СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС Российский патент 2008 года по МПК F04B47/00 

Изобретение относится к конструкции скважинных штанговых насосов, предназначенных для добычи жидких веществ из скважин.

Известен скважинный штанговый насос (книга С.А.Султанова и др. Нефть - чудо природы. г.Казань: Татарское книжное из-во, 1987 г., стр.99, рис.15), содержащий цилиндр, плунжер с нагнетательным клапаном и всасывающий клапан, состоящий из седла с шаром. В указанном насосе его производительность обеспечивается только количеством жидкого вещества (в дальнейшем - жидкость) поднимаемым плунжером.

Целью изобретения является повышение производительности скважинного штангового насоса путем подачи в полость над всасывающим клапаном дополнительного количества пластовой жидкости при каждом ходе плунжера с помощью устройства подачи пластовой жидкости.

Указанная цель достигается тем, что скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр, плунжер с нагнетательным клапаном и всасывающий клапан, состоящий из седла с шаром, снабжен устройством подачи пластовой жидкости, выполненного в виде открытого с одного конца двухступенчатого цилиндра с наружной резьбой на открытом конце и с соосной цилиндрической гладкой выборкой на дне, куда установлен с возможностью осевого перемещения полый шток подпружиненного пружиной сжатия поршенька, имеющего на свободном торце соосно установленный и жестко закрепленный полый толкатель с двумя сквозными радиальными отверстиями на свободном конце, сообщающимися с полостью толкателя, причем с торца поршенька, где находится полый шток, выполнен наклонный канал, сообщающийся с полостью полого толкателя, а с другого торца поршенька выполнен аналогичный канал, сообщающийся с полостью полого штока, причем под выступающей вниз торцевой поверхностью плунжера с нижнего торца седла всасывающего клапана выполнена глухая резьбовая выборка с соосной гладкой цилиндрической выборкой на верхней части, куда установлен с возможностью осевого перемещения полый толкатель поршенька, а в резьбовую выборку седла всасывающего клапана герметично завернут резьбовой частью двухступенчатый цилиндр устройства для подачи пластовой жидкости.

На фиг.1 схематично изображен скважинный штанговый насос с устройством подачи пластовой жидкости; на фиг.2 изображен цилиндр устройства подачи пластовой жидкости; на фиг.3 - вид I фиг.1; на фиг.4 - поршенек с полыми толкателем и штоком в разрезе.

Скважинный штанговый насос содержит цилиндр 1 (фиг.1), плунжер 2 с нагнетательным клапаном 3 и всасывающий клапан 4, состоящий из седла 5 (фиг.3) с шаром 6. Седло 5 удерживается в цилиндре 1 седлодержателем 7 с помощью резьбового соединения 8. Всасывающий клапан 4 снабжен устройством подачи пластовой жидкости 9. Оно выполнено в виде открытого с одного конца двухступенчатого цилиндра 10 (фиг.2) с наружной резьбой 11 на открытом конце и с соосной цилиндрической гладкой выборкой 12 на дне 13. Там установлен с возможностью осевого перемещения полый шток 14 (фиг.3 и 4) подпружиненного пружиной сжатия 15 поршенька 16. Он расположен внутри цилиндра 1, а на свободном верхнем его торце 17 соосно установлен и жестко закреплен полый толкатель 18 с двумя сквозными радиальными отверстиями 19 на свободном его конце. Полости отверстий 19 сообщаются с полостью толкателя 18. С торца 20 поршенька, где находится полый шток 14, выполнен наклонный канал 21, сообщающийся с полостью полого толкателя 18, а с другого торца 17 поршенька выполнен аналогичный канал 22, сообщающийся с полостью полого штока 14. Под выступающей вниз торцевой поверхностью 23 плунжера 2 с нижнего торца 24 седла 5 всасывающего клапана 4 выполнена резьбовая выборка 25 с соосной гладкой цилиндрической выборкой 26 на верхней части. В эту выборку 26 установлен с возможностью осевого перемещения полый толкатель 18 поршенька 16, а в резьбовую выборку 25 седла 5 всасывающего клапана 4 герметично завернут резьбовой частью 11 двухступенчатый цилиндр 10. Длина L поршенька 16 выбрана в несколько раз короче длины S цилиндра 1, а длина k полого штока 14 - так, чтобы при верхнем крайнем положении поршенька нижний конец штока выступал за наружный торец цилиндра 1. Длина h полого толкателя 18 выбрана так, что при нижнем крайнем положении поршенька его верхняя часть с отверстиями 19 выступает за верхний торец седла 5, и так, чтобы при движении плунжера 2 вниз его торцевая поверхность 23 взаимодействовала со свободным торцом 27 толкателя.

