ПЛУНЖЕРНЫЙ ЛИФТ Российский патент 2008 года по МПК E21B43/00 

Изобретение относится к области нефтегазодобычи, в частности к устройствам для эксплуатации нефтяных и газовых скважин с периодической подачей рабочего агента.

Известен плунжерный лифт с подачей рабочего агента, содержащий колонну подъемных труб, амортизаторы и регулирующее оборудование (Иоаким Г. "Добыча нефти и газа", М.: Недра, 1966 г., с.193).

Недостатком известного плунжерного лифта является низкая надежность его работы из-за поломок амортизаторов.

Известны также патенты США №№6209637, 6467541, 6719060, в которых описаны конструкции плунжерного лифта, содержащего лифтовую колонну, внутри которой размещены плунжер, состоящий из трубчатого корпуса и клапана в виде шара, нижний и верхний амортизаторы, при этом шток верхнего амортизатора снабжен пластиной и своей верхней частью соединен с пружиной.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является плунжерный лифт, содержащий лифтовую колонну, внутри которой размещены нижний и верхний амортизаторы, плунжер, при этом верхний амортизатор ударного типа снабжен двумя переводниками - верхним и нижним, где верхний имеет размещенные на его боковой поверхности центрирующие пластины и соединен своей верхней частью с установочным штоком, а нижний, также снабженный размещенными на его боковой поверхности центрирующими пластинами, выступающими над нижним торцом переводника, имеет осевой канал, в котором размещен аксиально подвижный стержень, связанный верхним концом с расположенной в корпусе втулкой, на которую опирается пружина (А.с. СССР №182634, опубл. 25.06.1965 г.).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, относится то, что в известных плунжерных лифтах, в их верхних амортизаторах, шток выполнен подвижным и соединен с пружиной для амортизации ударов плунжера. Из-за наличия пружины и подвижности шток может находиться с некоторым смещением относительно оси, и при ударе плунжера отклоняется от оси, а клапан (шар) плунжера оказывается зажатым в проходном канале элемента арматуры фонтанной елки между корпусом этого элемента и штоком.

В результате плунжерный лифт перестает работать и поднимать жидкость из скважины. Кроме того, пластины, о которые ударяется трубчатый корпус плунжера от часто повторяющихся ударов, быстро выходят из строя и приходиться менять весь узел, воспринимающий удары плунжера.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение надежности и долговечности работы плунжерного лифта.

Для достижения указанного технического результата в плунжерном лифте, содержащем лифтовую колонну, внутри которой размещены плунжер, нижний амортизатор и верхний амортизатор с консольно закрепленным штоком, на котором установлена пластина, крестовина, согласно изобретению, верхняя часть штока выполнена с приливом-утолщением, пластина установлена в средней части штока и выполнена с упорными выступами, расположенными ниже отверстий боковых отводов крестовины или тройника, а над пластиной размещен стопорный вкладыш.

Кроме того, наружный диаметр нижней части штока меньше диаметра средней его части.

Кроме того, верхний торец прилива-утолщения расположен перпендикулярно оси штока.

Кроме того, над приливом-утолщением на штоке имеются канавки для размещения уплотнительных элементов.

Кроме того, стопорный вкладыш выполнен с отверстием.

Кроме того, между торцевыми поверхностями пластины и стопорного вкладыша имеется зазор.

Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.

Выполнение штока с приливом-утолщением в верхней части способствует установке его строго по вертикальной оси, препятствуя смещению штока при работе лифта. Наличие уплотнительных элементов повышает герметичность в месте закрепления штока в буферном фланце фонтанной арматуры скважины, что позволяет, при необходимости, быстро проводить его замену.

Размещение пластины в средней части штока ограничивает перемещение корпуса плунжера по штоку, исключая, таким образом, подъем плунжера до боковых отводов крестовины или тройника.

Стопорный вкладыш удерживает пластину на штоке.

Все это в целом позволяет повысить надежность и долговечность плунжерного лифта при его работе.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид плунжерного лифта; на фиг.2 - верхний амортизатор, общий вид; на фиг.3 - то же, вид сбоку; на фиг.4 - пластина ограничителя хода плунжера, общий вид; на фиг.5 - то же, вид сбоку; на фиг.6, 7 - положение элементов плунжерного лифта во время его работы.

Плунжерный лифт (фиг.1) содержит лифтовую колонну 1, внутри которой размещены нижний амортизатор 2, верхний амортизатор с консольно закрепленным штоком 3, крестовину 4 или тройник (фиг.6, 7), плунжер, представляющий собой трубчатый корпус 5 с клапаном в виде шара 6. Наружный диаметр средней части 7 штока 3 больше диаметра нижней его части 8 (фиг.2, 3). Верхняя часть штока выполнена с приливом-утолщением 9, верхний торец которого расположен перпендикулярно оси штока.

