Скважинный штанговый насос Советский патент 1992 года по МПК F04B47/02 

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к скважинным штанговым насосам для эксплуатации скважин с низким динамическим уровнем.

Известны скважинные штанговые насосы, содержащие цилиндр, плунжер, нагнетательный и всасывающие клапанные узлы и шток.

Недостатком этих насосов является низкая эффективность их работы при откачке жидкости, содержащей мехпримеси из скважин, эксплуатирующих пласты с гравитационным режимом работы, т.е. с низким динамическим уровнем жидкости.

Известен глубинный штанговый насос для откачки газожидкостной смеси, включающий всасывающий клапан, установленный на корпусе выше нижнего торца цилиндра на величину мертвого пространства. Недостатком этого насоса является низкая эффективность при откачке жидкости из скважин с низким динамическим уровнем, увеличение диаметра корпуса на месте установки всасывающего клапана и дополнительная операция, связанная со сбрасыванием стержня для сбивания сливного устройства, что может привести к обрыву НКТ или корпуса насоса. В случает накопления леска в камере и прикрытия сливного устройства сбивать его невозможно.

Наиболее близким к предложенному изобретению является поршневой насос,

х| vi

О

XI

х| О

содержащий цилиндр, плунжер, нагнетательный и всасывающий клапанные узлы, содержащий эластичную втулку с продольными надрезами, закрепленную в цилиндре с окнами.

Недостатком поршневого насоса является низкая эффективность при откачке жидкости из скважин с низким динамическим уровнем, особенно содержащих мехпримеси, из-за попадания песка под эластичную втулку.

Целью изобретения является повышение эффективности работы насоса в скважи- нах с низким динамическим уровнем жидкости путем увеличения коэффициента заполнения цилиндра на такте всасывания.

Поставленная цель достигается тем, что в известном насосе, содержащем цилиндр, полый плунжер с нагнетательным клапаном, связанный с приводным штоком, всасывающий клапан, включающий седло в виде по меньшей мере одного радиального отверстия в стенке цилиндра и затвор,, установленный с возможностью периодического перекрытия указанного радиального отверстия, плунжер в зоне расположения нагнетательного клапана снабжен участком торцевой поверхности, а на стороне, обращенной к всасывающему клапану, снабжен внутренним кольцевым буртом, затвор всасывающего клапана выполнен в виде полого поршня с полым хвостовиком, размещенным в полости плунжера с возможностью попеременного взаимодействия при возвратно-поступательном движении последнего с его торцевой поверхностью и кольцевым буртом, при этом затвор всасывающего клапана снабжен фиксатором в виде упругого элемента, закрепленного на торце поршня со стороны, противоположной хвостовику.

На чертеже изображен скважинный штанговый насос.

Скважинный штанговый насос содержит цилиндр 1, плунжер 2, снабженный торцевой поверхностью 3 и кольцевым буртиком 4, нагнетательный клапан 5. всасывающий клапан 6, затвор 7 всасывающего клапана, состоящий из полого поршня 8, полого хвостовика 9 и фиксатора 10, заглушку 11 всасывающего клапана.

Скважинный штанговый насос работает следующим образом.

Скважинный штанговый насос на трубах 12 опускается в скважину и колонной штанг 13 соединяется с качалкой, установленной на устье скважины. Перед пуском скважины в работу полый плунжер 2 и затвор 7 всасывающего клапана 6 находится в нижнем положении. При этом отверстие

14 на корпусе всасывающего клапана 6 остается в открытом положении и верхний торец полого поршня 8 находится на уровне отверстий 14. Цилиндр 1 насоса заполняется пластовой жидкостью, находящейся в стволе скважины.

При ходе полого плунжера 2 вверх жидкость, находящаяся в стволе скважины, под давлением столба жидкости через отвер0 стие 14 почти без сопротивления поступает в цилиндр 1 насоса. При этом кольцевой буртик 4 на нижнем конце плунжера 1 зацепляет головку 15 на верхнем конце полого хвостовика 9 и продолжает двигаться вверх

5 совместно с полым поршнем 8 затвора 7 и закрываетокна 14 всасывающего клапана 6. При ходе полого плунжера 2 вниз полый поршень, фиксированный при помощи фиксатора 10, остается на месте и, когда давле0 ние в цилиндре под нагнетательным клапаном 5 превышает давление над клапаном, открывается шарик 16 и жидкость из нижней части цилиндра переходит в верхнюю над плунжером. Продолжая движение

5 вниз, плунжер 2 с торцевой поверхностью 3 упирается в головку 15 полого хвостовика 9 и совместно с полым поршнем 8 и фиксатором 10 движется до нижнего положения, . При этом открывается окно 14 всасывающе0 го клапана и давление в цилиндре сравнивается с давлением в стволе скважины и сразу шарик 16 садится на седло, закрывает клапан.

В дальнейшей работе насоса процесс

5 повторяется.

Всасывающий клапан насоса открывается принудительно, независимо от давления столба жидкости в скважине, и заполнение цилиндра происходит без поте0 ри напора.

Выполнение затвора насоса с полым поршнем и полым хвостовиком обеспечивает свободное движение затвора в цилиндре и повышение эффективности его работы

5 при откачке жидкости с механическими примесями из скважин с низким динамическим уровнем.

Формула изобретения Скважинный штанговый насос, содер0 жащий цилиндр, полый плунжер с нагнетательным клапаном, связанный с приводным штоком, всасывающий клапан, включающий седло в виде по меньшей мере одного радиального отверстия в стенке цилиндра и

5 затвор, установленный с возможностью периодического перекрытия указанного радиального отверстия,отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности в работе насоса в скважинных с низким динамическим уровнем жидкости путем увеличения коэффициента заполнения цилиндра на такте всасывания, плунжер в зоне расположения нагнетательного клапана снабжен участком торцевой поверхности, а на стороне, обращенной к всасывающему клапану, снабжен внутренним кольцевым буртом, затвор всасывающего клапана выполнен в виде полого поршня с полым хвостовиком,

размещенным в полости плунжера с возможностью попеременного взаимодействия при возвратно-поступательном движении последнего с его торцевой поверхностью и кольцевым буртом, при этом затвор всасывающего клапана снабжен фиксатором в виде упругого элемента, закрепленного на торце поршня со стороны, противоположной хвостовику.

Использование: при эксплуатации скважин с низким динамическим уровнем. Сущность изобретения: полый плунжер с нагнетательным клапаном связан с приводным штоком. Всасывающий клапан содержит седло в виде по меньшей мере одного радиального отверстия в стенке цилиндра, Затвор установлен с возможностью периодического радиального отверстия. Плунжер в зоне расположения нагнетательного клапана снабжен участком торцевой поверхности, на стороне, обращенной к всасывающему клапану, снабжен внутренним кольцевым буртом. Затвор всасывающего клапана выполнен в виде полого поршня с полым хвостовиком, размещенным в полости плунжера с возможностью попеременного взаимодействия при возвратно-поступательном движении плунжера с его торцевой поверхностью и кольцевым буртом. Затвор всасывающего клапана снабжен фиксатором в виде упругого элемента, закрепленного на торце поршня со стороны, противоположной хвостовику. 1 ил. to С

/2

i3