Скважинный штанговый насос Советский патент 1985 года по МПК F04B47/02 

Изобретение относится к технике для добычи нефти, в частности к скважинным штанговым насосам, и может быть использовано в нефтедобывающей промьшшенности при откачке из скважин газожидкостных смесей. Цель изобретения - повышение эффективности эксплуатации при откачке газированных жидкостей. На чертеже схематично представле скважинньй штанговый насос, разрез. Скважинный штанговый насос содер жит узел 1 подвески, корпус (не .показан) с цилиндром 2 основного насо са 5, прием которого оборудован всасывающим клапаном 3, а рабочая полость 4 сообщена с каналом 7 вокр корпуса каналом 6, и установленньш с возможностью возвратно-поступател ного перемещения в рабочей полости цилиндра 2 проходной плунжер 8 с нагнетательнь1м клапаном 9, а также расположенный на приеме дополнитель ньй насос (не показан), выполненный в виде установленных в корпусе.10 всасывающе-нагнетательного клапана 11 и дифференциального поршня 12 с образованием полостей 13 и 14, одна 13 из которых со стороны ступени 15 с меньшей площадью поршня 12 и полость 14 над ступенью 16 с большей площадью поршня 12. Полость 13 гидравлически сообщена с рабочей полостью 4 цилиндра 2 основного насос посредством соответственно каналов 17, 7 и 6, а полость 14 - с рабочей полостью 4 цилиндра 2 основного насоса 5 посредством канала 18 всасывающего клапана 3. Поршень 12 со стороны ступени 16 с большей площадью 16 подпружине пружиной 19 и имеет всасывающе-нагнетательный клапан 11. Пружина 19 дифференциального поршня 12 установлена на упоре 20 снаружи нижней части корпуса 10 дополнительного насоса, цилиндр 21 которого связан с приемом основного насоса 5 посред ством направляющих элементов 22 и 23. Нижняя часть корпуса 10 дополнительного насоса выполнена с верти кальньгми окнами 24, а дифференциаль ный поршень 12 - с трубчатым перфорированным толкателем 25, образующим с цилиндром 21 под ступенью 16 с большей площадью полость 26.Трубчатый перфорированный толкатель 25 имеет упор 27, размещенньм над 392 пружиной 19 и установленньй с возможностью перемещения в вертикальных окнах 24. Полости 26 и 14 сообщены между собой гидравлически посредством каналов 28 и всасывающенагнетательного клапана 11. Цилиндр 2 основного насоса 5 снабжен дополнительным каналом 29, вьшолненньм над основным каналом 6 для сообщения рабочей полости 4 цилинд,ра 2 насоса 5 с каналом 7 вокруг его корпуса на расстоянии, меньшем рабочей длины плунжера 8, и расположенным в зоне узла 1 его подвески , посредством которого скважинньй штанговьй насос закреплен в колонненасосньк труб 30. Плунжер 8 основного насоса 5 связан с колонной насосных штанг 31. Предлагаемьй скважинньй штанговьй насос работает следуюш 1м образом. При совершении плунжером 8 основного насоса 5 рабочих ходов попадающий в кольцевой канал 7 . свободньй газ через основной канал уходит из него через расположенньй над основным каналом 6 дополнительньй канал 29, что исключает возможность образования газовой подушки в кольцевом канале 7 и позволяет обеспечить повышение производительности дополнительного насоса. При этом в крайнем нижнем положении плунжера 8 основного насоса 5.через каналы 6 и 29, кольцевой канал 7 и канал 17 на ступень 15 с меньшей площадью дифференциального поршня 12 воздействует высокое давление столба откачиваемой из скважины жидкости. При перемещении плунжера 8 вверх он последовательно перекрывает сначала основной 6, а затем и дополнительный 29 каналы, причем до перекрытия последнего через него на ступень 15 с меньшей площадью дифференциального поршня 12 продолжает воздействовать высокое давление, обеспечивающее сжатие пружины 19. При дальнейшем движении плунжера 8 вверх, т.е. в конце его хода, он проходит основной канал 6 и открывает его, в то время как дополнительный канал 29 при этом остается закрытым плунжером, что исключает возможность сообщения области высокого давления над плунжером с кольцевым каналом 7 и кана3

лом 6 и обеспечивает тем самым возможность перемещения дифференциального поршня 12 дополнительного насоса.

Так как при такте всасывания давление под плунжером 8 меньше давления над ним, которое сохраняется в кольцевом канале 7 до открытия плунжером 8 основного канала 6, то при открытии последнего под воздействием разности давлений в кольцевом канале 7 и под плунжером 8, равной например давлению на приеме насоса, нарушается равновесие пружины 19 и она, разгружаясь перемещает дифференциальный поршень 12 дополнительного насоса вверх,

30394

нагнетая дополнительную жидкости в цилиндр 2 основного насоса 5. При этом плунжер 8 не испытывая противодействия газа, совершает 5 свой рабочий ход на всю расчетную длину, что обеспечивает повьшенИе производительности насоса.

Увеличение степени разгрузки пружины 19 улучшает условия ее рабоtO ты, так как за цикл работы степень ее загрузки уменьшается,вследствие чего уменьшается вероятность ее разрушения и прекращения тем самым работы дополнительного насоса.

15 При этом увеличива ется надежность и долговечность работы установки, а также эффективность эксплуатации.

СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС, содержапщй узел подвески, корпус с цилиндром основного насоса, прием которого оборудован всасывающим клапаном, а рабочая полость сообщена с каналом вокруг корпуса, к установленньй с возможностью возвратно-поступательного перемещения в рабочей полости циливдра проходной плунжер с нагнетательным клапаном, а также имеющий расположенный на приеме дополнительный насос, выполненный в виде установленных в корпусе всасывающего клапана и дифференциального поршня с образованием полостей, одна из которых со стороны меньшей площади поршня и полость над большей площадью поршня гидравлически сообщены с рабочей полостью цилиндра основного насоса, при этом поршень со стороны большей площади подпружинен и имеет нагнетательный клапан, пружина дифференциального поршня установлена снаружи корпуса дополнительного насоса, цилиндр которого связан с приемом основного насоса при помощи направляющих элементов, а нижняя часть корпуса дополнительного насоса выполнена с вертикальными окнами,дифференциальный поршень - с трубчатым перфорированным толкателем с упором, размещенным над пружиной и установленным с возможностью перемещения в сл вертикальных окнах, отличающийся г ем, что у с целью повьшения эффективности эксплуатации при откачке газированных жидкостей, цилиндр основного насоса снабжен дополнительным каналом, выполненным над основным каналом для сообщения рао бочей полости цилиндра насоса с касо налом вокруг его корпуса на расстояо нии, меньшем рабочей длины плунже00 ра, и расположенным в зоне узла его подвески.