Выше прилива-утолщения 9 на штоке имеются канавки 10 для размещения уплотнительных элементов 11, над канавками 10 на штоке 3 выполнена резьба, на которую накручена стопорная гайка 12. Верхним концом шток 3 крепится в буферном фланце 13 фонтанной арматуры скважины. В средней части штока 3 выполнено сквозное отверстие в виде паза, в который вставлена пластина 14 ограничителя хода плунжера (фиг.4, 5), над которой размещен стопорный вкладыш 15 с отверстием 16 для стопорного соединения. Между торцевыми поверхностями пластины 14 и стопорного вкладыша 15 имеется зазор. Пластина 14 имеет два упорных выступа 17, расположенных ниже отверстий боковых отводов крестовины 4 или тройника, которые позволяют уменьшить площадь отверстия, перекрываемую верхним амортизатором в момент касания трубчатого корпуса 5 плунжера о пластину 14.

Наличие зазора между торцевыми поверхностями пластины 14 и стопорного вкладыша 15 позволяет перемещаться пластине 14 вдоль штока 3 и обеспечивает равномерное распределение нагрузки на два выступа 17 о пластину 14 в момент касания о нее трубчатого корпуса 5.

Плунжерный лифт работает следующим образом.

Во время накопления рабочего агента корпус 5 плунжера находится над нижним амортизатором 2. После подачи рабочего агента давление в затрубном пространстве растет и при его максимальном значении начинается процесс подъема плунжера и рабочего агента.

Когда корпус 5 плунжера подходит к верхнему амортизатору, он свободно проходит через шток 3, а клапан 6, выполненный в виде шара, останавливается, затем падает, а корпус 5 по инерции подходит к пластинам 14. Корпус 5 плунжера не может зависнуть у верхнего амортизатора, т.к. пластина 14 перекрывает лишь незначительную часть его верхнего отверстия, и под действием веса он падает вслед за шаром.

Исключение из конструкции верхнего амортизатора пружины, выполнение штока с приливом-утолщением, препятствует его смещению при работе лифта, исключая таким образом возможность застревания клапана (шара) плунжера между корпусом крестовины и штока, что положительно влияет на работоспособность и долговечность плунжерного лифта.

За счет равномерного распределения нагрузки на два упорных выступа 17 в момент касания о пластину трубчатого корпуса 5 плунжера и возможность перемещения пластины вдоль штока уменьшается сила удара о пластину 14, таким образом увеличивается срок ее службы.

Использование предлагаемого технического решения позволяет увеличить срок службы плунжерного лифта.

Изобретение относится к области нефтегазодобычи, в частности к устройствам для эксплуатации нефтяных и газовых скважин с периодической подачей рабочего агента. Обеспечивает повышение надежности и долговечности плунжерного лифта. Сущность изобретения: плунжерный лифт состоит из крестовины или тройника, лифтовой колонны, внутри которой размещены плунжер, нижний и верхний амортизаторы. Верхний амортизатор содержит консольно закрепленный шток, наружный диаметр средней части которого больше диаметра нижней его части. Верхняя часть штока выполнена с приливом-утолщением, верхний торец которого расположен перпендикулярно оси штока. Над приливом-утолщением, на предусмотренных на штоке канавках, размещены уплотнительные элементы. В средней части штока установлена пластина ограничителя хода плунжера, выполненная с упорными выступами, расположенными ниже отверстий боковых отводов крестовины. Над пластиной размещен стопорный вкладыш с отверстием для стопорного соединения. Между торцевыми поверхностями пластины и стопорного вкладыша имеется зазор. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Плунжерный лифт, содержащий лифтовую колонну, внутри которой размещены плунжер, нижний амортизатор и верхний амортизатор с консольно закрепленным штоком, на котором установлена пластина, крестовина, отличающийся тем, что верхняя часть штока выполнена с приливом-утолщением, над которым размещены уплотнительные элементы, пластина установлена в средней части штока и выполнена с упорными выступами, расположенными ниже отверстий боковых отводов крестовины, а над пластиной размещен стопорный вкладыш.2. Лифт по п.1, отличающийся тем, что наружный диаметр средней части штока больше диаметра нижней его части.3. Лифт по п.1, отличающийся тем, что верхний торец прилива-утолщения расположен перпендикулярно оси штока.4. Лифт по п.1, отличающийся тем, что над приливом-утолщением на штоке имеются канавки для размещения уплотнительных элементов.5. Лифт по п.1, отличающийся тем, что стопорный вкладыш выполнен с отверстием.6. Лифт по п.1, отличающийся тем, что между торцевыми поверхностями пластины и стопорного вкладыша имеется зазор.