Установка штангового глубинного насоса для эксплуатации в условиях, осложненных образованием отложений Российский патент 2023 года по МПК E21B43/00 E21B43/22 F04B47/04 

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

Наиболее благоприятные условия для образования отложений солей 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. Отложение солей 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.

Известно скважинное дозирующее устройство (патент RU №49572, МПК E21В 43/00, опубл. 27.11.2005 в бюл. №33), содержащее контейнер с реагентом, фильтр для предотвращения попадания мехпримесей, перепускное устройство, при этом устройство снабжено разделителем-поплавком, установленным с возможностью перемещения вдоль оси внутри контейнера при расходовании реагента, причем перепускное устройство размещено в нижней части контейнера, а в верхней – форсунка с отверстием.

Недостатками данного устройства являются:

- низкая эффективность из-за малого ресурса работы вследствие быстрого выноса реагента в первые 100 суток работы, неэффективного использования реагента, основная часть которого выносится до образования отложений;

- недостаточно высокая прочность и надежность конструкции, элементы оборудования подвержены воздействию внешних агрессивных факторов, направленных на разрушение конструкции, что ведет к быстрому выходу из строя известных устройств.

Известно устройство для подачи химического реагента в скважину (патент RU №2231628, МПК E21В 37/06, опубл. 27.06.2004 в бюл. №18), содержащее дозатор, гидравлически связанный с емкостью для химического реагента и линией нагнетания химического реагента в скважину, сообщенной со скважиной, выпускной клапан и привод дозатора, кинематически связанный с дозатором, дозатор выполнен в виде плунжерного насоса с камерами нагнетания и всасывания, при этом камера всасывания трубопроводом сообщена с емкостью для химического реагента, а камера нагнетания – с линией нагнетания химического реагента в скважину, привод дозатора выполнен в виде шарнирно закрепленного на стойке гидротолкателя с электрическим приводом и блоком управления, а кинематическая связь привода и дозатора осуществлена через систему двуплечий рычаг – подпружиненный упор, закрепленные на стойке, при этом шток гидротолкателя шарнирно связан с одним плечом рычага, конец второго плеча которого посредством закрепленного на нем ролика находится во взаимодействии с размещенным в стакане подпружиненным упором, а двуплечий рычаг размещен на стойке с возможностью поворота, при этом корпус плунжерного насоса и стакан, в котором размещен подпружиненный упор, жестко закреплены на стойке таким образом, что их продольные оси расположены на одной прямой, при этом линия нагнетания химического реагента в скважину выполнена в виде гибкой капиллярной бронированной трубки и закреплена на внешней поверхности насосно-компрессорных труб, а выпускной клапан размещен на указанной трубке в зоне приема скважинного насоса.

Недостатками данного устройства являются:

- гибкая линия нагнетания химического реагента в скважину является крайне ненадежной, в связи с большой вероятностью ее повреждения при спуске или обрыва при изменяющихся скважинных условиях;

- также недостатком является использование устьевого дозатора, необходимость постоянной регулировки производительности дозатора, что увеличивает трудозатраты и увеличивает влияние человеческого фактора на эффективность использования.

Наиболее близкой является скважинная штанговая насосная установка, (патент SU №1434883, МПК F04B 47/02, E21В 43/00, опубл. 10.08.2000 в бюл. №22, описание реализации способа приведено в источнике Ибрагимов Л.Х., Мищенко И.Т., Челоянц Д.К. Интенсификация добычи нефти. - М.: Наука, 2000 с. 296-298), 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, отличающаяся тем, что, 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.

Недостатками данной установки являются:

- сложность и низкая надежность конструкции, так как при образовании отложений солей 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, по мере поступления скважинной жидкости в кожух будет происходить ее перемешивание с реагентом, что снизит эффективность удаления отложений солей.

