Скважинный гидроштанговый насосный агрегат Советский патент 1991 года по МПК F04B47/04 

Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к скважинным гидроштанговым насосным агрегатам, и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности при эксплуатации скважин, s том числе и наклонно-направленных.

Цель изобретения - повышение эффективности в эксплуатации путем улучшения условий запуска и рационального использования гидроштанги.

На чертеже схематично представлена скважинная гидроштанговая насосная установка, продольный разрез.

Скважинный гидроштанговый насосный агрегат содержит корпус 1 и расположенные в кожухе 2 двигательный 3 и насосный 4 цилиндры с соответственно размещенными в них приводным 5 и рабочим 6 жестко связанными между собой штоком 7 полыми плунжерами с образованием в насосном цилиндре 4 рабочей 8, а в двигательном цилиндре 3 - приводной 9 полостей, а также две колонны 10 и 11 труб, расположенные параллельно друг другу в полости эксплуатационной колонны 12 труб скважины 13, с концом одной из которых связан двигательный 3, а с концом другой - насосный 4 цилиндры, при этом гидравлически сообщенная с первой колонной 10 труб приводная полость 9 подключена к поверхност- ному гидроприводу (не показан), а гидравлически сообщенная с второй колонной 11 труб рабочая полость 8 подключена с одной стороны через всасывающий клапан 14 и фильтр 15 к затрубному пространству 16 скважины 13, а с другой - через установленный в полости рабочего плунжера 6 нагнетательный клапан 17, и полость второй колонны 11 труб к напорной магистрали (не показана). Приводной 5 плунжер дополнительно снабжен размещенным в верхней части его полости перепускным подпружиненным обратным клапаном 18, установленным с возможностью гидравлической связи гидроштанги 19 в полости эксплуатационной колонны 12 труб скважины 13 с приводной полостью 9 двигательного цилиндра 3, вторая труба 11 выполнена с обводным каналом 20 и установлена с возможностью гидравлической связи ее полости с полостью насосного цилиндра 4 при ходе связанных между собой штоком 7 полых приводного 5 и рабочего 6 плунжеров вниз, а шток 7 выполнен непроходным и уплотнен через уплотнитель 21 в верхней части насосного 4 цилиндра. Двигательный 3 и насосный 4 цилиндры выполнены длин- но кодовыми в виде секций 22, каждая из которых своим верхним концом жестко связана с кожухом 2, а нижним - свободно размещена в нем с возможностью радиального перемещения.

Скважинный гидроштанговый насосный агрегат работает следующим образом. Насосный агрегат спускается в затруб- ное пространство 16 скважины 13 на эксплуатационной колонне 12 труб. Затем в , полость гидроштанги 19 эксплуатационной

0 колонны 12 труб спускаются две непрерывно наматываемые колонны 10 и 11 труб, которые через направляющие воронки (не показаны) входят в посадочные узлы (не показаны) корпуса 1, где уплотняются. Затем

5 с поверхности посредством силового насоса (не показан) в полость гидроштанги 19 закачивается рабочая жидкость (вода или нефть). При определенном давлении рабочей жидкости, превышающем расчетное

0 давление, необходимое для выполнения хода вниз связанных между собой штоком 7 приводного 5 и рабочего 6 полых плунжеров, открывается размещенный в верхней части полости приводного плунжера 5 до5 пол,нительный перепускной подпружиненный обратный клапан 18 и рабочая жидкость перепускается по обводному каналу 20 в первую колонну 10 труб. При этом все воздушные пробки в течение нескольких минут

0 вытесняются попервой колонне 10 труб на поверхность. Установка готова к работе. Она подключается к поверхностному гидроприводу (не показан) и запускается в работу. Поверхностный гидропривод цикличе5 ски создает избыточное давление поочередно в полости гидроштанги 19 эксплуатационной колонны 12 труб и в полости первой колонны 10 труб. Добываемая сквэжинная жидкость нагнетается на поверхность по второй

0 колонне 11 труб.

При создании рабочей жидкости в первой колонне 10 труб и соответственно в под- плунжерной камере (не обозначена) приводной 9 полости жестко связанные

5 между собой штоком 7 приводной 5 и рабочий 6 полые плунжеры начинают перемещаться вверх. При этом жидкость из надплунжерной камеры (не обозначена) приводной полости 9 двигательного цилин0 дра 3 вытесняется в эксплуатационную колонну 12 труб, а добываемая скважинная жидкость нагнетается в эксплуатационную колонну 12 труб, а добываемая скважиниая жидкость нагнетается из надплунжерной

5 камеры (не обозначена) рабочей 8 полости насосного 4 цилиндра при закрытом нагнетательном клапане 17 по обводному каналу 20 и второй колонне 11 труб на поверхность в промысловую систему замера и сбора нефти (не показаны). В подплунжерной камере

(не обозначена) рабочей полости 8 насосного 4 цилиндра создается разрежение, от крывается всасывающий клапан 14 и происходит всасывание добываемой сква- жинной жидкости в рабочую полость 8 на- сосного цилиндра через фильтр 15 и заполнение подплунжерной камеры рабочей полости насосного цилиндра.

