Устройство промывки клапанных узлов штанговых глубинных насосов Российский патент 2024 года по МПК F04B47/00 

Изобретение предназначено для использования в нефтедобывающей промышленности в установках штанговых глубинных трубных и вставных насосов, а именно для промывки всасывающего и нагнетательного клапанных узлов в установках штанговых глубинных трубных и вставных насосов.

В процессе эксплуатации скважин зачастую происходит засорение клапанных узлов установок штанговых глубинных насосов (УШГН) различными механическими примесями, асфальтосмолопарафиновыми отложениями, проппантом и др. Также в процессе эксплуатации скважин происходит неполное закрытие проходного канала седла клапанного узла УШГН ввиду образования водонефтяной эмульсии, что приводит к срыву подачи скважинной жидкости и необходимости проведения работ по восстановлению работоспособности с помощью подземного ремонта скважин (ПРС).

Известен скважинный узел установки для промывки насосно-компрессорных труб от асфальтосмолопарафиновых отложений (патент РФ № 122689, МПК E21B 37/00, дата публикации 10.12.2012 г.), содержащий корпус 2 клапана, выполненный в виде полого цилиндра, на концевых участках которого выполнена резьба для встраивания узла в колонну насосно-компрессионных труб - НКТ 1. В стенках корпуса 2 выполнены радиальные отверстия 4 для попадания промывочной жидкости в полость 5 межтрубного пространства между корпусом 2 и обсадной трубой 6. Внутри корпуса 2 размещен запорный блок, состоящий из жестко закрепленного в корпусе 2 полого внутреннего цилиндра 7 и размещенной в зазоре между внутренними стенками корпуса 2 и наружными стенками полого внутреннего цилиндра 7 пружинной системы. Недостаток данного узла заключается в невозможности создания циркуляции между трубным и затрубным пространством скважины.

Прототипом может быть выбран универсальный штанговый глубинный насос (патент РФ № 102698, МПК F04B 47/00, дата публикации 10.03.2011 г.), содержащий цилиндр 1, с размещенным в нем полым плунжером 2 со штоком 3 и нагнетательным клапаном 4, всасывающим клапаном 5. Насос снабжен сливным клапаном, состоящим из цилиндрического корпуса 6 с центральным боковым сливным отверстием 7 и расположенным внутри него извлекаемым полым запорным цилиндром 8, составляющих между собой плунжерную пару. Запорный цилиндр 8 неподвижен и через него проходит шток 3 плунжера 2 насоса с возможностью свободного хода штока 3 насоса. Сливной клапан установлен через муфту 10 НКТ над цилиндром 1 насоса, а всасывающий клапан 5 выполнен в виде промывочного клапана, который состоит из удлиненного патрубка 11, а внутри него расположен внутренний цилиндр 12 с пазом 13 и с отверстиями 14 для прохода жидкости, шаровую клапанную пару 15 для всасывания, расположенную внутри внутреннего цилиндра 12, нажимной шток 16, расположенную под нажимным штоком 16 и связанную с ним с помощью резьбы, нажимную рейку 17, на которой шарниром 18 закреплен клин 19, восьмиугольную каретку 20, установленную сверху нажимной рейки 17 и вставленную в паз 13 внутреннего цилиндра 12. Нажимной шток 16 подпружинен относительно восьмиугольной каретки 20 пружиной сжатия 21. Верхняя часть нажимного штока 16 соединена с помощью резьбы с упорной шайбой 22, которая имеет отверстия 23 для прохода жидкости. Верхний конец удлиненного патрубка 11 соединен посредством муфты 24 с НКТ, а нижний его конец соединен через соединительную муфту 25 с приемным корпусом 26 сливного клапана 6. Недостатком данного устройства является его частое засорение отложениями, что приводит к необходимости проведения работ по восстановлению работоспособности при помощи ПРС и, соответственно, в уменьшении производительности добывающих скважин.

Техническая проблема, решаемая настоящим изобретением, заключается в увеличении межремонтного периода добывающих скважин.

Техническим результатом настоящего изобретения является поддержание работоспособного состояния УШГН при эксплуатации нефтедобывающих скважин за счет возможности проведения реанимационных работ всасывающего и нагнетательного клапанных узлов УШГН при их засорении или неполном закрытии проходного канала всасывающего и нагнетательного клапанных узлов с помощью проведения: прямой или обратной промывок, а также создания циркуляции между трубным и затрубным пространством скважины.

