Скважинная штанговая насосная установка Советский патент 1991 года по МПК F04B47/02 

Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к скважинным штанговым насосным установкам, и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности при откачке пластовых жидкостей содержащих песок, из скважин.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности при откачке пес- косодержащих пластовых жидкостей.

На фиг.1 схематично представлена скважинная штанговая насосная установка при ходе колонны насосных штанг вверх; на фиг.2 - то же, при ходе колонны насосных штанг вниз.

Скважинная штанговая насосная установка содержит цилиндр 1 с размещенным в его нижней части всасывающим 2 клапаном и связанный с колонной насосных труб 3, установленный в цилиндре 1 с возможностью образования подплунжерной камеры 4 полый плунжер 5 с размещенным в его верхней части нагнетательным клапаном 6 в виде седла 7 и запорного элемента 8 с взаимодействующими друг с другом коническими поверхностями (не обозначены), причем запорный элемент 8 связан с колонной насосных штанг 9 , которая снабжена упорным кольцом 10, и установлен с возможностью ограниченного перемещения

о VI

чэ о м

относительно конической поверхности седла 7 и образования кольцевого 11 канал для прохода нагнетаемой жидкости.

Полый плунжер 5 снабжен размещенным в его полости (не обозначена) верхним 12 и нижним 13 ограничителями, между которыми расположено седло 7 нагнетательного 6 клапана, выполненное из эластичного материала. Запорный элемент 8 нагнетательного 6 клапана в нижней части своей конической поверхности выполнен с кольцевым цилиндрическим выступом 14, установленнымсвозможностьювзаимодействия с нижним 13 ограничителем полого плунжера 5 при ходе колонны насосных штанг 9 вверх. Кольцевой цилиндрический выступ 14 запорного элемента 8 нагнетательного 6 клапана и упорное кольцо 10 снабжены расположенными эксцентрично их оси соответственно сквозными отверстиями 15 и 16, которые расположены с возможностью гидравлической связи под- плунжерной камеры 4 цилиндра 1 насоса с полостью колонны насосных труб 3 через кольцевой 11 канал при ходе колонны на- сосных штанг 9 вниз.

Упорное кольцо 10 расположено на колонне насосных штанг 9 на определенном расстоянии над верхним торцом запорного элемента 8 нагнетательного 6 клапана, которое рассчитывается из условия, чтобы площадь кольцевого 11 канала между сечением конической поверхности седла 7 нагнетательного клапана и верхним торцом его запорного элемента 8 в его нижнем положении была бы не менее площади кольцевого канала 17 между проходным отверстием (не обозначено) верхнего 12 ограничителя полого плунжера 5 и колонной насосных штанг 9.

Скважинная штанговая насосная установка работает следующим образом. При ходе колонны насосных штанг 9 вместе со связанным с ней запорным элементом 8 нагнетательного 6 клапана вверх (фиг.1) коническая поверхность запорного элемента нагнетательного клапана перемещается до взаимодействия с конической поверхностью его седла 7, выполненного из эластичного материала, а кольцевой цилиндрический выступ 14 упирается в нижний 13 ограничитель полого плунжера 5, после чего начинается подъем последнего вверх. Всасывающий 2 клапан открывается ви происходит заполнение подплунжерной камеры 4 цилиндра 1 насоса пластовой жидкостью скважины. Благодаря плотному соединению конических поверхностей запорного элемента 8 и седла 7, выполненного из эластичного материала, нагнетательного 6 клапана, утечка жидкости между ними отсутствует, что в свою очередь практически исключает наличие абразивного износа соприкасающихся поверхностей

нагнетательного клапана.

При ходе колонны насосных штанг 9 вместе со связанным с ней запорным элементом 8 нагнетательного 6 клапана вниз (фиг 2) сначала начинает свое движение

0 вниз запорный элемент 8, причем это движение осуществляется до тех пор, пока упорное кольцо 10, установленное на колонне насосных штанг 9, не начинает взаимодействовать с верхним 12 ограничителем

5 полого плунжера 5, после чего последний начинает свое движение вниз. Пластовая жидкость, находящаяся в подплунжерной камере 4 цилиндра 1 насоса, по образовавшемуся между коническими поверхностями

0 запорного элемента 8 и седла 7 нагнетательного 6 клапана кольцевому 11 каналу, а также через сквозные отверстия 15 и 16 соответственно в кольцевом цилиндрическом выступе 14 запорного элемента 8 на5 гнетательного клапана и упорного кольца 10 через кольцевой 17 канал нагнетается в над- плунжерную камеру (не обозначена) цилиндра 1 насоса и далее в колонну насосных труб 3. Поскольку скорость движения пла0 стовой жидкости по кольцевым 11 и 17 каналам в цикле нагнетания происходит при мзлом перепаде давления в цилиндре 1 насоса и полости колонны насосных труб 3, то заметного абразивного изнашивания кони5 ческих поверхностей запорного элемента 8 и седла 6 нагнетательного 6 клапана по существу не происходит, а срок службы насоса определяется лишь износостойкостью его рабочей пары цилиндр 1 - полый плун0 жер 5.

Формула изобретения Скважинная штанговая насосная установка, содержащая цилиндр с размещенным в его нижней части всасывающим

5 клапаном и связанный с колонной насосных труб, установленный в цилиндре с возможностью образования плунжерной камеры полый плунжер с размещенным в его верхней части нагнетательным клапаном в виде 5 седла и запорного элемента с взаимодействующими друг с другом коническими поверхностями, причем запорный элемент связан с колонной насосных штанг, которая снабжена упорным кольцом, и установлен с воз0 можностью ограниченного перемещения относительно конической поверхности седла и образования кольцевого канала для прохода нагнетаемой жидкости, отличающаяся тем, что, с целью повышения 5 эксплуатационной надежности при откачке

пескосодержащих пластовых жидкостей, полый плунжер снабжен размещенными в его полости верхним и нижним ограничителями, между которыми расположено седло нагнетательного клапана, выполненное из эластичного материала, запорный элемент в нижней части своей конической поверхности выполнен с кольцевым цилиндрическим выступом, установленным с возможностью взаимодействия с нижним ограничителем

полого плунжера при ходе колонны насосных штанг вверх, кольцевой цилиндрический выступ запорного элемента и упорное кольцо снабжены расположенными эксцентрично их оси сквозными отверстиями, которые расположены с возможностью гидравлической связи подплунжерной камеры цилиндра насоса с полостью колонны насосных труб через кольцевой канал при ходе колонны насосных штанг вниз,

Изобретение может быть использовано в скважинных установках при откачке пластовых жидкостей содержащих песок. Цель изобретения - повышение эксплуатационной надежности установки. Полый плунжер снабжен размещенными в его полости верхним и нижним ограничителями 12, 13, между которыми расположено седло нагнетательного клапана, выполненное из эластичного материала. Запорный элемент клапана в нижней части своей конической поверхности выполнен с кольцевым цилиндрическим выступом 14, установленным с возможностью взаимодействия с ограничителем 13 при ходе колонны насосных штанг вверх. Выступ 14 и упорное кольцо снабжены расположенными эксцентрично их оси сквозными отверстиями, которые расположены с возможностью гидравлической связи подплунжерной камеры цилиндра насоса с полостью колонны насосных труб через кольцевой канал 11 при ходе колонны насосных штанг вниз. Поскольку скорость движения жидкости по кольцевым каналам 11, 17 в цикле нагнетания происходит при малом перепаде давления в цилиндре 1 и полости колонны насосных труб, то заметного абразивного изнашивания конических поверхностей элемента и седла не происходит. 2 ил.

г