Скважинный штанговый насос Советский патент 1981 года по МПК F04B47/02 

(54) СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС

I

Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к скважинным штанговым насосам преимущественно вставного исполнения, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности при глубиннонасосной эксплуатащ1и скважин.

Известен скважинный штанговый насос, содержащий корпус с насосно-компрессорными трубами, щишндр, полый плунжер с установленным в нем всасывающим клапаном, размещенный в цилиндре, подплунжерная полость которого постоянно сообщена с затрубнь1м пространством, шток, связывающий плунжер с колонной насоснь1х штанг, уплотнительный узел И гидролинию для сообщения надплунжерной полости щшиндра насоса с насоснокомпрессорными. трубами через установленный в ней нагнетательный клапан 1.

Недостатком известного скважинного щтангового насоса являются большие амплитуды напряжений в насосных штангах из-за наличия больших знакопеременных нагрузок в начале хода плунжера вверх и в конце его

хода вниз, что вызывает частые обрывы штанг, снижая надежность работы насоса в целом.

Цель изобретения состоит в повышении надежности скважинного щтангового насоса путем снижения динамических нагрузок на насосные штанги.

Указанная цель достигается тем, что гидролнния вьшолнена в виде обводного канала в корпусе, а уплотнительный узел - в виде сальника, размещенного на штоке и неподвиж10но установленного в корпусе.

На чертеже схематично представлен скважинный штанговый насос, общий вид.

Скважииный штанговый насос состоит из корпуса 1 с насосно-компрессорными труба15ми 2, цилиндра 3, полого плунжера 4 с установленным в нем всасывающим клапаном 5, размещенного в цилиндре 3, подплунжерная полость 6 которого постоянно сообщена с затрубным пространством (не показано), што20ка 7, связьтающего плунжер 4 с Колонной насосных штанг 8, уплотнительного узла 9 и гидролинии 10 для сообщения надштунжерной полости 11 цилиндра 3 насоса с полостью 3 12 насосно-компрессорных труб 2 через установленный в гидролинии 10 обратный нагнетательный клапан 13. Гидролиния 10 выполнена в виде обводного канала 14 в корпусе 1 насоса, а уплотнительный узел 9 - в виде сальника 15, размещенного на штоке 7 и неподвижно установленного в корпусе 1. Насое снабжен замковой опорой 16, на которой насос закрепляется в корпусе 1. Насос работает следующим образом. При ходе плунжера 4 вверх всасьгаающий клапан 5 закрыт и жидкость в надплунжерной полости 11 начинает сжиматься от первоначального давления, равного давлению в подплунжерной полости 6 (давление на приеме насоса) до давления, равного давлению в полости 12 (давление столба жидкости в насосно-компрессорных трубах). При этом нагнетательный клапан 13 в обводном канале 14открывается и жидкость начинает поступать из цилиндра 3 насоса в насосно-компрес сорные трубы 2 (такт нагнетания). Сальник 15и обратный нагнетательный клапан 13, установленный в обводном канале 14, защищают плунжер 4 от столба жидкости в насосно-компрессорных трубах в первоначальный момент движения плунжера 4 вверх, чем .и обеспечивается постепенное возрастание нагрузки на насосные штанги по мере сжатия газожидкостной смеси в надплунжерной полости 11. Это, в свою очередь, освобождает насосные нгганги от дополнительных инерционных нагрузок, создаваемых столбом а1дкости и от вибраций, возникающих в насосных штангах. При ходе плунжера 4 вниз нагнетательный клапан 13 и сальник 15 удерживают столб жидкости в насосно-компрессорных трубах 2 от движения в надгшунжерную полость 11. Жидкость из подплунжерной полости 6 начинает поступать в освобождаемую плунжером 4 надплунжерную полость 11 через обратный всасьтающий клапан 5 (процесс всасывания). При этом происходит разгрузка насосных штанг 8 от статических деформаций, а выталкивающая сила, обусловленная перепадом давлений и приложенная к штоку 7, направлена в обратную сторону., т.е. вниз из области высокого давления полости 12 насоснокомпрессорных труб 2 в область низкого давления надплунжерной полости 11, что способствует удлинению периода разгрузки насосных шгтанг, т.е. их плавную разгрузку. Это , в конечном счете, и обеспечивает освобождение насосных штанг от дополнительных нагрузок, возникающих от вибраций в конце хода плунжера вниз, которые возникак)т в обычных скважинных штанговых насосах с 1 всасьтающим клапаном, расположенным в нижней части цилиндра насоса. Насос опускается в скважину в следующей последовательности. На насосно-компрессорных трубах 2 опускаются корпус 1 с обводным каналом 14 и установленньгм в гидролинии 10 последнего обратным нагнетательнь1м клапаном 13, цилиндр 3 и расположенная над ним замковая опора 16, а затем на насосных щтангах 8 - полый плунжер 4 в сборе со штоком 7 и размещенным на нем сальником 15. Когда плунжер 4 входит в цилиндр 3 насоса, сальник 15 неподвижно устанавливается в корпусе 1 и плотно входит в соединение с замковой опорой 16. Подъем оборудования производится в обратной последовательности. При подъеме колонны штанг 8 сальник 15 выходит из соединения с корпусом 1 и замковой опорой 16 вместе с плунжером 4. При подъеме колонны насосных труб 2 происходит слив жидкости через цилиндр 3 насоса, так как на нем отсутствует всасывающий клапан. Освобождение колонны насосных штанг от вибраций и дополнительных нагрузок увеличивает срок службы штанг, снижает аварийность глубинного и наземного оборудования. Кроме того, описанная конструкция насоса обеспечивает также защиту самого насоса от засорения со стороны нагнетания, что увеличивает срок его службы. Формула изобретения Скважинный штанговый насос, содержащий корпус с насосно-компрессорными трубами, цилиндр, польш плунжер с установленным в нем всасывающим клапаном, размещенный в цилиндре, подплунжерная полость которого постоянно сообщена с затрубньгм пространством, шток, связывающий плунжер с колонной насосных штанг, уплотнительный узел и гидролинию для сообщения надплунжерной полости цилиндра насоса с насосно-компрессорными трубами через установленный в ней нагнетательный клапан, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем снижения динамических нагрузок на насосные штанги, гидролиния выполнена в виде обводного канала в корпусе, а уплотнительный узел - в виде сальника, размещенного на ишгоке и неподвижно установленного в корпусе. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Люстрицкий в. М., Усик В. А., Лихачев М. А. Инструкция по изготовлению и применению двухплунжерньк насосов для откачки высоко