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

. ..,.4 Изобретение относится к области эксплуата ;ции нефтяных скважин и предназначено для использования в нефтегазодобьтающей промышленности при откачке жидкости из скважин штанговыми насосами, преимущественно вставными. Известен скважинный штанговый насос для откачки жидкости из нефтяных скважин, содержащий цилиндр, плунжер со штоком, нагнетательный и всасьюающий клапаны, установленные соответственно, в каналах полого плунжера и шииндра, а также камеру для смазки. Принцип действия зтих насосов следующий: при ходе тшгунжера вверх, в цилиндре происходит разряжение и за счет перепада давления над и под плунжером приемный канал приподнимается, открьтает проходное отверстие и пластовая жидкость из скважины поступает в цилиндр иасоса. При ходе плунжера вниз шарик приемного клапана под тяжестью собственного веса закрьшает проходное отверстие, под плунжером создается давление и за счет перепада давления над и под плунжером шарик нагнетательного клапана поднимается и открьшает проходное отверстие нагнетательного клапана. Происходит нагнетание жидкости из цилиндра через внутреннюю полость плунжера в трубы и цикл повторяется. В этих насосах смазка плунжерной пары происходит за счет перепадаДавления между верхним концом плунжера и местами поперечных отверстий в его теле при каждом ходе плунжера вверх, смазка из камеры через полый шток поступает в зазор плунжерной пары. Смазка уменьшает коэффициент трения трущихся поверхностей, увеличивает срок службы плунжера и цилиндра, уменьшает утечки жидкости через зазоры плунжерной пары. Такой эффект имеет место до тех пор, пока в камере есть смазка, когда же смазка Кончается, насос работает как обычный, а износ плунжерной пары возрастает и насос выходит из строя 1 - , Недостатками такого rtacoca являются малое проходное сечение приемных и нагнетательных клапанов и невозможность увеличения их сечения, зависимость открьтания и закрывания клапанов от давления и вакуума, имеющихся, соответственно, над и Под клапанами, низкий коэффициент заполнения насоса, омьгаание пары плунжер-цилиндр пластовой жидкостью, уменьшающее их срок службы, отрицательное влияние газа на работу насоса.

Цель изобретения - увеличение коэффициента наполнения насоса и повышение сроков его службы.

На фиг. 1 схематически изображен скважинныйштанговьш насос, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение по А-А и Б-Б.

Насос содержит узел цилиндра 1, состоящий . з втулки 2, кожуха 3, верхнего 4 и нижнего 5 ереводников. Внутри цилиндра 1 помещен плунжер 6, состоящий из глухого поршня 7 и шайбы ограничителя 8, соединяюшихся между собой При noMOUw удлинителя 9.

Пространство между шайбой ограничителя и гйэришём заполнено вязкогшасмастической массой 10. Удлинитель 9, в свою очередь, соединен со штоком 11, имеющим в верхнем конце переводник 12, для соединения плунжера 6 снасосными штангами.

нижнему переводнику 5 цилиндра 1 присоединена камера 13, состоящая из переводника специального 14, патрубка 15 и глухого корпуса 16. Всасывающий клапан 17 расположен над плунжером и вьтолнен в виде золотникового устройства, во втулке 18 которого в боковой стенке по диаметру просверлено необходимое количество отверстий 19 дая поступления жидкости. Золотник 20 служит для перекрытия и открь1тия этих отверстий во втулке 18 при помощи четырех плоских пружин 21, и устанавливается прижатым к штоку 11с возможностью ограниченного перемещения совместно с ним. Кольца 22 предназначены для удержания пружин 21. Ко втулке 18 всасьшающего клапана при помощи резьбь присоединяется нагнетательный клапан 23, состояний из аналогичных детали: втулки 24 с отверстиями 25 золотника 26, четырех плоских пружя 27 я 2-х колец пружинодержателей 28.

Между всасьюающим и мгнетательным клапанами установлен посадочный конус 29. К нагнет тельному клапану 23 присое;данено саяьниковое устройство 30, состоящее из корпуса 31, шайбы 32, грундбуксы 33, крышки 34. Внутри корпуса 31, между шайбой 32 и грундбуксой 33, пространство заполнено вязкопластической массой 35. Камера 36 цилиндра является по.лостъю для приема пластовой Жидкости, а камера для смазки расположена под плунжером и выполнена в виде двух сообщающихся полостей 37 и 38, из которых полость 37 заполнена маслом.

Работа насоса осуществляется следующим образом.

При ходе плунжера 6 вниз втулка 20 открывает отверстия 19, имеющиеся во втулке 18 всасывающего клапана 17, втулка 26 закрьтает отверстия 20 во втулке 24 нагнетательного клапана 23. В этом случае происходит процесс всасьшания. Пластовая жидкость из скважины поступает в полость 36 цилиндра 1 насоса, а масло, находящееся в полости 37 сжимается и через патрубок 15 перетекает в глухую камеру 13. При этом, имеющийся в камере 13 воздух сжимается в кольцевом пространстве, между глухой камерой 13 и патрубком 15, чем создается условие для движения плунжера вниз. При ходе плунжера вверх золотники 20 и 26 поднимаются совместно со штоком 11 вверх, соответственно, закрывая и открьтая отверстия 19 и 23 всасьшающего и нагнетательного клапанов. Происходит нагнетание жидкости, собранной в полости цилиндра насоса, в иасосно-компрессорные трубы, а масло, находящееся в камере 13, всасьюается в полость 37 и тем самым создается условие для движения плунжера вверх.Циклы работы насоса постоянно повторяются.

Благодаря предложенной конструкции значительно повышается производительность Насоса за счет увеличения числа клапанных отверсшй и увеличения коэффициента наполнения, а также повышается срок службы насоса за счет постоянной смазки плунжерной пары.

Насосные Штанги находятся под действием знакопостоянной нагрузки.

Формула изобретения Скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр, плунжер со штоком, нагнетательный и всасьшающий клапаны, установленные, соответственно, в каналах полого плунжера и цилиндра, а также камеру для смазки, о т л Ич а ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения коэффициента наполнения насоса и повышения сроков его службы, цилиндр и плунжер выполнены глухими, а всасьшающий и нагнетательньш клапаны расположены над Ш1унжером и выполнены в виде золотникового устройства, втулка которого снабжена отверстиями в боковой стенке, перёкрьшаемыми золотником, установленным На lirrOKe плунжера с возможностью ограниченного перемещения совместно с упомянутым штоком, причем камера для смазки расположена под плунжером и вьтолнена в виде двух сообщающихся полостей,, о дна из которых заполнена маслом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Марзаджанзаде А. X. и др. Теория и практика применения глубинных насосов с гидравлическим затвором. М., Недра, 1968, с. 102-109, рнс. 11.1.