Глубиннонасосная установка для добычи нефти Советский патент 1976 года по МПК E21B43/00 

Изобретение относится к добыче нефти и попутного нефтяного газа штанговым глубиннонасосным способом и может быть использовано .на скважинах, продукция которых собир1ается по однотрубной системе.

Известна глубипнонасосная установка с глубинны-м насосОМ двухступенчатого сжатия газосодерж1ащей смеси 1.

Такая установка имеет недостаточную производительность :в, отборе нефтяного газа, поскольку объем камеры всасывания насоса и число его ходов в минуту приходится выбирать в основ.ном исходя из требуемого объема отбора нефтяного газа. И только- часть объема . всасывания заполняется газообразной фазой. Кроме того, такие насосы значительно сложнее и соответственно мелее надежны, чем обычные.

Наиболее близкиМ ,к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому .результату является глубиннонасосная установка для откачки продукции из нефтяных скважин, состоящая из обычного глубинного насоса, насосных штанг лифтовых труб, устьевого сальника, сальникового штока, обратных клапанов, вы.кидной линии однотрубной системы сбора продукции и привода 2.

При работе такой установки из-за недостаточности отбора нефтяного газа давление его в затрубном пространстве повыщается

особенно при однотрубной системе сбора продукции скважин, что ухуджает условия при-: тока жидкости из пласта. В результате снижается отбор ,не только иефтя.ного газа, но и нефти.

Целью .изобретения жвляется обеспечен ие повышенного отбора .нефтяного газа со.вместно с .нефтью при минимальных энергозатратах.

Это достигается тем, что устьевой сальник снабжен щилиндром с полым лоршнем, причем надпоршневая полость цилиндра сверху сообщена через обратпый клапан с затрубныМ пространством, а снизу - через размещенный .в.нутр.и поршня обратный клапан, с ли.фтовыми трубами.

Если выбрать диаметр цилиндра устьевого сальника больщим, чем диа-метр цилиндра глубинного насоса, то .в случаях, .когда буферное давление велико, что характерно для однотрубной системы сбора продукции скважин, наибольщая нагрузка в точке подвеса штанг уменьшается П.о сра.вненню с нагрузкой, имеющей место при обычной штанговой глубин5 понасосной установке.

Таким образом, выбрав диа.метр цили: iра сальника -максимально большим, насколько это позволяет диаметр скважины, можно этим не только увеличить отбор .нефтяного газа, но и облегчить услов,1я работы насс:ных штанг |И станка-качалки.

На чартеже показана глубнняо.насосная установка для добычи нефти.

Глубинный иасос 1 подвеше:г( на лифтовых трубах 2. Его плунжер соединен с насосными штангами 3. В верхней части лифтовых труб внутри кожуха 4 установлен прикрепленный к устьевому сальнику 5 цилиндр 6, диаметр .которо,го больше диаметра цилиндра глубинного Еасоса.

Внутри цилиндра 6 номеш,ен полый порmeiHb 7, котарый снизу соединен с насосны-ми штангами, а сверху - с сальниковым штоком 8. Внутри поршня 7 размещен подпружиненный обратный клацан 9, сообщающий надпоршневую лолость с лифтовьгми трубами.

Через обратный клапан 10 затрубное пространство сообщено с надпоршневой полостью цилиндра 6. Цилиндр 6 в нижней части имеет боковое отверстие, через которое полость лифтовых труб 2 сообщается с кольцевой полостью // между кожухо,м 4 и цилиндром 6. Кольцевая полость 1,1 между кожухом 4 и цилиндром 6 через обратный клапан 12 сообщена с выкидной линией 13.

Кольцевая полость под набивкой устьевого сальника через регулировоЧНый вентиль 14 сообщена С выкидной линией. Сальниковый щток 5 соединен с приводом 15 станком-качалкой. У€тано,в,ка работает следующим образом:

Станок-1качалма приводит к возвратно-поступателыному движению сальниковый шток с прикреплевнььми к нему поршнем 7, насосными штангами 3 и плунжером глубинного насоса /. -Последний -всасывает жидкость из полости эксплуатационной колонны и нагнетает ее ,в лифтовые трубы. При этом вместе с жидкостью Поступает некоторая часть газа, идущего вместе с ней «з пласта. Другая часть газа сепарируется у прие-ма глубинного насоса и .поступает в затрубное пространство, повышая в 1нем давление.

При ходе вниз объем цилиндра 6 над поршнем 7 увеличивается и в него через обратный «лапан 10 поступает нефтяной газ из затрубного пространства. При ходе вверх обратный клацан .10 за,крывается н указанная (порция таэа выталкивается вниз через подпружиненный обратный клапан 9 в полость насосных труб.

Благодаря откачке газа из затрубного пространства в нем устанавливается давление, меньшее буферного давления в выкидной лииии.

Так как диаметр поршня 7 больше диаметра плунжера глубинного насоса /, и так как последний в начале хода вверх неподвижен по отношению к трубам (происходит удлинение штанг при восприятии плунжером насоса жидкостной нагрузки), то объем полости

лифтовых труб между нагнетательным клапаiiOM глубинного насоса и обратными клапанами 9 н 12 прИ ходе вверх увеличивается и давление газожид1костной смеси под поршнем 7 становится меньше буферного давления. Это обуславливает снижение нагрузки на штанги И станок-качал-ку при ходе вверх по сравнению с обычной установкой, в которой при ходе вверх давление газожидкостной смеси в

верхней части лифтовых труб равно буферному давлению .в нагнетательной линии.

При ходе вн.из объем полости лифтовых труб уменьшается, а давление в ней увеличивается. В некоторый момент давленне внутри полости труб становится равным буферному, после -чего происходит через обратный клапан 12 вытеснение газожидкостной смеси в вы.кидную линию. При этом давление газа в надпоршневой полости равно затрубнаму,

т. е. Меньше буферного.

Так как и при ходе вверх и прн ходе вниз давление, ;действуюш,ее на устьевой сальник, меньше буферного, то из этого следует, что в предлагаемой установке давление, действующее на устьевой сальник, меньще, чем прн обычной. Для обеспечения гидравлического уплотнения и смазки сальникового штока 8, сальнидовой набивки, поршня 7 и цилиндра 6 приоткрьрв-ают регулировочный вентиль 14.

При этом часть продукции скважины поступает в кольцевую полость, расположенную под набивкой устьевого сальника и затем стекает вдоль штока 8 к поршню 7.

Основным преимуществом изобретения является увеличение отбора нефтяного газа, а также улучшение условий работы насосных штанг и сташ а-качалкп.

Формула изобретения

Глубиннонасосная установка для добычи нефти, включающая глубинный насос, насосные штанги, лифтовые трубы, устьевой сальник, сальниковый шток, обратные клапаны,

выкидную линию и привод, отличающаяс я тем, что, с целью обеспечения повыщенного отбора нефтяного газа совместно с нефтью При Минимальных энергозатратах, устьевой сальник снабжен цилиндро-м с полым

поршнем, причем надпоршневая .полость цилиндра сверху сообщена через обратный клапан с затрубным пространством, а снизу - через размещенный внутри поршня обратный клапан с лифтовыми трубами.

ИсточнИ|Ки информации, принятые во внимание при экспертизе:

.1. Дрэготеску П. Д., Глубиннонасосная добыча нефти, М., «Недра, 1966 г., стр. 264, рис. 187.

2. Муравьев И. М., Насосная эксплуатация за рубежом, М., «Недра, 1967 г., стр. 61-62, рис. 45.