Электромагнитный скважинный насос Советский патент 1990 года по МПК F04B43/04 

1

(21)4226953/25-29

(22)10.04.87

(46) 15.01.90. Бкш. № 2

(71)Тюменский индустриальный институт им. Ленинского комсомола

(72)А.Г. Сергеев и А.А. Двинин (53) 621.651 (088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР № 909291, кл. F 04 В 43/04, 1980.

(54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ СКВАЖИННЫЙ НАСОС

(57) Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к электромагнитным скважинным насосам, позволяет повысить их надежность путем более эффективного охлаждения жидкометал- лического поршня (П) 4 и упростить ремонт. Подъемный цилиндр (Ц) 1 ох

Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к электромагнитным скважинным насосам, и позволяет повысить их надежность путем более эффективного охлаждения жидкометаллического поршня (П) 4 и упростить ремонт. Подъемный цилиндр (Ц) 1 охвачен снаружи электромагнитной обмоткой 2. В верхней части Ц 1 установлен нагнетательный клапан 3, в зоне действия обмотки 2 - П 4. Полость Ц 1 снабжена по меньшей мере одним установленным концентрично рассекателем 6. Нижняя часть Ц 1 в месте размещения линии 5 всасывания выполнена с приемной камерой (К) 7 большего диаметра, чем Ц 1. В К 7 размещен П 4. Нижняя и верхняя части К 7 гидравлически сообщены соответственно с полостью Ц 1 и линией 5. Верхняя часть К 7 снабжена радиальными каналами 8, выполненными с возможностью ее сообщения с линией 5. Зеркало П 4 в крайнем нижнем положении П 4 расположено ниже отверстий каналов 8. Рассекатель 6 выполнен в виде воронки 9 с насадкой 10 и размещен в полости Ц 1 насадкой 10 вниз. 3 з.п.ф-лы, 4 ил.

(Л

ел

со о

о

4 СЛ

вачен снаружи электромагнитной обмоткой 2. В верхней части Ц 1 установлен нагнетательный клапан 3, в зоне действия обмотки 2 - П 4. Полость Ц 1 снабжена по меньшей мере одним установленным концентрично рассекателем 6. Нижняя часть Ц 1 в месте размещения линии 5 всасывания выполнена с приемной камерой (К) 7 большего , диаметра, чем в Ц 1. В К 7 размещен П 4. Нижняя и верхняя части К 7 гид

Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к электромагнитным скважинным насосам, и может быть использовано в нефтегазо- добывающих отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение надежности путем более эффективного охлаждения жидкометаллического поршня и упрощение ремонта.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого электромагнитного скважинного насоса, жидко- металлический поршень которого находится в крайнем нижнем положении при отключении электроэнергии от обмотки; на фиг. 2 - то же, при ходе жидко- металлического поршня вверх; на фиг. 3 - то же, при ходе жидкометаллического поршня вниз; на фиг. 4 - приемная камера электромагнитного скважинного насоса с аварийными клапанами.

Электромагнитный скважинный насос содержит подъемный цилиндр 1, ох- ваченный снаружи электромагнитной обмоткой 2, установленный в верхней части подъемного цилиндра 1 нагнетательный клапан 3 и расположенный в зоне действия электромагнитной обмот- ки 2 жидкометаллический поршень 4, а также линию 5 всасывания. Полость подъемного цилиндра 1 снабжена по . меньшей мере одним установленным концентрично рассекателем 6. Нижняя часть подъемного цилиндра 1 в месте размещения линии 5 всасывания выполнена с приемной камерой 7 большего,- чем у подъемного цилиндра 1 диаметра, в которой размещен жидкометалличес- кий поршень 4, а нижняя и верхняя части приемной камеры 7 гидравлически сообщены соответственно с полостью приемного цилиндра 1 и линией 5 всаравлически сообщены соответственно с полостью Ц 1 и линией 5. Верхняя часть К 7 снабжена радиальными каналами 8, выполненными с возможностью ее сообщения с линией 5 Зеркало П 4 в крайнем нижнем положении П 4 расположено ниже отверстий каналов 8. Рассекатель 6 выполнен в виде воронки 9 с насадкой 10 и размещен в полости Ц 1 насадкой 10 вниз. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

5

0 5

0

, 5 Q

сывания. Верхняя часть приемной камеры 7 снабжена радиальными каналами 8, выполненными с возможностью сообщения верхней части приемной камеры и линии 5 всасывания. Зеркало жидкометаллического поршня 4 в крайнем нижнем положении последнего расположено ниже отверстий (не обозначены) радиальных каналов 8, Рассекатель 6 выполнен в виде воронки 9 с насадкой 10 и размещен в полости v подъемного цилиндра 1 насадкой 10 вниз. Электромагнитная обмотка 2 соединена кабелем 11 с наземным источником тока (не показан). Нагнетательный клапан 3 подъемного цилиндра 1 выполнен во вставном варианте и снабжен ловильным устройством (не показано). Радиальные каналы 8 переходят в наклонные патрубки 12 и снабжены аварийными клапанами 13 (фиг. 4).

