Плунжер для плунжерного лифта Советский патент 1981 года по МПК E21B43/00 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и используется для подъема жидкости, воды, из газовых скважин, нефти с использованием энергии газа. Для подъема жидкости используются установки плунжерного лифта. Основным элементом установки является плунжер. Известен плунжер для плунжерного лифта, содержащий цилиндрическую втулку с ребристой наружной поверхностью 1. Недостатком указанного плунжера является то, что он предназначен для работы только в газовых скважинах с больщим дебитом, так как при работе имеются большие утечки газа в зазоре труба-плунжер. Наиболее близким решением из известных является плунжер для плунжерного лифта, содержащий корпус с клапаном и размещенные на пружинной втулке, уплотнительные элементы, выполненные в виде подвижных плашек, соединенных между собой при помощт кольца 2. Недостатком указанного плунжера является низкая надежность его работы, поскольку в месте резьбового соединения корпуса происходит его разрушение. Для увеличения прочности плунжера увеличивают его толщину, и как следствие повышается вес плунжера. Увеличение веса плунжера приводит к повышению скорости его перемещения в скважине, а так как в газовых скважинах скорость движения плунжера и так намного выше, чем в нефтяных, он будет разрушаться сам и разрушать устьевое оборудование. Кроме того, увеличение веса ведет за собой большие утечки газа в зазоре труба-плунжер во время подъема. Наличие резьбы усложняет изготовление плунжера, так как необходимо перед сборкой нарезать две резьбы (наружную и внутреннюю), предохранить резьбовое соединение от раскручивания во время работы . Другим недостатком является трудность сборки, которая заключается в том, что диаметр проходного сечения кольца меньше наружного диаметра верхней части плашек в сборе. Для того, чтобы кольцо одеть на плашки, его нужно разрезать, а затем сваривать, что ослабляет прочность плунжера. После сварки кольцо получается либо хрупким, если выполнено из легированной стали. либо мягким. А это ведет к выходу из строя всей системы. При наличии свариваемого кольца система получается неразборной, и при выходе из строя какой-либо части ее, выходит из строя вся система, так как нельзя привести замену какой-либо детали по мере изнашивания. Кольцо, сятгивающее плашки должно быть выполнено строго по размерам, поскольку овальность снижает работоспособность плунжера. Кольцо должно обладать определенной твердостью, т. е. должно быть термообработано, плунжер же целиком подвергнуть термообработке нельзя, так как все детали изготовлены из разных материалов. Во время работы кольцо по свариваемому шву разрывается. Разрушение плунжера во время работы приводит к осложнениям в работе скважины, так как разрушаясь, плунжер остается в трубах. Для извлечения плунжера требуется глушить скважину и поднимать трубы. Стоимость работ по устранению осложнений во много раз превышает стоимость самого плунжера. Таки.м образом, известный самоуплотняюший плунжер, нельзя использовать в газовых скважинах. Целью изобретения является повышение надежности работы плунжера. Указанная цель достигается тем, что плунжер снабжен установленными в верхней части плашек над кольцом накладками, причем диаметр верхней части плашек в сборе выполнен меньше внутреннего диаметра кольца. На фиг. 1 изображен плунжер обший вид; на фиг. 2 - плашка, на фиг. 3 - накладка; на фиг. 4 - разрез А-А фиг. 1. Плунжер состоит из цилиндрического корпуса 1, на верхнем конце которого помешен наконечник 2, укрепленный втулкой 3, подвижных фигурных плашек 4. Плашки скреплены между собой кольцом 5 и размешены на пружинной втулке 6. Для фиксации кольца имеется накладка 7, которая закреплена на плашке 4 стопорными пружинами 8. Плунжер снабжен клапаном 9, выполненным, например, в виде шара. Наконечник 2 снабжен KOHJICOM, который позволяет изменить диаметр верхней части плашек при их поднятии или опускании. В нижней части плашки снабжены замочным устройством. Между плашками имеются зазоры, которые позволяют изменять наружный диаметр плунжера по плашкам до размера внутреннего диаметра трубы, по которой движется плунжер. Плашки и кольцо снабжены прорезями для установки накладок. Кольцо 5 свободно охватывает плашки в точке перегиба, где при поднятии и опускании плашек диаметр последних не изменяется. Диаметр верхней части корпуса меньше внутреннего диаметра кольца, что облегчает сборку плунжера. Порядок сборки плунжера следуюш,ий. Корпус 1 устанавливают в вертикальное положение таким образом, чтобы посадочное гнездо находилось внизу. На корпусе размешают пружинную втулку 6, кольцо 5 и наконечник 2. Во внутреннюю полость корпуса вставляют втулку 3. Снаружи корпуса размещают плашки 4, надевают на них кольцо 5 таким образом, чтобы прорези для накладок в плашках и в кольце находились вверху. Перед размещением накладок на плашках в отверстия накладок ввертываются винты таким образом, чтобы торцы винтов находились на одном уровне с внутренней поверхностью накладок. Накладки устанавливают в пазы верхней части плашек. Для установки накладок на двух соседних плашках имеются прорези. Пазы на кольце и на плашках совмещают. Накладку вставляют в пазы и переводят на другую плашку. На освободившееся место вставляют следуюшую накладку. Таким образом устанавливают все имеющиеся накладки. После установки всех накладок, их раздвигают до образования просвета между ними по ширине большей, чем ширина стопорной пружины 8. Образовавшийся просвет между накладками совмещают с пазом для стопорной пружины на одной из плашек. В паз планки вставляют стопорную пружину выгнзтой частью наружу, поджимают ее путем нажатия на выгнутую часть и проварачивают плашки до образования очередного гнезда для стопорной пружины и вставляют следующую стопорную пружину. Таким образом устанавливают все с опорные пружины. После установки всех стопорных пружин плашки н накладки совмещают таким образом, чтобь. центральное отверстие накладок совместилось с центральной осью плашек, винты вывертывают. Работает устройство следующим образом. Собранный плунжер помешают в трубу. Шар падает до нижнего трубного ограничителя, опережая втулку. Достигнув нижнего ограничителя, втулка соединяется с шаром, плашки переходят в нижнее положение и раздвигаются.перекрывая зазор между корпусом и трубой. Перекрытие зазора осуществляется нижней цилиндрической частью плащек. Таким образом, сечение трубы перекрывается плашками, а центральное отверстие - щаром. При возникновении разности давлений под и над плунжером за счет газа, поступающего в фонтанную колонну, начинается его движение вверх. При достижении плунжером верхнего трубного ограничителя шар отбивается отбойником, и снова падает вниз; плащки занимают верхнее положение и сдвигаются в нижней части, раздвигаясь в верхней. При увеличении диаметра верхней части плашек, диаметр нижней их части уменьшается. В этом положении диаметр