Установка штангового глубинного насоса для работы в осложненных условиях Российский патент 2023 года по МПК E21B43/00 F04B47/00 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для добычи нефти установкой штангового глубинного насоса, в частности в условиях, осложненных образованием отложений (соли, асфальтено-парафиновых отложений - АСПО) в насосе.

Наиболее благоприятные условия для образования отложений солей и АСПО в установке штангового глубинного насоса создаются в клапанных узлах. При работе насоса в клапанах резко изменяются термобарические условия, жидкость интенсивно перемешивается, в ряде случаев выделяется газ, что способствует кристаллообразованию при пресыщенности попутных вод солями, АСПО и коррозии. Отложение солей, АСПО и коррозия в клапанах приводит к снижению производительности из-за утечек, что в дальнейшем приводит к полному отсутствию подачи и необходимости проведения ремонта по замене глубинно-насосного оборудования.

После формирования отложений в клапанах их удаление промывкой различных реагентов и удалителей (патент RU № 2762640, МПК E21B 37/06, опубл. 21.12.2021 в бюл. №36) имеет низкую эффективность, связанную со смешиванием реагента, удаляющего накопившиеся во всасывающем клапане отложений, и скважинной жидкости по мере доставки до насоса, а также высокой стоимости из-за необходимости использования больших объемов реагента, привлечения промывочной техники.

Применение же глубинных дозаторов различной конструкции (патент RU № 49572, МПК E21B 43/00, опубл. 27.11.2005 в бюл. №33) с контейнерами из насосно-компрессорных труб (НКТ), имеет низкую эффективность из-за быстрого выноса реагента после запуска скважины в работу (срок работы не более 100 суток), высокого риска заклинивания разделителей (поплавков).

Наиболее близкой является скважинная штанговая насосная установка (патент SU № 1434883, МПК F04B 47/02, E21B 43/00, опубл. 10.08.2000 в бюл. №22), содержащая штанговый насос, связанный с колонной насосных труб, установленный в цилиндре насоса с всасывающим клапаном, полый плунжер с размещенным в нем нагнетательным клапаном, контейнер, герметичная полость корпуса которого заполнена реагентом, и механизм подачи реагента, гидравлически сообщенный с полостью цилиндра насоса, причем всасывающий клапан имеет седло и запорный элемент, при этом с целью повышения эффективности при эксплуатации путем автоматической подачи реагента для удаления накопившихся во всасывающем клапане отложений, полость цилиндра в зоне установки всасывающего клапана снабжена верхним и нижним кольцевыми упорами с расположенным между ними седлом всасывающего клапана, выполненным подпружиненным со стороны верхнего кольцевого упора и установленным с возможностью осевого перемещения, корпус контейнера установлен концентрично наружной поверхности цилиндра насоса, являющейся внутренней поверхностью контейнера, в которой непосредственно над нижним кольцевым упором и в верхней части выполнены соответственно сливное и наливное отверстия, механизм подачи реагента образован седлом всасывающего клапана цилиндра насоса и сливным отверстием контейнера, наливное отверстие которого сообщено с полостью насоса над плунжером и в колонне насосных труб. Описание реализации способа приведено в источнике Ибрагимов Л.Х., Мищенко И.Т., Челоянц Д.К. Интенсификация добычи нефти. - М.: Наука, 2000 с. 296-298.

Недостатками данной установки являются:

-сложность и низкая надежность конструкции, так как при образовании отложений солей и АСПО в клапанах и неплотного прилегания шариков к седлу будут происходить утечки добываемой жидкости и перепад, необходимый для срабатывания пружины, и перемещение всасывающего клапана не будет достигнуто;

-низкая эффективность, так как по мере поступления скважинной жидкости в кожух будет происходить ее перемешивание с реагентом, что снизит качество удаления солеотложения, АСПО и коррозии на комплекте погружного насосного оборудования;

-низкая работоспособность, связанная с малым количеством реагента в контейнере, которое максимум хватает на одну обработку.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы штангового глубинного насоса за счет исключения перемешивания скважинной жидкости с реагентом, равномерного поступления реагента в штанговый насос, а также обеспечения продолжительности подачи реагента. Дополнительным техническим результатом является упрощение конструкции, повышение надежности конструкции, увеличение межремонтного интервала насосного оборудования.

