технической сущности и назначению к предлагаемому изобретению является штанговый скважинный насос по откачиванию высоко минерализованной жидкости и при наличии значительных механических включений (Авторское свидетельство СССР №1035282).

Насос состоит из образующих рабочую пару плунжера и цилиндра с установленными в них соответственно нагнетательным и всасывающим клапанами. На приеме насоса установлен фильтр. Связь фильтра с приемом насоса осуществлена при помощи гибкого шланга. Под действием веса груза фильтр находится на нижней образующей обсадной колонны. После установки насоса в наклонной скважине под действием веса груза фильтр благодаря наличию гибкого шланга занимает крайнее положение. При ходе плунжера вверх происходит такт всасывания, поступает жидкость из зоны нижней образующей обсадной колонны, где находится наименьшее количество газа, выделившегося из жидкости, затем происходит такт нагнетания, и цикл повторяется.

Недостатком насоса является недостаточная эффективность работы насоса в осложненных геолого-технических условиях при наличии условий, вызывающих образование и отложение солей и парафиногидратов в рабочей зоне насоса.

Целью изобретения является повышение эффективности работы скважинного штангового насоса в осложненных геолого-технических условиях, то есть снижение отрицательного воздействия коррозии, отложения солей и парафина,

Указанная цель достигается тем, что скважинный штанговый насос, содержащий всасывающий клапан, цилиндр насоса, штанги, нагнетательный клапан, захватный шток и плунжер, дополнительно снабжен протектором, обеспечивающим электрохимическую защиту внутренней поверхности подземной части нефтепромыслового оборудования и состоящим из корпуса, электрода, изготавливаемого, например, из магниевого сплава, причем электрод снабжен нижним и верхним перфорированными центрирующими изоляторами, при этом протектор установлен между всасывающим клапаном насоса и фильтром.

Предлагаемая конструкция исключает отрицательное влияние коррозионной среды на конструкцию насоса, а также накопление солей и парафиногидратных отложений в проточной части насоса.

На чертеже схематично изображен скважинный штанговый тандем-насос.

Скважинный штанговый насос 1 содержит протектор 2, фильтр 3, штанги 4, нагнетательный клапан 5, плунжер 6, захватный шток 7, цилиндр насоса 8, всасывающий клапан 9, корпус 10 протектора 2, электрод 11, изготавливаемый из магниевого сплава, перфорированные центрирующие изоляторы - нижнего 12 и верхнего 13 - присоединительных патрубков 14 и соединительных муфт 15.

Скважинный штанговый тандем-насос работает следующим образом.

После установки насоса 1 с протекторным устройством 2 в скважине и наличии потока лифтируемой жидкости, содержащего высокоминерализованную воду, под действием электрического поля, созданного с помощью химического источника тока Fe - Mg, в минерализованной воде, эмульгированной в нефти, вследствие вторичных электрохимических реакций на поверхности центрального электрода 11 и корпуса 10 будут образовываться газовые пузырьки, препятствуя образованию на стенках корпуса насоса и труб парафиногидратных отложений и способствуя их отрыву, одновременно, снижая вязкостное трение лифтируемого потока и создавая газожидкостную среду плотностью, меньшей плотности жидкости в затрубном пространстве. За счет изменения геометрических размеров электрода (диаметра и длины) осуществляется регулирование эффективности процессов очистки и предупреждения отложений на поверхностях насоса и труб.

Устройство предназначено для откачки из нефтяных скважин жидкости высокой обводненности, минерализации, вязкости в условиях, вызывающих интенсивную коррозию нефтепромыслового оборудования, а также при наличии условий, вызывающих соле- и парафиноотложения подземного нефтепромыслового оборудования. Скважинный штанговый насос дополнительно содержит протектор, обеспечивающий электрохимическую защиту внутренней поверхности подземной части нефтепромыслового оборудования и расположенный между всасывающим клапаном насоса и фильтром и состоящий из корпуса электрод, изготавливаемый, например, из магниевого сплава, перфорированных центрирующих изоляторов - нижнего и верхнего, присоединительных патрубков и соединительных муфт. Повышается эффективность работы насоса в осложненных геолого-технических условиях. 1 ил.

Скважинный штанговый насос, содержащий всасывающий клапан, цилиндр насоса, штанги, нагнетательный клапан, захватный шток и плунжер, отличающийся тем, что скважинный штанговый насос снабжен протектором, обеспечивающим электрохимическую защиту внутренней поверхности подземной части нефтепромыслового оборудования, состоящим из корпуса, электрода, изготавливаемого, например, из магниевого сплава, причем электрод снабжен нижним и верхним перфорированными центрирующими изоляторами, при этом протектор установлен между всасывающим клапаном насоса и фильтром.