Скважинный штанговый насос Советский патент 1979 года по МПК F04B47/02 

I

Изобретение относится к скважинным штанговым насосам для нефтедобычи.

Известна конструкция скважйнного штангового насоса, содержащего цилиндр, полый плун жер с упруготзтлотнительным элементом, всасывающий и нагнетательный клапаны. В связи с тем, что полый плунжерсодержит ряд упруго-уплотнительных элементов, выполненных в виде манжет из резины, он получил название манжетного плунжера 1.

Однако с увеличением глубины спуска насоса и при наличии песка, солей, агрессивных сред и т. п. в откачиваемой жидкости, срок службы и jja6oTOcnoco6HOCTb резко уменьшаются. Манжеты подвергаются распираюи1ему действию гидравлического давления от столба жидкости в насосно-компрессорных трубах, как при ходе плунжера вверх, так и при ходе его вниз, т. е. имеет место, знакопостоянный цикл работы уплотнения. В результате этого от треиия манжет по цилиндру возникает продольный изгиб низа колонны штанг, что вызывает, ускорение износа манжет. В зависимости от жесткости манжет и начального зазора между цилиндром и манжетой имеют место утечки, иногда значительные.

Целью изобретения является повышение срока службы насоса путем повышения работоспособности уплотнения и создания знакопеременного уплотнительного эффекта.

Это достигается тем, что плунжер выполнен в виде двух соосно установленных внутреннего и Наружного патрубков, последний из которых в верхней части имеет окна, а в нижней части - кольцевой бурт, причем внутренний натру бок снабжен радиальными выступами, входящими в указанные окна, а упруго-уплотнительный элемент, расположен на бурте наружного патрубка и поджат втулкой, взаимодействующей с радиальными выступами.

.На фиг. 1 схематично представлена конструкция насоса; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

СкважиннЫй штанговый насос имеет цИлиНдр 1 со всасывающим клапаном 2 и полый плунжер, выполненный в виде двух соосно установленных внутреннего 3 и наружного 4 патрубков, последний из которых в верхней части имеет окна 5, я в нижней части - кольцевой

бурт 6. Внутренний патрубок 3 с нагнетательным клапаном 7 снабжен радиальными выступами 8, входящими в указанные окна 5 наружного патрубка 4, на кольцевом бурте 6 которого установлен упруго-уплотнительный элемент 9. Упруго-уплотнйтельный элемент 9 в свою очередь поджат подвижной втулкой 10, взаимодействующей с радиальными выступами 8 внутреннего патрубка. Сам этот патрубок свободно свдит иа зпомянутой втулке 10. Между внутренним и наружным патрубками установлены уплотнительные кольца 11 или гофрированная трубка (иа чертеже не показана) для устранения возможной утечки жидкости между ними. Верхний конец наружного патрубка 4 соединей с. колонной насосных щтанг при помощи специального переходника 12.

При ходе плунжера вверх всасьтвающий клапан 2 открывается, нагнетательный клапан закрывается и вес столба жидкости в насоснокомпрессорных трубах действует на внутреннш патрубок 3. Нагрузка от веса столба жидкости в насосно-компрессорных трубахи внутреннего патрубка 3 передается на упруго- уплотнительный элемент 9 при радиальных высту.пов 8 и подвижной втулки 10. упруго-уплотнительный элемент 9 сжимается механической силой между буртом 6 наружного патрубка 4 и втулкой 10 и, деформируясь, уп лотняе1 зазор между цилиндром 1 и наружны м патрубком 4 плунжера. Степень уплотнения зазора зависит от упругости уплотнительного элемента .и значений сжимающей механической вггутреннего патрубка. При ходе плунжера вниз всасывающий клайан 2 закрывается нагнетателып)1Й клапан 7 открьшается, и внутренний патрубок 3 освобождается от беса столба жидкости и насосно-компрессорных трубах. При этом упруго-уплотнихельный элемент 9 освобождается от механической сжимающей нагрузки, уменьТиается распирающее (уплотняющее) усилие и плунжер со щтангами свободно опускается вниз. Таким образом, упрзто-уплотнительный элемент 9 при ходе плу 1Жера вверх уплотняется сжимающей механической нагруз1КОЙ, а гфи хоДе плунжера вниз освобождается 1от нагрузки.

Возможная утечка жидкости между наружным 4 и внутренним 3 соосно установленными один в другом патрубками устраняется уплотнительными кольцами 11, так как перемещение этих патрубков относительно друг друга за одт цик работы плунжера незначительно и определяется величиной деформации упруго-уплотнительного элемента 9. Износ упруго-уплотнительного элемента не нарушает уплотнение рабочей пары насоса, так как по мере его возрастания уменьшается только его высота (длина), а диаметр восстанааливается и поддерживается постоянным под действием сжимающей механической нагрузки. Поэтому насос будет работать с нормалным уплотнением до полного износа упруго-уплотнительного элемента 9. Работоспособность насоса может бьйь восстановлена заменой упруго-уплотнительного элемента.

Формула изобретения

Скважиннып щтанговый насос, содер жащий цилиндр, полый йлунжер с утфуго-уплотнительным элементом; всасывающий и нагнетающий клапаны, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы насоса путем повышения работоспособности уплотнения и создания знакопеременного уплотнительного эф.фекта, плунжер вьтолнен в виде двух соосно установленных внутреннего и наружного патpy6KOBj последний из которых в верхней части им$ет окна, а в нижней части - кольцевой бур причем внутренний патрубок снабжен радиальными выступами, входящи «и в указанные окна а упруго-уплотнительный элемент расположен на бурте наружного патрубка и поджат втулкой, взаимодействующей с радиальными выступами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Справочная книга по добыче нефти под ред. д. т. н. ГимаТудинова Ш. К. М., Недра, 1974, с. 318-319, рис. VMI.34.