Технический результат достигается установкой штангового глубинного насоса для работы в осложненных условиях, состоящей из штангового насоса, колонны насосных штанг, колонны насосно-компрессорных труб – НКТ, контейнера из НКТ с заглушкой, при этом герметичная полость корпуса контейнера из НКТ заполнена реагентом, притом штанговый насос содержит цилиндр, плунжер, всасывающий и нагнетательный клапаны, штанговый насос приводится в действие приводом через колонну насосных штанг.

Новым является то, что на приеме штангового насоса установлен перфопатрубок, последовательно соединенный с патрубком, заглушенным в верхней части, и контейнером из НКТ с заглушкой, оснащенной перепускным клапаном, в нижней части контейнера из НКТ размещен разделитель из резиновой полусферической манжеты, при этом в цилиндре штангового насоса и патрубке выполнены боковые отверстия, соединенные между собой металлической трубкой, притом плунжер штангового насоса оснащен автосцепом, обеспечивающий соединение с колонной насосных штанг, причем боковое отверстие цилиндра расположено с возможностью его перекрытия плунжером при работе установки с исходным положением плунжера, а также с возможностью его открытия путем переподгонки положения плунжера вверх для поступления реагента в штанговый насос при образовании отложений на клапанах штангового насоса.

На фиг. 1 изображена схема работы установки штангового глубинного насоса для работы в осложненных условиях, на фиг. 2 изображена схема предлагаемой установки при очистке клапанов, где колонна НКТ – 1, цилиндр штангового насоса - 2 с всасывающим клапаном - 3, плунжер - 4 с нагнетательным клапаном - 5, колонна штанг - 6, контейнера из НКТ - 7 с заглушкой 8, перфопатрубок – 9, боковое отверстие (цилиндра 2) – 10, патрубок - 11, боковое отверстие (патрубка 11) - 12, металлическая трубка – 13, автосцепом – 14, перепускной клапан – 15, разделитель – 16.

Установка штангового глубинного насоса для работы в осложненных условиях содержит штанговый насос, колонны насосных штанг, колонны НКТ 1, контейнера из НКТ 7 с заглушкой 8. При этом герметичная полость корпуса контейнера из НКТ 7 заполнена реагентом. Притом штанговый насос содержит цилиндр 2, плунжер 4, всасывающий 3 и нагнетательный 5 клапаны, штанговый насос приводится в действие приводом через колонну насосных штанг 6.

На приеме штангового насоса установлен перфопатрубок 9, последовательно соединенный с патрубком 11, заглушенным в верхней части, и контейнером из НКТ 7 с заглушкой 8, оснащенной перепускным клапаном 15. Наличие патрубка 11 дополнительно увеличивает емкость контейнера из НКТ 7. Перепускной клапан 15 обеспечивает равномерное поступления реагента в штанговый насос при открытии бокового отверстия 10 в цилиндре 2, а также поступление скважинной жидкости в контейнер НКТ 7 по мере выхода реагента.

В нижней части контейнер из НКТ 7 размещен разделитель 16 из резиновой полусферической манжеты. Разделитель 16 исключает перемешивание скважинной жидкости и реагента в нижней части контейнера из НКТ 7.

При этом в цилиндре штангового насоса 2 и патрубке 11 выполнены боковые отверстия 10 и 12, соединенные между собой металлической трубкой 13.

Притом плунжер штангового насоса 4 оснащен автосцепом 14, обеспечивающий соединение с колонной штанг 6.

Установка штангового глубинного насоса для работы в осложненных условиях работает следующим образом.

При работе штангового глубинного насоса, приводимого в действие приводом через колонну насосных штанг 6, производится подъем продукции по колонне НКТ 1.

При движении плунжера 4 вверх всасывающий клапан 3 открывается, нагнетательный клапан 5 закрывается, происходит заполнение цилиндра 2 штангового насоса жидкостью, поступающей из скважины. При движении плунжера 4 вниз нагнетательный клапан 5 открыт, всасывающий клапан 3 закрыт, жидкость из цилиндра 2 поступает в плунжер 4 насоса.