Техническим результатом изобретения является повышение надежности и эффективности эксплуатации установки штангового глубинного насоса для эксплуатации в условиях, осложненных образованием отложений, за счет обеспечения стабильного равномерного поступления реагента, исключения перемешивания реагента и скважинной жидкости, качественной очистки клапанов штангового насоса от отложений солей или АСПО, продление срока службы.

Технический результат достигается установкой штангового глубинного насоса для эксплуатации в условиях, осложненных образованием отложений, состоящей из штангового насоса, кожуха с герметичной полостью, заполненной реагентом, и механизма подачи реагента, при этом штанговый насос, приводимый в действие приводом через колонну насосных штанг, содержит цилиндр, всасывающий клапан, полый плунжер и нагнетательный клапан, механизм подачи реагента гидравлически сообщен с полостью цилиндра штангового насоса, корпус кожуха концентрично установлен на наружных поверхностях нижней насосно-компрессорной трубы – НКТ и цилиндра штангового насоса, соединённого через муфту с нижней НКТ, при этом наружные поверхности нижней НКТ и цилиндра штангового насоса являются внутренней поверхность кожуха, в которой в нижней части выполнено боковое отверстие.

Новым является то, что в верхней части кожух снабжен перепускным клапаном, в герметичной полости кожуха установлен разделитель из резиновой манжеты в форме шайбы, плунжер штангового насоса выполнен с длиной, обеспечивающей перекрытие бокового отверстия при спуске, и снабжен автосцепом с возможностью соединения с колонной насосных штанг, наружная поверхность нижней НКТ выполнена полированной.

На фиг. 1, 2 изображена схема установка штангового глубинного насоса для эксплуатации в условиях, осложненных образованием отложений, где НКТ – 1, цилиндр штангового насоса – 2, всасывающий клапан - 3, полый плунжер – 4, нагнетательный клапан - 5, колонна насосных штанг - 6, кожух – 7, боковое отверстие – 8, автосцепом – 9, перепускной клапан – 10, разделитель – 11.

Установка штангового глубинного насоса для эксплуатации в условиях, осложненных образованием отложений, состоит из штангового насоса, кожуха 7 с герметичной полостью, заполненной реагентом, и механизма подачи реагента. При этом штанговый насос, приводимый в действие приводом через колонну насосных штанг 6, содержит цилиндр 2, всасывающий клапан 3, полый плунжер 4 и нагнетательный клапан 5. Механизм подачи реагента гидравлически сообщен с полостью цилиндра штангового насоса 2.

Корпус кожуха 7 концентрично установлен на наружных поверхностях нижней НКТ 1 и цилиндра штангового насоса 2, соединённого через муфту с нижней НКТ. Муфта обеспечивает ограничение хода разделителя 11.

При этом наружные поверхности нижней НКТ 1 и цилиндра штангового насоса 2 являются внутренней поверхность кожуха 7, в которой в нижней части выполнено боковое отверстие 8.

В верхней части кожух 7 снабжен перепускным клапаном 10, обеспечивающий равномерное поступление реагента из герметичной полости кожуха 7 в штанговый насос, что способствует качественному очищению клапанов штангового насоса от отложений солей или АСПО, как следствие повышает надежность устройства.

В герметичной полости кожуха 7 установлен разделитель 11 из резиновой манжеты в форме шайбы. Разделитель 11 исключает перемешивание скважинной жидкости и реагента в верхней части герметичной полости кожуха 7, как следствие повышается эффективность устройства, т.к. реагент остается в концентрированном состоянии.

Плунжер 4 штангового насоса выполнен с длиной, обеспечивающей перекрытие бокового отверстия 8 при спуске, и снабжен автосцепом 9 с возможностью соединения с колонной насосных штанг 6. Автосцеп 9 позволяет осуществить соединение плунжера 4 с колонной штанг 6 с предотвращением разлива реагента из герметичной полости.

Наружная поверхность нижней НКТ 1 выполнена полированной, обеспечивающая исключение заклинивание разделителя 11 при перемещении.

Предлагаемая установка штангового глубинного насоса для эксплуатации в условиях, осложненных образованием отложений, работает следующим образом.

