Пневматический насос замещения Советский патент 1987 года по МПК F04F1/08 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к установкам периодического газлифта.

Известна установка периодического газлифта, состоящая из пакера, камеры накопления с обратным клапаном, однорядной колонны лифтовых труб с установленными на ней пусковыми и рабочим газлифтными клапанами, работающими от давления газа в затрубном пространстве, устьевой арматуры, станции управления с электрическим питанием мембранно-исполнительного механизма 1.

Наличие в станции управления реле времени с электрическим питанием, что нежелательно в пожарном отношении, значительно снижает надежность нормального функционирования всей установки. Кроме того, известную установку невозможно применять при неисправной эксплуатационной колонне, так как рабочий агент нагнетается в затруб- ное пространство и может произойти проникновение его в пласт.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является пневматический насос замещения, содержащий камеру замещения с каналами впуска газа, всасывания и нагнетания перекачиваемой жидкости, снабженной клапанами, причем клапаны впуска газа и нагнетания жидкости выполнены поплавковыми 2.

Недостатком этого насоса является сложность конструкции. Продолжительность периодов накопления и выброса задается постоянным и не совпадает с фактическим накоплением поступающей из пласта жидкости в камере замещения и выбросом ее из лифтовых труб, что приводит к неполному использованию добывных возможностей скважины и увеличению расхода рабочего агента.

Целью изобретения является повышение надежности и сокращение расхода газа.

Указанная цель достигается тем, что Б пневматическом насосе замещения, содержащем камеру замещения с каналами впуска газа, всасывания и нагнетания перекачиваемой жидкости, снабженную клапанами, причем клапаны впуска газа и нагнетания жидкости выполнены поплавковыми, насос дополнительно содержит полый цилиндр, размещенный в верхней части камеры замещения, имеющий два канала, один из которых сообщает полость цилиндра с каналом нагнетания перекачиваемой жидкости, а другой выполнен Г-образной формы и сообщает канал впуска газа с камерой замещения. Клапан впуска газа выполнен в виде грушеобразного сосуда с соплом и горловиной, выполненной в виде трубки с продольными окнами и головкой, при этом горловина клапана размещена в полости цилиндра, поплавковый клапан впуска газа установлен с возможностью перемещения относительно сосуда и периодического контакта с ним.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

канал нагнетания перекачиваемой жидкости в зоне перемещения поплавкового клапана имеет отверстие, а в нижней части - заглущ- ку с каналами.

На фиг. 1 представлено расположение деталей установки в скважине, заполненной жидкостью (в начальный момеит); на фиг. 2а - момент вытеснения жидкости из камеры накопления, где стрелками показано прохождение газа; на фиг. 26 - положение, соответствующее началу, периода накопления.

Пневматический насос замещения содержит камеру 1 замещения с каналами 2 впуска газа, всасывания 3 и нагнетания 4 перекачиваемой жидкости, снабженными клапанами 5--8, причем клапаны 8 и 6 впуска газа и нагнетания жидкости выполнены поплавковыми, а насос дополнительно содержит полый цилиндр 9, размещенный в верхней части камеры 1 замещения, имеющий два канала 10 и 11, один из которых сообщает полость цилиндра с каналом 4 нагнетания перекачиваемой жидкости, а другой выполнен Г-образной формы и сообщает канал 2 впуска газа с камерой 1 замещения, клапан 7 впуска газа выполнен в виде грушеобразного сосуда с соплом 12 и горловиной 13 в виде трубки с продольными окнами 14 и головкой 15, при этом горловина 13 клапана 7 размещена в полости цилиндра, при этом поплавковый клапан 8 впуска газа установлен с возможностью перемещения относительно сосуда и периодического контакта с ним, причем канал 4 нагнетания перекачиваемой жидкости в зоне перемещения поплавкового клапана 8 имеет отверстие 16, а в нижней части - заглушку 17 с каналами 18. На канале 4 нагнетания установлена муфта 19.

Пневматический насос замещения работает следующим образом.

После спуска оборудования в скважину жидкость, поступающая из пласта, заполняет камеру I замещения. Расположение деталей устройства соответствует положению (фиг. 1), т. е. клапан 6 своим верхним концом упирается в муфту 19, поплавковый клапан 8 упирается в сопло 12 и отжимает грущеобразный клапан 7 вверх. Окно 14 горловины 13 совмещено с Г-образным каналом 11.

При запуске скважины рабочий агент (газ) подается в канал 2 впуска газа, проходя через Г-образный канал И, окно 14, попадает в горловину 13 грушеобразного клапана 7 и через сопло 12 поступает в камеру 1 замещения.

В процессе работы газ, выходящий из сопла 12, отжимает жидкость и поплавковый клапан 8 садится на муфту 19, при это.м клапан 7 остается приподнятым (открытым) под действием реактивной силы струи газа, выходящего из сопла. Нагнетаемый газ продолжает отжимать жидкость вниз. Под

действием давления газа жидкость, находящаяся в камере 1 замещения, оттесняется к отверстию канала 18. Подаваемый газ, вытеснив жидкость из камеры замещения, через канал 18 заглущки 17 попадает в канал 4 нагнетания и выбрасывает находящуюся в них жидкость на поверхность. При этом поплавковый клапан 6 также перемещается вниз и, когда он дойдет до заглущки 17 и сядет на нее, канал 18 закроется и движение газа по камере 1 замещения прекращается, в результате чего давление внутри клапана 7 и под ним, т. е. в камере 1 замещения, уравнивается и клапан 7 опускается вниз (ввиду отсутствия реактивной силы) и на головке 15 подвешивается в цилиндре 9. В таком положении клапан 7 своей горловиной 13 закрывает проход Г-образно- го канала 11. Канал 10 предназначен для разрядки пространства над головкой 15. Отверстия 16 в канале 4 нагнетания предназначены для разрядки камеры 1 замещения, что необходимо для свободного поступления жидкости в камеру 1 з амещения.

После описанного процесса наступает период накопления жидкости в камере 1 замещения.

Когда уровень жидкости в камере 1 замещения достигает поплавкового клапана 6, то он, всплывая, открывает отверстия канала 18 и, дойдя до муфты 19, останавливается, далее, уровень жидкости поднимает клапан 8, который, достигнув сопла 12, поднимет клапан 7 до положения совмещения окна 14 с Г-образным каналом 11 и газ начинает поступать в камеру 1 замещения. Таким образом, цикл повторяется.

При применении установки отпадает необходимость применения станции управления, которая в известных условиях регулирует период накопления и нагнетания.

Период накопления регулируется самим пластом, так как клапан открывается поплавком при заполненной камере накопления, что имеет существенное значение в сравнении с известными установками, где период накопления может не совпадать с работой пласта.

Периодичность подачи газа в скважину осуществляется клапаном, работающим по принципу реактивной силы струи газа, выходящего из сопла.

Фиг. 2