Длина плунжера 4 подбирается таким образом, чтобы при работе установки отверстие 10 в цилиндре 2 насоса всегда было перекрыто плунжером 4, не допуская утечек через отверстие 10.

При образовании отложений солей и АСПО на клапанах насоса, приводящим к утечкам по клапанам, фиксируемым по форме динамограммы и снижению замеров жидкости, производится переподгонка плунжера 4 вверх для открытия бокового отверстия 10 в цилиндре 2 и поступления реагента в насос. Из-за наличия утечек в клапанах насоса происходит промывание клапанов реагентом и растворение отложений солей и АСПО. Затем производится возврат плунжера 4 в исходное положение, что позволяет использовать обработку несколько раз по мере образования отложений солей и АСПО, а так же обеспечение продолжительности подачи реагента, увеличение межремонтного интервала насосного оборудования. Количество труб контейнера из НКТ 7 может быть различным в зависимости от количества отложений солей и АСПО и конструкции скважины (2-10 штук).

Таким образом, предлагаемое изобретение повышает эффективность работы штангового глубинного насоса за счет исключения перемешивания скважинной жидкости с реагентом, равномерного поступления реагента в штанговый насос, а также обеспечения продолжительности подачи реагента. А также упрощает конструкцию, повышает надежность конструкции, увеличивает межремонтный интервал насосного оборудования.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для добычи нефти установкой штангового глубинного насоса, в частности в условиях, осложненных образованием отложений в насосе. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности работы штангового глубинного насоса за счет исключения перемешивания скважинной жидкости с реагентом, равномерного поступления реагента в штанговый насос, а также обеспечения продолжительности подачи реагента. Дополнительно упрощается конструкция, повышается надежность конструкции, увеличивается межремонтный интервал насосного оборудования. Установка штангового глубинного насоса для работы в осложненных условиях состоит из штангового насоса, колонны насосных штанг, колонны насосно-компрессорных труб – НКТ, контейнера из НКТ с заглушкой. Герметичная полость корпуса контейнера из НКТ заполнена реагентом. Штанговый насос содержит цилиндр, плунжер, всасывающий и нагнетательный клапаны. Штанговый насос приводится в действие приводом через колонну насосных штанг. На приеме штангового насоса установлен перфопатрубок, последовательно соединенный с патрубком, заглушенным в верхней части, и контейнером из НКТ с заглушкой, оснащенной перепускным клапаном. В нижней части контейнера из НКТ размещен разделитель из резиновой полусферической манжеты. В цилиндре штангового насоса и патрубке выполнены боковые отверстия, соединенные между собой металлической трубкой. Плунжер штангового насоса оснащен автосцепом, обеспечивающим соединение с колонной насосных штанг. Боковое отверстие цилиндра расположено с возможностью его перекрытия плунжером при работе установки с исходным положением плунжера, а также с возможностью его открытия путем переподгонки положения плунжера вверх для поступления реагента в штанговый насос при образовании отложений на клапанах штангового насоса. 2 ил.

Установка штангового глубинного насоса для работы в осложненных условиях, состоящая из штангового насоса, колонны насосных штанг, колонны насосно-компрессорных труб – НКТ, контейнера из НКТ с заглушкой, при этом герметичная полость корпуса контейнера из НКТ заполнена реагентом, притом штанговый насос содержит цилиндр, плунжер, всасывающий и нагнетательный клапаны, штанговый насос приводится в действие приводом через колонну насосных штанг, отличающаяся тем, что на приеме штангового насоса установлен перфопатрубок, последовательно соединенный с патрубком, заглушенным в верхней части, и контейнером из НКТ с заглушкой, оснащенной перепускным клапаном, в нижней части контейнера из НКТ размещен разделитель из резиновой полусферической манжеты, при этом в цилиндре штангового насоса и патрубке выполнены боковые отверстия, соединенные между собой металлической трубкой, притом плунжер штангового насоса оснащен автосцепом, обеспечивающим соединение с колонной насосных штанг, причем боковое отверстие цилиндра расположено с возможностью его перекрытия плунжером при работе установки с исходным положением плунжера, а также с возможностью его открытия путем переподгонки положения плунжера вверх для поступления реагента в штанговый насос при образовании отложений на клапанах штангового насоса.