Работает скважинный штанговый насос следующим образом.

При движении плунжера 2 вверх нагнетательный клапан 3 закрыт и он поднимает столб жидкости вверх. При этом всасывающий клапан 4 открывается и пластовая жидкость поступает с забоя скважины в подплунжерную полость, а поршенек 16 вместе с полыми толкателем 18 и штоком 14 поднимается вверх под действием пружины сжатия 15. При этом пластовая жидкость с подплунжерной полости через отверстия 19, полость А толкателя 18 и канал 21 поршенька поступает в полость Б цилиндра 10. С полости В цилиндра 10 жидкость выдавливается поршеньком по каналу 22 и полость Г штока 14 в полость под всасывающий клапан 4. При движении плунжера 2 вниз нагнетательный клапан 3 открывается, а всасывающий 4 закрывается, торцевая поверхность 23 плунжера соприкасается с торцом 27 полого толкателя 18 и перемещает последнего вниз вместе с поршеньком 16. При этом жидкость выдавливается поршеньком 16 с полсти Б цилиндра 10 по каналу 21, полость А толкателя 18 и отверстия 19 в полость над всасывающим клапаном 4, а пружина 15 сжимается. Жидкость в полость В цилиндра 10 поступает с полости под всасывающим клапаном 4 по полости Г штока 14 и каналу 22 поршенька. При достижении плунжером нижнего крайнего положения поршенек 16 также принимает свое нижнее крайнее положение. Затем плунжер начинает подниматься вверх и работа скважинного штангового насоса происходит аналогично вышеописанному.

Благодаря снабжению сважинного штангового насоса устройством подачи пластовой жидкости за каждый цикл хода плунжера со скважины добывается дополнительное количество пластовой жидкости, что значительно повышает производительность насоса.

Насос предназначен для использования при добыче жидких веществ из скважин. Насос содержит цилиндр, плунжер с нагнетательным клапаном и всасывающий клапан, состоящий из седла с шаром. Всасывающий клапан снабжен устройством подачи пластовой жидкости. Оно выполнено в виде открытого с одного конца двухступенчатого цилиндра с наружной резьбой на открытом конце и с соосной цилиндрической гладкой выборкой на дне. На эту выборку установлен с возможностью осевого перемещения полый шток подпружиненного пружиной сжатия поршенька. Он имеет на свободном торце соосно установленный и жестко закрепленный полый толкатель с двумя сквозными радиальными отверстиями на свободном конце, сообщающимися с полостью толкателя. С торца поршенька, где находится полый шток, выполнен наклонный канал, сообщающийся с полостью полого толкателя. С другого торца поршенька выполнен аналогичный канал, сообщающийся с полостью полого штока. Под выступающей вниз торцевой поверхностью плунжера с нижнего торца седла всасывающего клапана выполнена глухая резьбовая выборка с соосной гладкой цилиндрической выборкой на верхней части, в которую установлен с возможностью осевого перемещения полый толкатель поршенька. В резьбовую выборку седла всасывающего клапана герметично завернут резьбовой частью двухступенчатый цилиндр. Повышается производительность. 4 ил.

Скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр, плунжер с нагнетательным клапаном и всасывающий клапан, состоящий из седла с шаром, отличающийся тем, что всасывающий клапан снабжен устройством подачи пластовой жидкости, выполненным в виде открытого с одного конца двухступенчатого цилиндра с наружной резьбой на открытом конце и с соосной цилиндрической гладкой выборкой на дне, куда установлен с возможностью осевого перемещения полый шток подпружиненного пружиной сжатия поршенька, имеющего на свободном торце, соосно установленный и жестко закрепленный полый толкатель с двумя сквозными радиальными отверстиями на свободном конце, сообщающимися с полостью толкателя, причем с торца поршенька, где находится полый шток, выполнен наклонный канал, сообщающийся с полостью полого толкателя, а с другого торца поршенька выполнен аналогичный канал, сообщающийся с полостью полого штока, причем под выступающей вниз торцевой поверхностью плунжера с нижнего торца седла всасывающего клапана выполнена глухая резьбовая выборка с соосной гладкой цилиндрической выборкой на верхней части, куда установлен с возможностью осевого перемещения полый толкатель поршенька, а в резьбовую выборку седла всасывающего клапана герметично завернут резьбовой частью двухступенчатый цилиндр.