Скважинный штанговый насос Советский патент 1982 года по МПК F04B47/00 

(54) СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС

1

Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к скважинным штанговым насосам, и может быть использовано для глубиннонасосной эксплуатации нефтян гх скважин.

Известен скважинный штанговый насос, содержаший цилиндр, полый плунжер с вращателем потока жидкости, всасывающий и нагнетательный клапаны, а также установленное на плунжере инжекционное устройство в виде сопла, смесительной камеры и диффузора 1.

Недостаток известного скважинного штангового насоса состоит в том, что при откачивании обводненных нефтей долговечность его -резко падает из-за попадания между плунжером и цилиндром пластовой воды. Это фиводит к интенсивному износу плунжерной пары особенно при ходе плунжера вниз, когда из-за уменьшения разности давлений на концах плунжера плунжерная пара смазывается нестабильно.

Цель изобретения - повышение долговечности скважинного штангового насоса при откачивании обводненных нефтей путем о ;еспечения смазки плунжерной пары.

Указанная цель достигается тем, что нижний конец полого плунжера снабжен соединенной с ним трубкой, а вращатель потока жидкости выполнен в виде шнека, неподвижно установленного в трубке, которая

5 со стороны ее соединения с плунжером имеет патрубок, сообщенный с полостью трубки и наружной поверхностью плунжера.

На чертеже схематично представлен скважинный штанговый насос, общий вид.

Скважинный штанговый насос содержит

10 цилиндр 1, полый плунжер 2 с вращателем 3 потока жидкости, всасывающий 4 и нагнетательный 5 клапаны, установленные соответственно в цилиндре 1 и полом плунжере 2. Нижний конец (не обозначен) полого плунжера 2 снабжен соединенной с ним трубкой 6, а вращатель 3 потока жидкости выполнен в виде шнека 7, неподвижно установленного в трубке 6. Трубка 6 со стороны ее соединения с плунжером 2 имеет патрубок 8. На наружной поверхности плунжера 2 выпол-. нена кольцевая выточка 9, а в верхней части трубки 6 имеются радиальные отверстия 10. Патрубок 8 сообщен с полостью трубки 6 и наружной поверхностью плунжера 2.

Сообщение патрубка 8 с наружной поверхностью плунжера 2 осуществляется через канал 11, выполненный в плунжере и выходящий в кольцевую выточку 9.

Входное отверстие патрубка 8 направлено вниз, расположено соосно геометрической оси щнека 7 и несколько ниже радиальных отверстяй 10.

Площадь поперечного сечения кольцевой выточки 9 меньще проходного сечения патрубка 8, что обеспечивает движение жидкости по патрубку в кольцевую выточку, а не наоборот.

Скважинный штанговый насос работает следующим образом.

При ходе полого плунжера 2 вверх нагнетательный клапан 5 закрывается, а всасывающий 4 открывается. При этом давление над плунжером 2 увеличивается и плунжерная пара (не обозначена) стабильно смазывается пластовой жидкостью.

При ходе плунжера 2 вниз всасывающий клапан 4 закрывается, а нагнетательный 5 огкрывается. Поток пластовой жидкости, поднимающейся относительно плунжера 2 вверх, взаимодействуя со щнеком 7, приобретает вращательное движение. При этом вода из пластовой жидкости отходит к внутренней стенке трубки 6, а часть чистой нефти поднимаясь вверх, входит в патрубок-8 и далее по каналу 11 в кольцевую выточку 9 между полым плунжером 2 и цилиндром 1, осуществляя при этом их смазку. Излищняя нефть выходит из кольцевой выточки 9 вниз и через радиальные отверстия 10 втягивается в общий поток пластовой жидкости, минуя входное отверстие патрубка 8. Через эти же отверстия 10 проходит жидкость из зазора между цилиндром 1 насоса и трубкой 6. После достижения плунжером 2 нижней крайней точки циклы повторяются.

Расчетами установлено, что для обеспечения разделения пластовой жидкости на воду и нефть при оптимальных скоростях перемещения плунжера 2 в цилиндре 1 необходимо установить угол наклона винтовой поверхности щнека 7. в пределах 30-45°. При этом достигаются угловые скорости закручивания потока жидкости 2-3 рад/с, обеспечивающие полное разделение смеси, т. е. пластовой ясидкости, при соотнощениях удельных весов нефти и воды соответственно 0,89 и 1,14 г/см, причем, чем меньще разница удельных весов, тем следует применять меньшие значения углов наклона щнека 7.

Предлагаемое изобретение позволяет повысить долговечность скважинного щтангового насоса при откачивании обводненной аефти примерно в 1,5 раза.

Формула изобретения

Скважинный щтанговый насос, содержащий цилиндр, полый плунжер с вращателем потока жидкости, всасывающий и нагнетательный клапаны, отличающийся тем, что, с целью повыщения долговечности при откачивании обводненных нефтей путем обеспечения смазки плунжерной пары, нижний конец полого плунжера снабжен соединенной с ним трубкой, а вращатель потока жидкости выполнен в виде щнека, неподвижно установленного в трубке, которая со стороны ее соединения с плунжером имеет патрубок, сообщенный с полостью трубки и наружной поверхностью плунжера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 675203, кл. F 04 В 47/00, 1977.