Предлагаемый электромагнитный скважинный насос работает следующим образом.

В исходном положении, при отсутствии подачи электроэнергии по кабелю 11 к электромагнитной обмотке 2, жидкометаллический поршень 4 находится в крайнем нижнем положении (фиг.1) и занимает нижнюю часть объема приемной камеры 7, при этом нагнетательный клапан 3 закрыт. При подаче электроэнергии по кабелю 11 к электромагнитной обмотке 2 (фиг. 2) в насосе происходит перемещение жидкометаллического поршня 4 вверх по полости подъемного цилиндра 1.

Жидкометаллический поршень 4, находясь в монолитном состоянии, вытесняет пластовую жидкость вверх по подъемному цилиндру 1 через открывшийся нагнетательный клапан 3. При этом в силу разрежения под жидкомеI

таллическим поршнем 4 и наличия забойного давления пластовая жидкость поступает по линии 5 всасывания и радиальным каналам 8 и поднимается по подъемному цилиндру 1 вслед за жидкометаллическим поршнем. Обтекание жидкометаллическим поршнем.4 насадок 10 и воронок 9 снизу в силу их формы не нарушает монолитности жидко- металлического поршня. Производится рабочий ход жидкометаллического поршня и подача вверх пластовой жидкости.

При движении вверх жидкометалли - ческий поршень 4 достигает крайнего верхнего положения, которое ограничено протяженностью электромагнитной обмотки 2 с таким расчетом, чтобы предотвратить выброс жидкометаллического поршня через нагнетательный кла- пан 3, и в то же время поднять жид- кометаллический поршень выше воронки 9 самого верхнего из рассекателей 6. При отключении электроэнергии

жидкометаллический поршень 4 под дей- 25 действия электромагнитной обмотки

ствием собственного веса начинает падать (фиг. 3). При этом воронка 9 и насадка 10 рассекателя 6 нарушают монолитность жидкометаллического поршня 4, формируя центральную струю из насадка 10 и окружные потоки через края воронки 9. Нагнетательный клапан 3 под действием столба жидкости в насосных трубах (не показаны) закрывается.

Благодаря последовательному рассеканию жидкометаллического поршня 4 воронками 9 и насадками 10 он, падая, не вытесняет пластовую жидкость из полости подъемного цилиндра 1, в результате полость подъемного цилиндра 1 остается заполненной пластовой жидкостью.

В конце хода вниз жидкометаллический поршень 4 формируется в приемной камере 7 монолитным составом (фиг.1), а столб пластовой жидкости оказывается отсеченным от забоя. При подаче электроэнергии по кабелю 11 к электромагнитной обмотке 2 цикл работы насоса повторяется. При работе насоса (фиг. 4) аварийные клапаны 13 постоянно открыты, так как поток пластовой жидкости направлен в сторону от открытия этих клапанов, а при опускании жидкометаллического поршня 4 остаточное давление жидкости и газа в силу того, что радиальные каналы 8 переходят в наклонные патрубки 12

IO

2Q

15

не может закрыть аварийные клапаны 13. При ремонте насоса, который заключается в замене нагнетательного клапана 3 ловильным инструментом, столб жидкости действует на жидкоме- таллический поршень 4 (ртуть), который поднимается в подъемной камере 5 выше уровня наклонных патрубков 12 и в силу большого удельного веса материала жидкометаллического поршня А (ртути) запорные элементы (не обозначены) аварийных клапанов 13 всплывают, и последние закрываются, т.е. нет необходимости в глушении скважины.

Формула изобретения

0

5

0

5

5

жидкометаллический поршень, а также линию всасывания, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем более эффективного охлаждения ткидкометаллического поршня и упрощения ремонта, полость подъемного цилиндра снабжен по меньшей мере одним установленным концент- рично рассекателем, нижняя часть подъемного цилиндра в месте размещения линии всасывания выполнена с приемной камерой большего, чем у подъемного цилиндра, диаметра, в которой размещен жидкометаллический поршень, а нижняя и верхняя части подъемной камеры гидравлически сооб- щены соответственно с полостью приемного цилиндра и линией всасывания.

О-н -Р

т

+ -f

V

А

фиг. Z

Фиг.з

i