Скважинная насосная установка Советский патент 1983 года по МПК F04B47/02 

С54) СКВАЖИННАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА

Иэ э8ретение касается техники добычи нефти, в частности скважинных насосных установок, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности.

Известна скважинная насосная установка со штанговым насосом, содержащая связанный с колонной насосных труб удлиненный цилиндр, имекхций основную камеру, и по меньшей мере одну расположенную ниже основной резервную камеру, размещенный в цилиндре плунжер с нагнетательным клапаном, связанный с колонной насосных штанг, и патрубок со всасываищим клапаном, установленный в цилиндре с возможностью осевого перемещения и фиксации в нем ClJНедостатком известной скважинной насосной установки являются сложность конструкции и ограниченный межремонтный период ее работы.

Цель изобретения - упрощение конструкции и увеличение межремонтного периода ее работы.

Указанная цель достигается тем, что в скважинной насосной установке со штанговым насосом, содержащей связанный с колонной насосных труб удлиненный цилиндр, имекп ий основную

камеру и по меньшей мере одну расположенную ниже основной резервную камеру, размещенный в цилиндре плунжер с нагнетательным клапаном, связанный с колонной насосных штанг, и патрубок со всасываквдим клапаном, ус тановленный в цилиндре с возможностью осевого перемоцения и фиксации в нем, резервные камеры выполне10ны диаметром, меньшим диаметра основной камеры, причем диаметр каждой последующей сверху вниз камеры меньше диаметра предыдущей на величину предельно допустимого износа в

15 ней плунжера.

Кроме того, патрубок выполнен длиной не меньшей, чем сумма длин резервных камер.

На фиг. 1 схематично предотгшлена

20 скважинная насосная установка, общий вид в разрезе; на фиг. 2 - узел фиксатора патрубка с седлом цилиндра на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разре Б-Б на фиг. 3.

25

Скважинная насосная установка со штанговым насосом 1 содержит связанный с колонной насосных труб 2 удлиненный цилиндр 3, имегаоий основную камеру 4 и по меньшей ., одну

