Скважинная штанговая насосная установка для откачки высоковязких пластовых жидкостей Советский патент 1992 года по МПК F04B47/02 

(Л

С

Сущность изобретения: в затрубном пространстве скважины на колонне подъемных труб установлен штанговый насос. Плунжер насоса связан непосредственно с колонной полых штанг. Между штангами и колонной труб образован кольцевой канал для подачи реагента. Нормально закрытый перепускной клапан установлзн в нижней части колонны штанг. В верхней части колонны труб выполнено уравнительное капиллярное отверстие для гидравлического сообщения затрубного пространства с кольцевой полостью. Колонна штанг связана через дополнительно установленную плунжерную пару, цилиндр которой укреплен в устьевой арматуре,и цельный шток с станком-качалкой.1 ил.

Изобретение относится к технике добычи нефти и может быть использовано при откачке из нефтяных скважин преимущественно высоковязких пластовых жидкостей.

Известна скважинная штанговая насосная установка, предназначенная для повышения надежности при откачке преимущественно высокопарафинистых нефтей.

Известна также скважинная штанговая установка, содержащая полую штанговую колонну, непосредственно соединенную с плунжером штангового насоса, установленного на колонне подъемных труб, нижняя рабочая полость которого гидравлически сообщена с затрубным пространством через дополнительный обратный клапан.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению является скважинная установка для добычи высоковязких пластовых жидкостей, содержащая скважинный штанговый насос с приемной камерой, связанной гидравли чески со скважиной, колонны насосных труб и полых штанг и образованный между ними кольцевой канал и дополнительный обводной канал между штанговым насосом и колонной насосных труб, а штанговый часос снабжен дополнительной трубой, отделенной перегородкой от приемной камеры, причем полость дополнительной трубы сообщена со скважиной и через кольцевой и обводной каналы - с дозировочным насосом.

Недостатками известной установки являются: при технологических операциях по депарафинизации полости полых штанг закачкой нагретых теплоносителей (вода,

XI

00

Ј ел о

нефть и др.) в кольцевое пространство между насосными трубами и полыми штангами закачиваемая вода поступает на забой скважины и в затрубное пространство, что может привести к ухудшению продуктивной характеристики скважийы, поглощению теплоносителе, снижению тепловой эффективности депарафиййз цИи, увеличению расхода теплоносителя; необходимость со- общенияШкидгГиз полых штанг с выкидной линией гибкими (шарнирными) нефтепро- водными элементами, что при многомиллионных циклах работы установки приводит к быстрому износу названных элементов и необходимости их ремонта (замены). Указанные недостатки снижают надежность работы установки, увеличивают эксплуатационные затраты.

Цель изобретения - повышение надежности работы установки и снижение эксплуатационных затрат.

Положительный эффект достигается за счет того, что технологические закачки реагентов в полость подъемных труб производятся через обратный клапан, установленный на колонне полых штанг над штанговыми насосом, причем дозирование реа гента непосредственно в цилиндр штангового насоса производится через зазор в его плунжерной паре, и применением дополнительной плунжерной пары в верхней части полых штанг для подвески их на станке - качалке и обеспечения выхода рабочей среды из полых штанг в выкидную линию скважины без применения гибких (шарнирных) выкидных элементов.

Сущностью изобретения является то, что установка снабжена нормально закрытым перепускным клапаном, установленным в нижней части колонны полых штанг над штанговым насосом для сообщения кольцевой полости с полостью полых штанг, при этом в верхней части колонны труб выполнено уравнительное капиллярное отверстие для гидравлического сообщения затрубного пространства с кольцевой полостью, при этом колонна полых штанг связана со станком - качалкой через дополнительно установленную плунжерную пару, цилиндр которой укреплен в устьевой арматуре, а цельный шток связан со станком - качалкой.

На чертеже схематически изображена насосная установка, общий вид.

Установка включает штанговый насос 1, установленный во вставном варианте с помощью замковой опоры 2, укрепленной на колонне подъемных труб 3. Насос 1 содержит цилиндр (условно не обозначен), приемный клапан 4, плунжер 5 с нагнетательным

клапаном 6. Плунжер 5 гидравлически сообщен трубчатым штоком 7 с низом колонны полых штанг 8, в верхней части которой укреплен проходной плунжер 9 дополнительной плунжерной пары, связанный посредством штока 10 со станком - качалкой, а цилиндр 11 дополнительной плунжерной пары укреплен в устьевой арматуре 12, Колонна подъемных труб 3 укреплена на

фланце 13 устьевой арматуры 12 и образует с колонной полых штанг 8 кольцевую полость 14.