При остановке связанных между собой штоком 7 приводного 5 и рабочего 6 полых плунжеров в крайнем верхнем положении поверхностный гидропривод автоматически переключает поток рабочей жидкости из первой колонны 10 труб в полость гидроштанги 19 эксплуатационной колонны 12 труб. При этом создаваемое рабочее давление жидкости в полости гидроштанги 19 необходимое для обеспечения хода связанных штоком 7 приводного 5 и рабочего б полых плунжеров вниз, значительно мень- ше давления перепуска рабочей жидкости через дополнительный перепускной под пружиненный клапан 16, который закрыт Связанные между собой штоком 7 приводной 5 и рабочий 6 полые плунжеры переме щаются вниз, рабочая жидкость из подплунжерной камеры приводной полости 9 двигательного цилиндра 3 вытесняется в первую колонну 10 труб и далее в поверхностный гидропривод. Всасываю- щий клапан 14 закрывается, нагнетательный клапан 17 открывается и добываемая скважинная жидкость из подплунжерной камеры рабочей полости 8 насосною цилиндра 4 перепускается в надплунжерную м- меру рабочей полости насосного цилиндра При достижении связанных шгоком 7 приводного 5 и рабочего 6 полых плунжеров крайнего нижнего положения поверхностный гидропривод автоматически переклю- чает поток рабочей жидкости из эксплуатационной колонны 12 труб в первую колонну 10 труб. Далее процесс повторяется.

Надежный вход приводного 5 и рабоче- го 6 полых плунжеров в секции 22 двигательного 3 и насосного 4 цилиндров при ходе вверх и вниз обеспечивается за счет того, что оба конца каждого плунжера выполнены с коническими проточками (не обозначены), а торцовые части секций цилиндров выполнены с входной конусной поверхностью. Кроме того, при выполнении хода вверх и входе рабочего плунжера 6 в свободный конец секции насосного цилин- дра 4 шток 7 будет работать на растяжение.

Закрепление секций 22 цилиндров 3 i -1 верхними частями в кожухах 2 позв. исключить попадание песка и меуаничо1 их примесей Б зазор между цилиндром i, кожу хом.

Формула изобретения

1.Скважинныи гидроштанговыи насог- ный агрегат, содержащий корпус и расположенные в кожухе двигательный и насосный цилиндры с соответственно разметенными в них приводным и рабочим жестко связок ными между собой штоком полыми плунжерами с образованием в насосном циличп.ре рабочей, а в двигательном - приводном полостей, а также две чолончы труб, расположенные в полости эксплуатационной колонны труб скважин ,|, с KOHIC тят - которых связан дЕМ гпельт А, -; t -,K другой - насосный инлпнлры, ир1 мом л равличесш сообщенная г- перв и труб приводная полость подклку сьа , то верхностному гидроприводу, а п-дррп скп сообщение0 с cnopoi- ,% rpyf рабочая полость подключоча с uu -п сор - ны через всчсы имй клапан к сччлп г затрубному пространству счз t,,, а с.ору гой -через установленный в полости чего плунжера нчгпс 1 чтел1Ч1 рй члапчн ;

ПОЛОСТЬ ВТОрОЧ K. |TrilJlibl ip О Г ,

магистрали, о т л и ю MI п и с я то , го. с целью повышения эффект в эксплуатации путем улучшения уолс- Чч залу ска и рациональнсчо гидроштанги, приводной пополни гельно снабжен размешенннм v Of ччой чз сти его полости перепускь-ыг подпружиненным обратным клапаном, установленным с возможностью гидрг15/;и«о- ской связи гидроштанги п РОЛОГ эксплуатационной колонны ipv 6 скг,гжины с приводной полость-о дригательнсго цилиндра, вторая труба выполнена с обводным каналом и установлена с возможностью гидравлической сачзм ее по лости с полостью насосного цилиндт при ходе связанных между собой штоком полых приводного и рабочего плунжорон ениз, а шток выполнен нспрохсдн м и уппогнен в верхней части насосного цилиндра

2.Агрегат по п.1, о т л и ч з ю щ f и с тем, что двигательным и насосный -/имд ры выполнены длинноходовыми в РИДО секций, каждая из которых своим верхним концом жестко связана с кожухом, нижним свободно размещена в нем с возможностью радиального перемещения,

Изобретение м.б. использовано в нефтегазодобывающей промышленности при эксплуатации наклонно-направленных скважин. Цель изобретения - повышение эффективности в эксплуатации гидроштангового насосного агрегата путем улучшения условий запуска и рационального использования гидроштаиги. Приводной плунжер 5 снабжен размещенным в верхней части его полости (П) перепускным подпружиненным обратным клапаном 18. Клапан 18 установлен с возможностью гидравлической связи гидроштанги 19 в П эксплуатационной колонны 12 труб скважины 13 с приводной П 9 двигательного цилиндра (Ц) 3. Труба 11 выполнена с обводным каналом 20 и установлена с возможностью гидравлической связи ее П с П насосного Ц 4 при ходе связанных между собой штоком 7 плунжеров 5, 6 вниз. Шток 7 выполнен непроходным и уплотнен в верхней части Ц 4. Ц 3,4 выполнены длин- ноходовыми в виде секций 22, каждая из к-рых своим верхним концом жестко связана с кожухом 2, а нижним свободно размещена в нем с возможностью радиального перемещения. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. сл с к 43 О о о