30 расположенную ниже основной резервную камеру 5, размещенный в- цилиндр 3 плунжер, 6 с нагнетательным .клапаном 7 , связанный с. колонной насосных шт-анг 8, и патрубок 9 со всасывающим клапаном 10, установленный в цилиндре 3 с возможностью осевого перемещения и фиксации в нем. Резер ные камеры 5 выполнены диаметром, ленъшим диаметра, основной камеры 4, Ъричем диаметр каждой последующей Ьверху вниз камеры меньше диаметра предыдущей на величину предельно до пустимого износа вней плунжера 6. Патрубок 9 выполнен длиной не меньшей, чем сумма длин резервных камер 5. В основной камер 4 и рез.ервных .камерах 5 удлиненного цилин ра 3 установлены седла 11, состоящи из конической 12 и цилиндрической 1 кольцевых расточек и опорной поверх ности -14 (фиг. 4 . Каждое седло 11 .имеет продольные наклонные пазы 15 (фиг. 4Л, выполненные таким обра зом, что в продольном направлении пазы одного седла не совпадают с па зами следующего седла. Патрубок 9 со всасывающим клапаном 10 снабжен хвостовиком 16 и фиксатором 17, содержащим подпружиненные пдашки 18 (фиг. 27, взаимодействующие с седлом 11 цилиндра .3-. Зазор между патрубком 9 и цилиндром 3 перекрыт уплотнителем 19, а образовавшаяся между ними полость 20 за полнена защитной средой. Плунжер 6 снабжен ловит-елем 21. . . Камеры удлиненного цилиндра 3 выполнены длиной, соответствующей длине хода плунжера 6. Предлагаемая скважинная насосная установка работает следуняцим обра.зом. В начале эксплуатации установки плунжер 6 штангового насоса 1 раз.мещают в верхней основной камере цилиндра 3 с наибольшим диаметральным размером, а патрубок 9 со всасывающим клапаном 10 закрепляют фиксатором 17 в седле 11 этой камер По мере работы насоса пара плунжер - основная камера 4 цилиндра 3 изнашивается и ее износ достигает такой величины, что из-за больших утечек в зазоре дальнейшая эксплуатация этой пары становится нецелесообразной. Тогда плунжер 6 перемещ ют в расположенную ниже основной сл дующую сверху вниз резервную камеру 5, диаметр которой меньше диаметра предыдущей, основной камеры 4 на величину предельно допустимого изнОса в ней плунжера 6, при этом изношенный плунжер 6 в резервной камере 5 имеет посадку с нормальным зазором, обеспечивающим подачу насо са 1 в расчетных пределах. Таким об разом, восстанавливается подача насосной установки. После износа пары плунжер - резервная камера, плунжер перемещают в последующую сверху вниз резервную камеру по аналогичному принципу, восстанавливая тем самым вновь подачу насосноЛ установки и т.д. . Для перемещения плунжера 6 в дру гую камеру его ловителем 21 зацепляют хвостовик 16 патрубка 9 и поворачивают последний. При совпадении плашек 18 фиксатора 17 с наклонными продольными пазами 15, патрубок 9 под воздействием веса столба жидкости и плунжера 6 с колонной насосных штанг 8 перемещается вниз. При этом подпружиненные плашки 18 фиксатора 17 скользят по наклонным продольным пазам 15 и выходят из зацепления с, седлом 11. По достижении следующего седла 11 плашки 18 фиксатора 17 под.воздействием пружины (не показана скользят по поверхности конической 12 и цилиндрической 13 кольцевых расточек, садятся на опорную поверхность 14 и фиксируют положение патрубка 9 со всасывающим клапаном 10 в цилиндре 3. После этого патрубок 9 и плунжер 6 разъединяют и установку запускают в работу. Для осуществления перемещения плунжера 6 в очередную камеру цилиндра 3 без глушения скважины можно предусмотреть на устье (не показано сдвоенный превентор, поочередно открывая и закрывая который, можно пропустить соединительные муфты штанг или полированного штока длиной, идентичной длине камеры цилиндра 3. При наличии в-сквёшине отсекателя мо.жно использовать его для временного глушения скважины на период перемещения плунжера. Эту операцию мож.ет провести оператор с применением станка-качалки в качестве подъемника или другого легкопередвижного грузоподъемного оборудования, т.е. без мачты и персонала подземного ремонта. Защитная среда, заполняющая полость 20 между патрубком 9 и цилиндром 3, обеспечивает защиту поверхностей неработающих резервных камер 5 от цилиндра от влияния откачиваемой жидкости, а также способствует уплотнению этого зазора. Выполнение цилиндра удлиненным и состоящим из нескольких камер, различающихся по диаметральному размеру на величину предельно допустимого износа плунжера в предыдущей камере,, позволяет после износа одной; пары цилиндр - плунжер восстанавливать подачу насоса путем перемещения плунжера в последующую сверху вниз резервную камеру. Поэтому после износа пары цилиндр - плунжер отпадает необходимость производства подземного ремонта с подъемом насоса и заменой его новым. Установка может работать до полного исчерпания ресурса плунжера и всех KaRiep цилинд ра насоса.

Установка всасывающего клапана 10 на патрубке 9, имеющем возможность перемещения по всей длине цилиндра 3 и фикссщии в Кс(ждой камере, позволяет уменьшить вредное пространство объем между всасывающим 10 и нагнетательным 7 клaпaнa в в цилиндре и повысить объемный КПД насоса. Наличие патрубка 9, перек мванвдего всю длину цилиндра 3 под всасывающим клапаном 10, и заполнение полости 20 между патруб.ком 9 и цилиндром 3 защитной средой., обеспечивает защиту поверхности еще не вступивших в работу камер цилиндра о воздействия откачиваемой жидкости, т.е. обеспечивает надежность работы пары плунжер - цилиндр.

Наиболее перспективно применение изобретения в скважинах с короткоходовым режимом откачки, когда цилиндр штангового насоса может состоять из 6-8 и более камер.

Кроме того, уменьшение количества подземных ремонтеэв благоприятно влияет и на охрану окружающей среды: Уменьшается количество подъездов к скважине с тяжелым оборудованием и загрязнений территории вокруг скважины при подъеме скважинного обору-дования.

Применение изобретения на труднодоступных скважинах, на сквс1жинах морских месторождений и с малым

межремонтным периодом.дает наибольший экономический зффект.

Формула изобретения

и увеличения межремонтного периода работы, резервные камеры выполнены диаметром, меньишм диаметра основной камеры, причем диаметр каждой последу ощ.ей сверху вниз кголеры меньше диаметра предыдущей на величину предельно допустимого износа э ней плунжера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Султанов Р.С. и Халлилов Б.М. Увеличение долговечности глубиннонасосных систем с последовательным включением насосов в работу. Извес|тия вузов. Нефть и газ, Баку, 1977 № 5, с. 43-46, рис. 4.