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 для подъема высоковязкой нефти, и может быть использовано в нефтегазовых отраслях промыш- ленности при эксплуатации скважин.

Цель изобретения - повышение эффективности в эксплуатации путем улучшения условий всасывания и нагнетания поднимаемой жидкости и снижения динамических нагрузок.на колонну насосных штанг,

На фиг.1 схематично представлена скважинная штанговая насосная установка для подъема высоковязкой нефти при ходе колонны насосных штанг вниз; на фиг.2-то же, при ходе колонны насосных штанг вверх; на фиг.З и 4 - тарельчатые элементы запорного элемента нагнетательного клапана.

Скважинная штанговая насосная уста- новка для подъема высоковязкой нефти содержит цилиндр 1, на боковой поверхности которого выполнено сливное отверстие 2, установленный в цилиндре 2 полый плунжер 3, кинематически связанный с колон- ной насосных штанг 4, всасывающий 5 и нагнетательный 6 клапаны с соответственно запорными элементами 7 и 8. Колонна насосных штанг 4 снабжена установленными на ней жестко соответственно нижним и верхним толкателями 9 и 10. На нижнем толкателе 9 размещен запорный элемент 8 нагнетательного клапана 6. Кинематическая связь полого плунжера 3 с колонной насосных штанг 4 выполнена посредством запорного элемента 8 нагнетательного клапана 6. Верхний толкатель 10 размещен над полым плунжером 3. Колонна насосных штанг 4 установлена с возможностью свободного возвратно-поступательного движе- ния внутри плунжера 3, причем последний выполнен подвижным, а цилиндр 1 -укороченным и связанным с колонно й насосных труб 11. Укороченный цилиндр 1 снизу снабжен патрубком 12, жестко связанным с ци- линдром, причем всасывающий клапан 5 установлен в нижней части патрубка 12.

Запорный элемент 8 нагнетательного клапана 6 выполнен в виде набора отдельных свободно расположенных на колонне насосных штанг4 тарельчатых элементов 13 и 14 (фиг.2-4), перекрывающих друг друга при ходе колонны насосных штанг 4 вверх и размещенных между запорным элементом 8 нагнетательного клапана 6 и нижним толкателем 9,

Скважинная штанговая насосная установка работает следующим образом.

Вначале на колонне насосных труб 11 в скважину (не показана) спускают выполненный укороченным цилиндр 2 в сборе с патрубком 12 и всасывающим клапаном 5. Затем на колонне насосных штанг 4 спускают запорный элемент 8 нагнетательного клапана 6 со свободно насаженными на штангу колонны тарельчатыми элементами 13 и 14, а также полым плунжером 3 и верхним и нижним толкателями 9 и 10.

При ходе колонны насосных штанг 4 вверх запорный элемент 8 нагнетательного клапана 6 с набором отдельных свободно расположенных на колонне насосных штанг .тарельчатых элементов 13 и 14 плавно перекрывает полость (не обозначена) плунжера 3 и перемещает его вверх вместе с находящейся в плунжере высоковязкой нефтью на величину хода колонны насосных штанг (фиг.2).

При перемещении колонны насосных штанг 4 вверх запорный элемент 8 нагнетательного клапана 6 плавно изменяет площадь сечения запираемого пространства (не обозначено) над клапаном, тем самым полностью исключаются резкие динамические нагрузки на колонну насосных штанг. Одновременно через всасывающий клапан 5 происходит всасывание жидкости в патрубок 12 под полый плунжер 3 штангового насоса (не показан).

При ходе колонны насосных штанг 4 вниз открывается запорный элемент 8 нагнетательного клапана 6, верхний толкатель 10 перемещает полый плунжер 3 вниз, нижний толкатель 9 перемещает набор отдельных свободно расположенных на штанге колонны тарельчатых элементов 13 и 14 также вниз, при этом высоковязкая нефть заполняет полость плунжера 3 штангового насоса. Всасывающий клапан 5 в этом случае находится в закрытом положении (фиг.1).

Во время работы штангового насоса плунжер 5 должен постоянно перекрывать сквозное отверстие 2 выполненного укороченным цилиндра 1. Это отверстие используется при необходимости осуществления промывки скважины от загрязнения. Для этого с поверхности земли приподнимают колонну насосных штанг 4 вместе с полым плунжером 3 выше укороченного цилиндра 1, сквозное отверстие 4 при этом открывается и через него происходит сообщение затрубного и трубного пространств (не показаны) скважины.

Операция промывки скважины без подъема штангового насоса на поверхность осуществляется известными приемами.

Формула изобретения

1. Скважинная штанговая насосная установка для подъема высоковязкой нефти, содержащая цилиндр, на боковой поверхности которого выполнено сливное отверстие, установленный в цилиндре полый плунжер, кинематически связанный с колонной насосных штанг, всасывающий и нагнетательный клапаны с запорными элементами, отличающаяс ятем, что, с целью повышения эффективности в эксплуатации

путем улучшения условий всасывания и нагнетания поднимаемой жидкости и снижения динамических нагрузок на колонну насосных штанг, последняя снабжена установленными на ней жестко толкателями, на

нижнем из которых размещен запорный элемент нагнетательного клапана, кинематическая связь плунжера с колонной насосных штанг выполнена посредством запорного элемента нагнетательного клапана, верхний толкатель размещен над плун- жером, а колонна насосных штанг установлена с возможностью свободного возвратно-поступательного движения внутри плунжера, причем плунжер выполнен подвижным, а цилиндр-укороченным.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что запорный элемент нагнетательного клапана выполнен в виде набора отдельных свободно расположенных на колонне насосных штанг тарельчатых элементов, перекрывающих друг друга при ходе колонны насосных штанг вверх и размещенных между запорным элементом и нижним толкателем.

Изобретение может быть использовано для подъема высоковязкой нефти из скважин. Цель изобретения - повышение эффективности в эксплуатации путем улучшения условий всасывания и нагнетания поднимаемой жидкости и снижения динамических нагрузок на колонну насосных штанг. На боковой поверхности цилиндра 1 выполнено сливное отверстие 2. В цилиндре 1 установлен полый плунжер 3. кинематически связанный с колонной (К) 4 насосных штанг. К 4 снабжена жестко установленными на ней толкателями 9 и 10. На нижнем толкате

73 М

фиеЗ

Фиг 4