При работе штангового глубинного насоса, приводимого в действие приводом через колонну насосных штанг 6, производится подъем продукции по колонне насосно-компрессорных труб 1. При движении плунжера 4 вверх всасывающий клапан 3 открывается, нагнетательный клапан 5 закрывается, происходит заполнение цилиндра 2 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. При работе штангового насоса, плунжер 4 обеспечивает перекрытие бокового отверстия 8, не допуская утечек. При образовании отложений солей 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 8 в цилиндре 2 и поступления реагента в насос. Из-за наличия утечек в клапанах происходит поступление реагента из полости кожуха 7 в полость цилиндра штангового насоса 2 с промывание клапанов реагентом и растворение солей. По мере выхода реагента через перепускной клапан 10 в полость кожуха 7 поступает скважинная жидкость, при этом разделитель 11 перемещается вниз.

Таким образом, предлагаемое изобретения является повышает надежность и эффективность эксплуатации установки штангового глубинного насоса для эксплуатации в условиях, осложненных образованием отложений, за счет обеспечения стабильного равномерного поступления реагента, исключения перемешивания реагента и скважинной жидкости, качественной очистки клапанов штангового насоса от отложений солей или АСПО и увеличение межремонтного периода.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для добычи нефти установкой штангового глубинного насоса, в частности в условиях, осложненных образованием отложений, таких как соли и асфальтено-парафиновые отложения, в клапанах штангового глубинного насоса. Установка штангового глубинного насоса для эксплуатации в условиях, осложненных образованием отложений, состоит из штангового насоса, кожуха с герметичной полостью, заполненной реагентом, и механизма подачи реагента. Штанговый насос приводится в действие приводом через колонну насосных штанг и содержит цилиндр, всасывающий клапан, полый плунжер и нагнетательный клапан. Механизм подачи реагента гидравлически сообщен с полостью цилиндра штангового насоса. Корпус кожуха концентрично установлен на наружных поверхностях нижней насосно-компрессорной трубы (НКТ) и цилиндра штангового насоса, соединённого через муфту с нижней НКТ. Наружные поверхности нижней НКТ и цилиндра штангового насоса являются внутренней поверхность кожуха, в которой в нижней части выполнено боковое отверстие. В верхней части кожух снабжен перепускным клапаном. В герметичной полости кожуха установлен разделитель из резиновой манжеты в форме шайбы. Плунжер штангового насоса выполнен с длиной, обеспечивающей перекрытие бокового отверстия при спуске, и снабжен автосцепом с возможностью соединения с колонной насосных штанг, наружная поверхность нижней НКТ выполнена полированной. Обеспечивается повышение надежности и эффективности эксплуатации установки штангового глубинного насоса в условиях, осложненных образованием отложений. 2 ил.

Установка штангового глубинного насоса для эксплуатации в условиях, осложненных образованием отложений, состоящая из штангового насоса, кожуха с герметичной полостью, заполненной реагентом, и механизма подачи реагента, при этом штанговый насос, приводимый в действие приводом через колонну насосных штанг, содержит цилиндр, всасывающий клапан, полый плунжер и нагнетательный клапан, механизм подачи реагента гидравлически сообщен с полостью цилиндра штангового насоса, корпус кожуха концентрично установлен на наружных поверхностях нижней насосно-компрессорной трубы – НКТ и цилиндра штангового насоса, соединённого через муфту с нижней НКТ, при этом наружные поверхности нижней НКТ и цилиндра штангового насоса являются внутренней поверхность кожуха, в которой в нижней части выполнено боковое отверстие, отличающаяся тем, что в верхней части кожух снабжен перепускным клапаном, в герметичной полости кожуха установлен разделитель из резиновой манжеты в форме шайбы, плунжер штангового насоса выполнен с длиной, обеспечивающей перекрытие бокового отверстия при спуске, и снабжен автосцепом с возможностью соединения с колонной насосных штанг, наружная поверхность нижней НКТ выполнена полированной.