Гидроприводная скважинная штанговая насосная установка Советский патент 1982 года по МПК F04B47/04 

1

Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к гидроприводным скважинным штанговым насосным установкам, и может быть использовано в нефтяной промышленности для подъема пластовой жидкости из скважины на поверхность.

Известна гидроприводная скважинная штанговая насосная установка, содержащая штанговый гидроцилиндр с поршнем, соединенным через шток и колонну насосных штанг с плунжером скважинного насоса, трудный гидроцилиндр, поршень которого через шток, траверсу, тяги и трубную подвеску связан с контргрузом, выполненным в виде подвижной колонны насосных труб, установленной на участке вертикального ствола скважины, трубопровод, сообщенный со штоковыми полостями гидроцилиндров, а также золотниковый распределитель, связанный с поршневыми полостями гидроцилиндров и выкидной линией маслонасоса 1.

Недостаток этой установки состоит в невозможности эксплуатировать ею искривленные скважины из-за появления значительных сил трения между подвижной колонной насосных труб и обсадной колонной

в местах скривления ствола скважины, которые приводят к резкому снижению КПД, установки, а иногда к заклиниванию колонны насосных труб и прекращению работы установки.

5Целью изобретения является обеспечение возможности эксплуатации установки в искривленных скважинах.

Указанная цель достигается тем, что установка снабжена неподвижной колон,Q ной насосных труб, расположенной в зоне искривленного участка ствола скважины, а скваЖинный насос установлен в нижней части неподвижной колонны насосных труб, верхняя часть которой соединена с подвижной колонной насосных труб через уплотнитель, причем нижняя и верхняя части соответственно подвижной и неподвижной колонн насосных труб снабжены упорами, установленными с возможностью взаимодействия между собой.

20 На чертеже схематически представлена гидроприводная штанговая насосная установка, общий вид.

Установка содержит штанговый гидроцилиндр 1 с поршнем 2, соединенным через шток 3 и колонну насосных штанг 4 с плунжсром 5 скважияного насоса 6 и трубный гидронилиндр 7, норшень 8 которого, через шток 9, траверсу 10, тяги 11 и трубную подвеску 12 связан с контргрузом 13, вынолненшлм в виде подвижной 14 колонны насосных труб, установленной на участке 15 вертикального ствола скважины 16. Кроме того, установка содержит трубопровод 17, сообщенный со штоковыми полос.тями 18 и 19, соответственно гидроцилиндров I и 7, а также золотниковый распределитель 20, связанный с поршневыми полостями 21 и 22 упомянутых цилиндров 1 и 7 и выкидной линией 23 маслонасоса 24. Маслонасос приводится в действие двигателем 25. Запас рабочей жидкости (масла) находится в масляном баке 26. Установка также снабжена неподвижной 27 колонной насосных труб, расположенной в зоне искривленного участка 28 ствола скважины 16 и закрепленной посредством трубного якоря 29 за колонну обсадных труб (не показано) скважины. Скважннный насос 6 установлен в нижней части неподвижной 27 колонны насосных труб, верхняя часть которой соединена с подвижной 14 колонной насосных труб через уплотнитель 30, причем нижняя и верхняя части (не оГ означены) соответственно подвижной 1 ; и неподвижной 27 колони насосных труб снабжены упорами 31 и 32, установленными с возможностью взаимодействия между собой и позволяющими тем самым осуществлять извлечение неподвижной 27 колонны труб из скважины при подземном ремонте. Элементы гидропривода монтируются на раме 33, которая устанавливается на фланце 34 обсадной колонны скважины 16. Для подачи откачиваемой из скважины пластовой жидкости на поверхность служит труба 35.

Установка работает следуюншм образом.

При ходе колонны насосных нгганг 4 вниз, маслонасос 24 под действием двигателя 25 нагнетает рабочую жидкость из масляного бака 26 в поршневую полость 21 штангового гидроцилиндра 1. Под действием давления рабочей жидкости и силы тяжести колонны насосных штанг 4 пор, шень 2 штангового гидроцнлиндра вместе со штоком 3, колонной насосных штанг 4 и плунжером 5 скважинного насоса 6 начинают движение вниз. При этом рабочая жидкость из штоковой полости 18 штангового гидроцилиндра 1 по трубопроводу 17 поступает в штоковую полость 19 трубного гндроцилиндра 7, поршень 8 которого вместе со штоком 9, траверсой 10, тягами 11, трубной подвеской 12 и колонной насосных труб 14 на1инает движение вверх. Происходит подача пластовой жидкости из подплунжерной полости цилиндра скважинного насоса 6 в его надплунжерную полость.

При достижении поршнем 8 трубного гидроцилиндра 7 верхнего положения золотниковый распределитель 20 производит переключение потоков рабочей жидкости, после чего поршневая полость 22 трубного гидроцилиндра 7 сообщается с выкидной линией 23 маслонасоса 24, а поршневая полость 21 ц тангового гидроцилиндра вая полость 21 щтангового гидроцилиндра 1 -- с масляным баком 26. При этом

поршень 8 трубного гидроцилиндра 7 под действием давления рабочей жидкости и силы тяжести подвижной колонны 14 насосных труб начинает движение вниз вместе со штоком 9, траверсой 10, тягами II, трубной подвеской 12 и колонной труб 14.

Рабочая жидкость из щтоковой полости 19 трубного гидроцилиндра 7 по трубопроводу 17 поступает в штоковую полость 18 щтангового гидроцилиндра 1, поршень 2 которого вместе со штоком 3, колонной насосных штанг 4 и плунжером 5 скважинного насоса 6 начинает движение вверх. Происходит всасывание пластовой жидкости в плунжерную полость цилиндра скважинного насоса и подъем пластовой жидкости из надплунжерной его полости в колонны

5 насосных труб 27 и 14 и далее на поверхность через трубу 35. При достижении поршнем 8 трубного гидроцилиндра 7 нижнего положения, золотниковый распределитель 20 производит переключение потоков рабочей жидкости, после чего поршневая полость 21 щтангового гидроцилиндра 1 сообщается с выкидной линией 23 маслонасоса 24, а порщнеяая полость 22 трубного гидроцилиндра 7 -- с масляны.м бако.м 26 и начинается ход колонны насосных штанг 4 вниз, г. е. цикл работы установки повторяется. Во время работы становки усилие от веса столба пластовой жидкости в зоне искривленного участка 28 ствола скважины 16, где расположена .нс1();;,ви:-: 1;ая 27 колонна насосных труб,

передается на стенки обсадной колонны скважины посредством трубного якоря 29.

Применение предложенной установки позволяет эксплуатировать искривленные скважины без возникновения дополнительных усилий и заклинивания колонны насосных труб.

Формула изобретения

ГидропрИБОдная скважинная ujTaHroBaH насосная установка, содержащая штанговый гидроцилиндр с поршнем, соединенным через шток и колонну насосных штанг с плунжером скважинного насоса, трубный гидроцилиндр, поршень которого через шток, траверсу, тяги и трубную подвеску связан с контргрузом, выполненным в виде подвижной колонны насосных труб.