Скважинный штанговый насос Советский патент 1984 года по МПК F04B53/10 F04B47/00 

Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к скважинным штанговым насосам для эксплуатации скважин наместорождениях, пласты которых подвержены термическому воздействию, и может быть использовано в нефтяной и газовой промышленности.

Известен скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр, установленный в нем полый плунжер и расположенные соответственно в цилиндре и плунжере всасывающий и нагнетательный клапаны, каждый из которых выполнен в виде корпуса с расположенными в нем седлом и шаровым запорным элементом ,

Однако при повьппении температуры откачиваемой из скважины пластовой ЖИДКОСТИ, имеющем место на месторождениях,пласты которых подвержены термическому воздействию, насос продолжает работать, способствуя тем самым повышению вероятности травмирования обслуживающего персонала при взрыве скважины, разгерметизации устьевой арматуры и других авариях, ,что, в свою очередь, снижает безопасность эксплуатации скважины.

Цепь изобретения - повышение безопасности эксплуатации скважин на месрождениях, пласты которьк подвержены термическому воздействию.

Указанная цель достигается тем, что в скважинном штанговом насосе, содержащем цилиндр, установленный в нем полый плунжер и расположенные соответственно в цилиндре и плунжере всасывающий и нагнетательны} клапаны каждьй из которых выполнен в виде корпуса с расположенными в нем седлом и шаровым запорным элементом, по меньшей мере один из клапанов снабжен устройством для принудительного откртия, вьшолненным в виде связанной с седлом втулки, внутри которой с возможностью изгибания по дуге к центру седла установлены биметаллические пластины.

На фиг. 1 представлен скважинный штанговый насос, общий видена фиг.2- узел I на фиг.. 1; на фиг. 3 - положение устройства для принудительного открытия клапана при увеличении температуры откачиваемой из скважины жидкости вьш1е допустимой; на фиг. А - положение устройства для принудительного открытия клапана, кода температура откачиваемой из скважины жидкости находится в заданных пределах. .

Скважиннъй штанговый насос содержит цилиндр 1, установленный в нем полый плунжер 2 и расположенные соответственно в цилиндре 1 и плунжере 2 всасьшающий 3 и нагнетательный клапаны 4, каждый из которых выполнен в виде корпуса 5 с расположенными в нем седлом 6 и шаровым запорным элементом 7. По меньшей мере один из клапанов (фиг. 2) снабжен устройством для принудительного открытия 8, вьшолненным в виде связанной с седлом 6 втулки 9, внутри которой с возможностью изгибания по дуге к центру седла 6 установлены биметаллические пластины 10, концы 11 которых оборудованы держателями. Плунжер 2 неподвижно соединен со штоком 12, посредством которого осуществлена связь плунжера .с колонной насосных штанг (не показаны).

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В рабочем положении скважинный штанговый насос устанавливается в скважине на конце колонны насоснокомпрессорных труб (не показаны), причем шток 12 насоса посредством колонны штанг соединяется с приводом установленным на устье скважины, .обычно станком-качалкой (не показаны) , которьй сообщает возвратнопоступательное движение плунжеру 2 внутри цилиндра 1.

При движении плунжера 2 вверх шаровой нагнетательный клапан 4 закрывается (т.е. его шаровой запорный элемент 7 опускается на его седло 6) При этом часть объема цилиндра 1, занятого плунжером 2, освобождается, за счет чего давление в цилиндре 1 понижается и жидкость из скважины, подняв шаровой запорный элемент 7 над седом 6 всасывающего клапана 2, поступает в цилиндр насоса. При движении плунжера 2 вниз, давление в цилиндре 1 повышается, и шаровой запорный элемент 7, опускаясь на седло 6, закрьтает всасывающий клапан 2, причем под действием этого же давления шаровой запорный элемент 7 поднимается над седлом 6, открывая нагнетательный клапан 4. Жидкость из цилиндра 1 через нагнета-ельный клапан 4 перетекает в на/ плунжерную

полость (не обозначена), а затем по колонне насосно-компрессорных труб на устье скважины. В дальнейшем цикл повторяется при условии, если температура поступающей из скважины жидкости не превьшает заданного значения. В случае, когда температура скважинной жидкости повьшается, биме,таш1ические пластины 10, установленные внутри втулки 9, которая закреплена между седлом 6 и корпусом 5 одного из клапанов, нагреваясь, выгибаются по дуге (фиг. 3) к центру седла 6. Шаровой запорный элемент 7 по,меньшей мере одного из клапанов (3 или 4), опускаясь на свое седло 6 встречает на своем пути концы 11 биметаллических пластин 10 и не закрывает проходное сечение седла 6, т.е. iклапан не закрывается. При незакрыто клапане подача жидкости насосом

(т. е. работа насоса) прекращается.

Таким образом, при превьгашнии заданной температуры жидкости клапан Насоса отключается и прекращается подача скважинного штангового насоса При восстановлении температуры жидкости до заданного значения биметаллические пластины возвращаются в исходное положение и работа (подача) насоса восстанавливается.

Использование изобретения позволяет повысить безопасность работы добывающих скважин на месторождениях охваченных термическим воздействием на пласт, путем исключения возможности травмирования обслуживающего персонала в результате внутрискважинных взрывов, нарушения герметичности устьевого оборудования и ожогов нагретым оборудованием.

ю.

СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС, содержащий цилиндр, установленный IB нем полый плунжер и расположенные соответственно в цилиндре и плунжере всасывающий и нагнетательный клапаны, каждьй из которых вьтолнен в виде корпуса с расположенными в нем седлом и шаровым запорным элементом, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности эксплуатации скважин на месторождениях, пласты которых подвержень термическому воздействию, по меньшей мере один из клапанов снабжен устройством для принудительного открытия, выполненным в виде связанной.с седлом втулки, внутри которой с возможностью изгибания по дуге к центру седла установлены биметаллические пластины.

Фиг. У

Фие.