Скважинная штанговая насосная установка Советский патент 1982 года по МПК F04B47/02 

(54) СКВАЖИННАЯ ШТАНГОВАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к технике для добы чи нефти, в частности к скважинным штанговым насосным установкам, и может быть использовано при откачке высоковязкой нефти нз скважин. Известна скважинная штанговая насосная установка, содержащая колонны насосных труб и штанг, цилиндр с установленными одн над другой двумя ступенями разного диаметра два полых плунжера разного диаметра, связан ных между собой и с колонной насосных штанг и подвижно расположенных в цилиндре с образованием рабочих камер меньшего-и большего диаметров, при этом последняя связана через обратный клапан с 31атрубным пространством 1. Недостаток известной насосной установки состоит в низкой ее производительности при откачке вязких пластовых жидкостей. Цель изобретения - увеличение производительности путем повышения коэффициента наполнения цилиндра насоса при откачке вязких пластовых жидкостей. Указанная цель достигается тем, что рабочая камера большего диаметра сообщена с рабочей камерой меньшего диаметра через дополнительные обратные клапаны, а ступени плунжера связаны между собой штоком, верхний торец которого имеет головку, расположенную в полости плунжера большего диаметра с возмож1тостью ограниченного осевого перемещения. На фиг. 1 представлена предлагаемая установка, общий вид; на фиг. 2 - то же, в начале хода штанг вверх; на фиг. 3 - то же, в конце хода штанг вверх; на фнг. 4 - тоже, в начале хода штанг вниз; на фиг. 5 - то же, в конце хода штанг вниз. Установка содержит колонны насосных труб 1 и штанг 2, цилиндр 3 с установленными одна над другой двумя стзшенями 4 и 5 разного диаметра, два полых плунжера 6 и 7 разного диаметра, связанных между собой и с колонной насосных штанг 2 и подвижно расположенных соответственно в ступенях 4 и 5 цилиндра 3 с образованием рабочих камер 8 и 9 меньшего и большего диаметров, при J8 этом последняя связана через обратный клапан 10 с затрубным пространством (не показано) Рабочая камера 9 большего диаметра сообщена с рабочей камерой 8 меньшего диаметра через дополнительные обратные клапаны И, а ступени полых плунжеров 6 и 7 связаны между собой штоком 12, верхний торец которого имеет головку 13, расположенную в полости плунжера 6 большего диаметра с возможность ограниченного осевого перемещения. В ступени полого плунжера 6 установлен нагнетательный, а в ступени полого плунжера 7 - всасывающий клапаны 14 и 15. Шток 12 расположен в уплотнении 16. Для предотвращения ударов друг о друга штока 12 и ступени полого плунжера 6, между ними установлены амортизирующие элементы, например, пружины (не показаны). Установка работает следующим образом. В момент начала хода колонны щтанг 2 вверх (фиг. 2) полый плунжер 6 перемещается вверх. Полый плунжер 7 при этом остается неподвижным до тех пор пока нижний выступ полого плунжера 6 не войдет в соприкосновение с головкой 13 штока 12. Нагнетательньп клапан 14 полого плунжера 6 закрыт, а обратный, дополнительные обратные клапаны 10 и И этого плунжера 6 и всасываю щий клапан 15 полого плунжера 7 - открыть1. Жидкость из скважины (не показана) через упомянутые открытые клапаны поступает р рабочую камеру 9 большего диаметра. В конце хода колонны штанг 2 вверх (фиг. 3) полый плунжер 6 входит в соприкос новеьше с головкой 13 штока 12 и он, а вместе с ним и полый плунжер 7 двигаются вверх. При этом нагнетательный клапан 14 продолжает оставаться закрытым. Всасывающий и обратный клапаны 15 и 10 закрываются, а дополнительные обратные клапаны 11, которые начинают выполнять функцию нагнетательных клапанов - открыты. Жидкость из рабочей камеры 8 меньшего диаметра, через открытые дополнительные обратные клапаны 11, поступает в рабочую камеру 9 большего диаметра. Свободный ход полого плунжера 6 (до соприкосновения с головкой 13 штока 12) регулируется таким образом, чтобы полый плун жер 7 начиная свое движение вверх в тот момент, когда обратные клапаны 10 закрываются под воздействием тзеса столба жидкости в рабочей камере 9. В начале хода щтанг 2 вниз (фиг. 4), польш плунжер 6 перемещается вниз, а шток 12 и полый плунжер 7 остаются неподвижными до тех пор, пока полый плунжер 6 не войдет в соприкосновение с головкой 13 штока 12. При этом нагнетател ный клапан 14 открыт, а обратные клапаны 10 и 11 закрыты. Жидкость перетекает из рабочей камеры 9 в колонну насосных труб 1. Всасывающий клапан 15 закрыт. Жидкость в рабочую камеру 8 не поступает и не вытекает из нее. В конце хода штанг 2 вниз (фиг. 5) полый плунжер 6, двигаясь вниз, входит в соприкосновение со штоком 12 и полый плунжер 8 также перемещается вниз. При этом нагнетательный клапан 14 продолжает оставаться открытым, а обратные клапаны 10 и 11 закрытыми. Жидкость продолжает перетекать из рабочей камеры 9 в колонну насосных труб 1. В это время объем рабочей камеры 8 увеличивается, всасывающий клапан 15 открывается и жидкость из скважины поступает в камеру 8. По достижении колонной щтанги 2 крайнего нижнего положения заканчивается полный цикл работы насосной установки.. Такое техническое решение, при котором за счет ввода в рабочую камеру 9 большего диаметра из рабочей камеры 8 меньшего диаметра дополнительного количества жидкости, причем этот ввод осуществляется тогда, когда поступление жидкости в рабочую камеру 9 больщего диаметра из скважины прекращается, позволяет получить максимальное наполнение рабочей камеры 9 насоса вязкой нефтью. Формула изобретения Скважинная штанговая насосная установка, содержащая колонны насосных труб и щтанг, цилиндр с установленными одна над другой двумя ступенями разного диаметра, два полых плунжера разного диаметра, связанных между собой и с колонной насосных штанг и подвижно расположенных в цилиндре с образованием рабочих камер меньшего и большего диаметров, при этом последняя связана через обратный клапан с затрубным пространством, о т личающаяся тем, что, с целью увеличения производительности путем повышения коэффициента наполнения цилиндра насоса при откачке вязких пластовых жидкостей, рабочая камера большего диаметра сообщена с рабочей камерой меньшего диаметра через дополнительные обратные клапаны, а ступени плунжера связаны между собой штоком, верхний торец которого имеет головку, расположенную в полости плунжера большего диаметра с возможностью ограниченного осевого перемещения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 644966, кл. F 04 В 47/02, 1977.

// m

wm