Технический результат достигается применением устройства промывки клапанных узлов штанговых глубинных насосов согласно настоящему изобретению. Устройство содержит верхний переводник, нижний корпус, нижний переводник, верхнюю втулку с каналами, шток с проходным отверстием, в нижней части штока размещен всасывающий клапанный узел, клетка и шар которого установлены внутри проходного отверстия штока, седлодержатель с проходным отверстием, при этом наконечник установлен в верхнюю втулку, верхний корпус соединен с верхним переводником и нижним корпусом, верхний корпус образует со штоком верхнюю и нижнюю камеры, верхний корпус содержит каналы, шток содержит отверстия, муфта соединяет шток и седлодержатель, между которыми размещено седло, при этом муфта опирается на пружину, второй конец которой упирается на нижний корпус, нижний переводник содержит нижнюю втулку с отверстиями, в которую установлен стержень, при этом седлодержатель в своем проходном отверстии содержит среднюю втулку с отверстиями, через которую проходит стержень.

На фиг. 1 приведена схема устройства промывки клапанных узлов (УПКУ) при эксплуатации скважин, оборудованных УШГН.

На фиг. 2 приведена схема УПКУ при проведения реанимационных работ всасывающего и нагнетательного клапанных узлов в скважинах, оборудованных УШГН, а также при создании циркуляции между трубным и затрубным пространством скважины.

Цифрами на фигурах обозначены: 1 верхний переводник, 2 нижний корпус, 3 нижний переводник, 4 наконечник, 5 верхняя втулка, 6 шток, 7 клетка, 8 шар, 9 седлодержатель, 10 верхний корпус, 11 верхняя камера, 12 нижняя камера, 13 каналы, 14 отверстия, 15 муфта, 16 седло, 17 пружина, 18 нижняя втулка, 19 стержень, 20 средняя втулка.

УПКУ для УШГН (фиг.1) содержит верхний переводник 1, нижний корпус 2, нижний переводник 3, наконечник 4, установленный в верхнюю втулку 5, имеющую каналы для подачи промывочной жидкости, шток 6 с проходным отверстием, в нижней части штока 6 размещен всасывающий клапан, клетка 7 и шар 8 которого установлены внутри проходного отверстия штока 6, седлодержатель 9 с проходным отверстием. Верхний корпус 10 соединен с верхним переводником 1 и нижним корпусом 2. Верхний корпус 10 образует со штоком 6 верхнюю 11 и нижнюю 12 камеры для перемещения штока 6, при этом верхний корпус 10 содержит каналы 13, шток 6 содержит отверстия 14, муфта 15 соединяет шток 6 и седлодержатель 9, между которыми размещено седло 16. Муфта 15 опирается на пружину 17, второй конец которой упирается на нижний корпус 2, нижний переводник 3 установлен в нижней части нижнего корпуса 2 и содержит нижнюю втулку 18 с отверстиями, в которую установлен стержень 19. При этом седлодержатель 9 в своем проходном отверстии содержит среднюю втулку 20 с отверстием, через которую проходит упомянутый стержень 19.

УПКУ содержит верхнюю камеру 11, которая размещена под верхним переводником 1 и сообщена с затрубным пространством через каналы 13 верхнего корпуса.

УПКУ содержит нижнюю камеру 12, которая сообщена с трубным пространством через отверстия 14 штока 6.

При эксплуатации УШГН на шток 6 действует давление столба жидкости, находящейся в колонне насосно-компрессионных труб (НКТ), которое стремится переместить шток 6 вниз. Для уравновешивания вышеуказанного давления: на штоке 6 выполнены отверстия 14, между штоком 6 и верхним корпусом 10 размещена нижняя камера 12.

Верхняя 11 и нижняя 12 камеры обеспечивают уравновешивание давления столба промывочной жидкости, действующего на шток 6, и возможность перемещения штока 6 из транспортного в рабочее положения и из рабочего в транспортное положения.

УПКУ согласно настоящему изобретению спускают в скважину в составе УШГН, при этом УПКУ находится в транспортном положении. При необходимости на УПКУ в нижней части монтируется требуемое оборудование (на фиг. не показано). Производится запуск УШГН в работу так же, и УШГН всех модификаций.

При отсутствии подачи добываемой жидкости по причине засорения или неполном закрытии проходного канала всасывающего и нагнетательного клапанных узлов производят реанимацию вставного насоса с помощью устройства согласно настоящему изобретению следующим образом.

Производят разгрузку плунжера УШГН на УПКУ (фиг.2) следующим образом: наконечник 4, верхняя втулка 5, шток 6 перемещают вниз, и объем верхней камеры 11, заполняемой жидкостью из затрубного пространства, увеличивается.

