Гидроштанговая насосная установка Советский патент 1981 года по МПК F04B47/04 

1

Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к гидроштанговым насосным установкам, и может быть использовано при эксплуатации глубоких скважин.

Известна гидроштанговая насосная установка, содержащая силовой и рабочий насосы, последний из которых выполнен в виде ступенчатого цилиндра с расположенным в нем дифференциальным плунжером, аккумулятор энергии и колонну насосных труб, соединяюш,ую между собой силовой и рабочий насосы, причем кольцевое пространство между цилиндром и плунжером рабочего насоса сообщено с забоем скважины, а в цилиндре силового насоса выполнены отверстия, перекрываемые периодически порщнем 1.

Недостаток известной гидроштанговой насосной установки состоит в превращении части аккумулированной энергии в тепло из-за возникновения межмолекулярных напряжений в теле металла пружины при ее сжатии и растяжении, что приводит к снижению КПД установки.

Кроме того, сама пружина аккумулятора энергии работает в тяжелых условиях, что снижает надежность установки из-за низкой долговечности работы пружины.

Целью изобретения является повышение надежности и КПД гидроштанговой насосной установки.

Это достигается тем, что установка снабжена дополнительным ступенчатым цилиндром, установленным ниже рабочего насоса и в меньшей ступени которого расположен поршень, связанный с большей ступенью плунжера рабочего насоса, а в большей - поршень со штоком. При этом аккумулятор энергии установлен в большей ступени дополнительного цилиндра и выполнен в виде по крайней мере одного кольцевого цилиндрического спльфона с верхним и нижним основаниями, соединенными соответственно с дополнительным цилиндром и со штоком поршня.

На чертеже схематично представлена гидроштанговая насосная установка, общий вид.

Установка содержит силовой 1 и рабочий 2 насосы, гидравлически связанные между собой колонной насосных труб 3.

Насос 2 выполнен в виде ступенчатого „с цилиндра 4 с расположенным в нем дифференциальным плунжером 5, снабженным всасывающим 6 и нагнетательным 7 клапанами. Внутренняя полость плунжера 5 соединена с кольцевой полостью 8 цилиндра 30 4 при помощи отверстий 9. Установка снабжена дополнительным ступенчатым цилиндром 10, установленным ниже насоса 2 и в меньшей ступени 11 которого расположен поршень 12, связанный с большей ступенью 13 плунжера 5 насоса 2, а в большей ступени 14 - поршень 15 со штоком 16. Аккумулятор энергии 17 установлен в большей ступени 14 дополнительного цилиндра 10 и выполнен в виде по крайней мере одного кольцевого цилиндрического сильфона 18 с верхним 19 и нижним 20 основаниями, соединенными соответственно с дополнительным цилиндром 10 и со штоком 16 норшня 15. При этом нижний участок большей ступени 14 дополнительного цилиндра 10 в месте установки сильфонов 18 выполнен с перфорацией 21. В колонне насосных труб 3 установлен сливной клапан 22 для слива л идкости из труб в скважину при подземных ремонтах. Гидроштанговая насосная установка работает следуюш,им образом. При нагнетании жидкости силовым насосом 1 в колонну насосных труб 3, плунл ер 5 насоса 2 под действием гидравлических импульсов перемещается вниз. В результате этого в кольцевой полости 8, образованной плунжером 5 и цилиндром 4 насоса 2, давление снижается, а так как кольцевая полость 8 сообш,ается при помощи отверстий 9 с внутренней полостью плунл ера 5, то клапан 6 открывается и происходит процесс всасывания жидкости. При этом поршни 12 и 15 цилиндра 14 перемещаются вниз, а вместе с ними - шток 16 большей ступени поршня 15 и основание 20 сильфопа 18. По окончании процесса всасывания л идкости подача силовой жидкости в колонну насосных труб 3 прекращается. Давление жидкости в сквал ине на приеме насоса 2 действует на основание 20 сильфона 18, перемещает вверх поршни 12 и 15 цилиндра 14, а вместе с ними вверх движется и плунжер 5 насоса 2. При этом нагнетательный клапан 7 открывается и происходит процесс нагнетания жидкости. Применение нескольких кольцевых цилиндрических сильфонов позволит увеличить силу давления на приеме рабочего насоса пропорционально количеству установленных сильфонов. Кроме того, наличие дополнительного ступенчатого цилиндра с располол енным в нем ступенчатым поршнем, установленным рабочего насоса, обеспечивает при малом перемещении большей ступени 15 поршня более длинный ход малой его ступени 11, а тем самым дает возможность увеличить длину хода плунл ера 5 рабочего насоса. При необходимости подъема рабочего насоса в случае производства подземного ремонта скважины или замены насоса в колонну насосных труб сбрасывается металлический предмет, который сбивает сливной клапан 22, позволяя тем самым произвести извлечение насосных труб из скважины без излива находящейся в них жидкости на дневную поверхность. Выполнение аккумулятора энергии в виде сильфона позволяет повысить надежность работы установки и ее КПД за счет исключения нревращения в тепло части аккумулированной энергии. Формула изобретения Гидроштанговая насосная установка, содерл :ащая силовой и рабочий насосы, последний из которых выполнен в виде ступенчатого цилиндра с расположенным в нем дифференциальным плунл ером, аккумулятор энергии и колонну насосных труб, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и КПД, она снабжена дополнительным ступенчатым цилиндром, установленным рабочего насоса и в меньшей ступени которого располол ен поршень, связанный с большей ступенью плунжера рабочего насоса, а в большей - поршень со штоком, причем аккумулятор энергии установлен в большей ступени дополнительного цилиндра и выполнен в виде но крайней мере одного кольцевого цилиндрического сильфона с верхним и нижним основаниями, соединенными соответственно с дополнительным цилиндром и со штоком поршня. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 372372, кл. F 04В 47/04, 1971.

/

Ж