В устьевой арматуре 12 выполнен технологический прием 15 для закачки реагента в кольцевую полость 14 и полые штанги 8 через обратный перепускной клапан 16, установленный в нижней части колонны полых штанг 8 над насосом 1. В верхней части колонны подъемных труб 3 выполнено уравнительное отверстие 17, гидравлически сообщающее кольцевую полость 14 с полостью затрубного пространства 18 скважины, образованного колонной подъемных труб 3 и эксплуатационной колонной 19

скважины.

Установка работает следующим образом.

При ходе вверх из крайнего нижнего положения штока 10, плунжера 9, колонны

полых штанг 8 и плунжера 5 с нагнетательным клапаном 6 последний под давлением гидростатического столба жидкости в колонне полых штанг 8 закрывается.

Вследствие этого давление в цилиндре

насоса 1 понижается и его приемный клапан 4 под давлением жидкости взатрубном пространстве 18 открывается. В результате в цилиндр насоса 1 всасывается высоковязкая скважинная жидкость, а через зазор в

плунжерной паре насоса 1 из кольцевой полости 14 в цилиндр насоса 1 дозированно поступает необходимый реагент, уменьшающий вязкость скважинной жидкости (показано сплошными стрелками). В цилиндре

насоса 1 реагент и высоковязкая среда смешиваются, в результате чего уменьшается ее вязкость, улучшаются и другие ее параметры.

При ходе колонны полых штанг 8 вниз

давление в цилиндре насоса 1 повышается, вследствие чего нагнетательный клапан б открывается, а приемный клапан 4 закрывается и жидкость из цилиндра насоса 1 передавливается в колонну полых штанг 8, где

происходит дальнейшее перемешивание реагента и высоковязкой скважинной жидкости. В результате за счет понижения вязкости скважинной жидкости уменьшаются гидравлические сопротивления в колонне

полых штанг 8, что улучшает условия работы

всей установки. Из полых штанг 8 движущаяся жидкость через проходной плунжер 5 поступает на выкид скважины.

Над понижающимся столбом реагента в кольцевой полости 14 благодаря уравни- тельному капиллярному отверстию 17 поддерживается повышенное давление, равное устьевому затрубному давлению, что улучшает условия дозирования реагента через зазор в плунжерной паре насоса 1.

Благодаря наличию маловязкой рабочей жидкости в кольцевой полости 14 гидравлические сопротивления в ней имеют минимальное значение. В результате за счет существенного уменьшения гидравли- ческих сопротивлений в полости подъемных труб 3 и полых штанг 8 улучшаются условия работы всей насосной установки.

Пополнение расходуемого из кольцевой полости 14 реагента производится пе- риодически его закачкой через технологический прием 15 с циркуляцией в колонну полых штанг 8 через перепускной клапан 16.

В необходимых случаях аналогично производится прогрев подъемного оборудования горячим теплоносителем (вода, пар, нефть). При этом практически исключается возможность нежелательного попадания рабочей среды на забой скважины, так как возможный ее расход через капиллярное отверстие 17 является несущественным; обеспечивается возможность проведения технологических операций уменьшенными

объемами реагентов и количеством применяемой техники.

Применение цельного штока 10 вместо трубчатого исключает необходимость реконструкции устьевого сальникового устройства, снижает вероятность его обрыва.

Вышеперечисленные положительные признаки повышают надежность работы установки и снижают эксплуатационные затраты.

Формула изобретения

Скважинная штанговая насосная установка для откачки высоковязких пластовых жидкостей, содержащая установленный в затрубном пространстве скважины на кб- лонне подъемных труб штанговый насос, плунжер которого связан непосредственно с колонной полых штанг, при этом между последними и колонной подъемных труб образован кольцевой канал для подачи реагента, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности в работе установки и снижения эксплуатационных затрат, она снабжена нормально закрытым перепускным клапаном, установленным в нижней части колонны полых штанг, а в верхней части колонны труб выполнено уравнительное капиллярное отверстие для гидравлического сообщения затрубного пространства с кольцевой полостью, при этом колонна полых штанг связана через дополнительно установленную плунжерную пару, цилиндр которой укреплен в устьевой арматуре, и цельный шток со станком-качалкой.

i1И ВыкиВ

---М

ITN