Скважинный штанговый насос Советский патент 1984 года по МПК F04B47/02 

Изобретение относится к технике для добычи пластовых жидкостей из буровых скважин, в частности к скважинным штанговым насосам, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности. Известен скважинный штанговый насос, состоящий из двух последовательно соединенных посредством уплотнительной камеры одноразмерных цилиндров, в одном из которых (нижнем) расположен одноразмерный, а в другом (верхнем) ступенчатый плунжеры, при этом ступень меньщего диаметра верхнего плунжера проходит через уплотнительную камеру и соединена с одноразмерным плунжером в нижнем цилиндре, а в нижнем одноразмерном плунжере и в ступени меньшего диаметра верхнего плунжера расположены всасывающе-нагнетательный и запорный шариковые клапаны, между которыми в стенке нижнего плунжера имеется отверстие, через которое полость нижнего плунжера сообщается с полостью нижнего цилиндра насоса 1. Недостатком данного насоса является низкая величина подачи. Наиболее близким к предлагаемому является скважинный штанговый насос, содержащий верхний и нижний цилиндры с расположенными в них плунжерами, которые соединены между собой штоком, а цилиндры - перепускной камерой, последовательно соединенной с нижним цилиндро.м, всасывающе-нагнетательный и запорный клапаны, причем подплунжерная полость верхнего цилиндра сообщена со скважинной, а шток снабжен уплотнительным элементом, установленным по меньшей мере в дне одного из цилиндров 2. Недостаток известного насоса состоит в том, что его конструкция при работе не обеспечивает постоянного натяжения колонны щтанг, что, в свою очередь, снижает эффективность насоса в эксплуатации. Цель изобретения - повышение эффективности в эксплуатации. Указанная цель достигается тем, что в скважинном щтанговом насосе, содержащем верхний и нижний цилиндры с расположенными в них плунжерами, которые соединены между собой штоком, а цилиндры - перепускной камерой, последовательно соединенной с нижним цилиндром, всасывающенагнетательный и запорный клапаны, причем подплунжерная полость верхнего цилиндра сообщена со скважинной, а щток снабжен уплотнительным элементом, установленным по меньшей мере в дне одного из цилиндров, нижний и верхний цилиндры выполнены равного диаметра, верхний цилиндр установлен в перепускной камере концентрично с ней и его надплунжерная полость сообщена с перепускной камерой, а верхний плунжер выполнен глухим, причем уплотнительный элемент нижнего цилиндра расположен в корпусе запорного клапана, сообщающего полость нижнего цилиндра с перепускной камерой. На фиг. 1 схематично представлен скважинный щтанговый насос, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Скважинный щтанговый насос содержит верхний 1 и нижний 2 цилиндры с расположенными в них плунжерами, 3 и 4 соответственно, которые соединены между собой штоком 5, а цилиндры 1 и 2 - перепускной камерой 6, последовательно соединенной с нижним цилиндром 2, всасывающенагнетательный 7 и запорный 8 клапаны. Подплунжерная полость 9 верхнего цилиндра 1 сообщена со скважинной (не показана) посредством разобщителей 10, а щток 5 снабжен уплотнительным элементом 11, установленным по меньщей мере в дне 12 одного из цилиндров, например верхнего цилиндра 1. Верхний 1 и нижний 2 цилиндры выполнены равного диаметра. Верхний цилиндр 1 установлен в перепускной камере б концентрично с ней и его надплунжерная полость 13 сообщена посредством каналов 14 с перепускной камерой 6, причем расположенный в цилиндре 1 плунжер выполнен глухим. Запорный клапан 8 выполнен с запорными элементами 15, причем уплотнительный элемент 16 нижнего цилиндра 2 расположен в корпусе 17 запорного клапана 8, сообщающего полость нижнего цилиндра 2 с перепускной камерой 6. Плунжер 4 связан с колонной щтанг 18, которая проходит через перегородку 19, снабженную отверстием для прохода жидкости. Скважинный щтанговый насос работает следующим образом. При ходе соединенных между собой штоком 5 плунжеров 3 и 4 вниз (показано их крайнее нижнее положение) запорный клапан 8 будет закрыт и столб жидкости в насосно-компрессорных трубах (не показаны) будет опираться на плунжер 4, обеспечивая натяжение колонны штанг 18. При этом скважинная жидкость, находящаяся в подплунжерной полости 9 верхнего цилиндра 1, начнет вытесняться плунжером 4 через разобщитель 10 обратно в скважину . В это время в нижнем цилиндре 2 между корпусом 17 запорного клапана 8 и плунжером 3 возникает разрежение, благодаря чему всасывающе-нагнетательный клапан 7 в плунжере 3 откроется и жидкость из скважины начнет заполнять полость нижнего цилиндра 2. При ходе плунжеров 3 и 4 вверх под давлением сжимаемой между плунжером 3 и корпусом 17 запорного клапана 8 поступившей в цилиндр 2 скважинной жидкости всасывающе-нагнетательный клапан 7 закроется, а запорный клапан 8 откроется и жидкость из полости нижнего цилиндра 2 через открывшиеся запорные элементы 15 клапана 8, перепускную камеру 6 и каналы 14 верхнего цилиндра 1 перетечет в надплунжерную полость 13 верхнего цилиндра 1 и далее в насосно-компрессорные трубы.

При ходе плунжеров 3 и 4 вверх в подплунжерной полости 9 верхнего цилиндра 1 (между глухим плунжером 4 и корпусом 17 запорного клапана 8) возникает разрежение и жидкость из скважины через разобщитель 10 заполнит эту полость.

При ходе плунжеров вверх столб жидкости в насосно-компрессорных трубах будет опираться на плунжер 3, создавая, как

и при ходе плунжеров вниз, натяжение колонны штанг 18.

Использование изобретения позволяет исключить наличие знакопеременной нагрузки на колонну насосных штанг и, следовательно, ее продольный изгиб, что, в свою очередь, способствует повышению долговечности колонны штанг и насосной установки в целом.

Увеличение полезной длины хода колонны насосных штанг позволяет повысить коэффициент подачи насоса. Кроме того, предлагаемая конструкция насоса способствует уравновешиванию его привода (станка-качалки) и тем самым снижению потребляемой приводом мошности.

СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС, содержащий верхний и нижний цилиндры с расположенными в них плунжерами, которые соединены между собой штоком, а цилиндры - перепускной камерой. последовательно соединенной с нижним цилиндром, всасывающе-нагнетательный и запорный клапаны, причем подплунжерная полость верхнего цилиндра сообщена со скважинкой, а шток снабжен уплотнительным элементом, установленны.м по меньшей мере в дне одного из цилиндров, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности в эксплуатации, нижний и верхний цилиндры выполнены равного диаметра, верхний цилиндр установлен в перепускной камере концентрично с ней и его надплунжерная полость сообщена с перепускной камерой, а верхний плунжер выполнен глухим, причем уплотнительный элемент нижнего цилиндра расположен в корпусе запорного клапана, сообщающего полость нижнего цилиндра с перепускной камерой.