Наконечник 4 поднимает шар (на фиг. не показан) нагнетательного клапанного узла и происходит принудительное открытие нагнетательного клапанного узла. Шток 6 неподвижно соединен с муфтой 15. При дальнейшей разгрузке верхняя втулка 5 упирается в верхний переводник 1, шток 6 перемещает муфту 15 вниз, пружина 17 сжимается и стержень 19 поднимает шар 8 всасывающего клапанного узла и происходит принудительное открытие всасывающего клапанного узла. Таким образом, УПКУ согласно настоящему изобретению переведено в рабочее положение.

Далее проводят прямую промывку: промывочную жидкость подают в НКТ, которая поступает через открытый проходной канал нагнетательного клапанного узла (на фиг. не показан), через отверстия верхней втулки 5, проходное отверстие штока 6, клетку 7, проходное отверстие седлодержателя 9, проходное отверстие средней втулки 18, в скважину, и поднимают промывочную жидкость через затрубное пространство на поверхность.

Таким образом, проводят реанимационные работы всасывающего и нагнетательного клапанных узлов УШГН, благодаря чему происходит очистка всасывающего и нагнетательного клапанных узлов от загрязнений.

При необходимости производят обратную промывку: по затрубному пространству подают промывочную жидкость, которая поднимается через проходное отверстие нижнего переводника 3, проходное отверстие нижней втулки 18, проходное отверстие седлодержателя 9, проходное отверстие средней втулки 20, седло 16, клетку 7, проходное отверстие штока 6, отверстия верхней втулки 5, нагнетательный клапанный узел (на фиг. не показан), далее в НКТ и поднимают промывочную жидкость на поверхность. Таким образом, проводят реанимационные работы всасывающего и нагнетательного клапанных узлов УШГН, благодаря чему происходит очистка всасывающего и нагнетательного клапанных узлов от

При необходимости проведение ОПЗ для восстановления и/или увеличения нефтеотдачи эксплуатируемого пласта скважины проводят прямую закачку смесей, кислотных композиций и составов.

При отсутствии нагрузки на верхнюю втулку 5, давление в нижней камере 12, а также пружина 17 будут способствовать перемещению штока 6 вверх, происходит уменьшение объема верхней камеры 11.

При необходимости возможно осуществление подъема УПКУ согласно настоящему изобретению вместе с УШГН.

Изобретение предназначено для использования в нефтедобывающей промышленности в установках штанговых глубинных насосов, а именно для промывки клапанных узлов. Устройство промывки клапанных узлов штанговых глубинных насосов содержит верхний переводник 1, нижний корпус 2, нижний переводник 3, верхнюю втулку 5 с каналами, шток 6 с проходным отверстием. В нижней части штока 6 размещен всасывающий клапанный узел, клетка 7 и шар 8 которого установлены внутри проходного отверстия штока 6, седлодержатель 9 с проходным отверстием. Наконечник 4 установлен во втулку 5. Верхний корпус 10 соединен с переводником 1 и корпусом 2. Корпус 10 образует со штоком 6 верхнюю и нижнюю камеры 11 и 12. Корпус 10 содержит каналы 13. Шток 6 содержит отверстия 14. Муфта 15 соединяет шток 6 и седлодержатель 9, между которыми размещено седло 16. Муфта 15 опирается на пружину 17, второй конец которой упирается на корпус 2. Переводник 3 содержит нижнюю втулку 18 с отверстиями, в которую установлен стержень 19. Седлодержатель 9 в своем проходном отверстии содержит среднюю втулку 20 с отверстиями, через которую проходит стержень 19. Изобретение направлено на поддержание работоспособного состояния установок штанговых глубинных насосов. 2 ил.

Устройство промывки клапанных узлов для штанговых глубинных насосов, содержащее верхний переводник, нижний корпус, нижний переводник, верхнюю втулку с каналами, шток с проходным отверстием, в нижней части штока размещен всасывающий клапанный узел, клетка и шар которого установлены внутри проходного отверстия штока, седлодержатель с проходным отверстием, отличающееся тем, что наконечник установлен в верхнюю втулку, верхний корпус соединен с верхним переводником и нижним корпусом, верхний корпус образует со штоком верхнюю и нижнюю камеры, верхний корпус содержит каналы, шток содержит отверстия, муфта соединяет шток и седлодержатель, между которыми размещено седло, при этом муфта опирается на пружину, второй конец которой упирается на нижний корпус, нижний переводник содержит нижнюю втулку с отверстиями, в которую установлен стержень, при этом седлодержатель в своем проходном отверстии содержит среднюю втулку с отверстиями, через которую проходит стержень.