Плунжер для периодической эксплуатации скважины Советский патент 1982 года по МПК E21B43/00 

(54) ПЛУНИ ЕР ДЛЯ ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ

СКВАЖИНЫ

Изобретение относится к нефтедобыче в частности к устройствам для эксплуатации нефтяных скважин с периодической подачей рабочего агента. Известен плунжерный лифт с периодической подачей рабочего агента, содержащий колонну подъемных труб, амортизаторы, плунжер и регулирующее оборудование С1. . Недостатками указанного плунжерного лифта ЯВЛ5ПОТСЯ низкая надежность его работы из-за частых поломок амортизаторов, плохая проходимость плунжера в подъемных трубах, недостаточная его герметизация в подъемных трубах, а так хсе сложность конструкции, эксплуатации и обслуживания стационарного скважин- ного оборудования. , Наиболее близким к предлагаемому является плунжерный лифт с периодической подачей рабочего агента, сбдержаигай регулирующее оборудование, (Колонну подъемных труб, подпружиненный .сердечник со связанньпу с ним поршнем и плунл :ер. Плуизкер содержит корпус с магнитом для взаимодействия с сердечником f 2 {. Этому устройству свойственны плохая Проходймость плунжера в коло1ше подъемных труб, имеющий, как правило различного вида неизбежные отклонения от прямолинейности оси отверстия (изогнутость, криволинейность, ломаность, угловые от- . клонения и т.д.), что способствует заклиниванию (заеданию) плунжера, приводящему к его деформациям, поломкам и даж;е авариям в скваж1шах. Большая пространственная жесткость и малая: изгибающая податливость плунжера приводят во. время работы устройс тва к увеличсению и неравномерному рас;пределению рабочих нагрузок из-за возрастания уделы1ых контактных давлений . на рабочую поверхность плунжера и подъемных труб, особенно при наличии значи- 3977 тельных отклонений от прямолинейности оси колонны подъемных труб. Также устройство не обеспечивает надежное разобщение над- и подплунжерной полостей колонны подъемных труб, так как из-за отклонений от правильной геометрической формы рабочего канала этой колонны прихбдится увеличивать зазор в сопряжении с ней плунжера. В связи с этим увеличивается количество утечек жидкости через зазор меж.ду колонной подъемных труб и плунжером. Кроме того, жестки требования при применяемой конструкции плунжера к точности и качеству рабочего канала (от клонениям от правильной геометрической формы, шероховатости поверхности и т.д.) а также монтажу колонны подъемных труб большая трудоемкость подготовительных работ, связанная с тщательным подбором труб по-.диаметру, райберовкой труб и При этом наблюдается значительное снижение, в связи с изложенным, надежности работы плунжерного лифта. Метод добычи нефти плунжерным лифтом не нашел широкого распространения в нефтедобывающей промышленности. Цель изобретения - повышение герметизирующей способности плунжера. Поставленная цель достигается тем. что плунжер, содержащий кортус с магкитом, вьшолнен в виде нескольких шарнирно соединенных и подпружиненных секций, которые имеют кольцевые магниты, намагниченные в радиальном направлении, а основания секций имеют .кольцевые постоянные магниты, полярные по диаметру, при этом полости между секциями заполнены магнитовязкой жидкостью. На фиг. 1 представлена конструктивная схема плунжерного лифта; на фиг. 2 плунжер, общий вид в разрезе. Плунжерный лифт состоит из подъемных труб 1, плунжера 2, на верхнем конце которого размещен постоянный магнит 3, окольцованный диамагнитом 4, регулятора 5, регулиргутощего периодическую подачу рабочего агента (газа), и устройства, задерживающего плунжер на буфере, которое включает цилиндр 6, порщень 7, соединенный шарнирно с сердечником 8, пружину 9, регулируемъй штуцер 1О и обратаый клапан 11. Плунжер 2 coдepжиt несколько отдельны}с секпий 12 (фиг. 2). Секции соединены между собой основаниями с помощью шарниров 13, связанных пружинами 14, а также пружинами 15 и 16. 24 Секции 12 снабжены кольцевыми п стоянными магнитами 17, намагниченнь ми в радиальном направлении к оси цилиндра, а вокруг их оснований - кольцевыми постоянными магнитами 18, ймеюпш. ми полярноса:;ь по диаметру. Магниты 17 и 18 окольцованы диамагнитами 19. Полости 20, образованные между колонной подъемных труб 1 и магнитами 17 и 18 каждой пары сопряженных основаниями секций 12, заполнены магнитовязкой жидкостью. Для амортизации возможных ударов секций 12 друг о друга при аномальных повышенных нагрузках в плунжерном лифте торцы секций снабжены резиновыми амортизаторами 21 и 22. С целью дополнительной амортазации при посадке плунжера 2 на нижнюю опору и уменьшения износа последней торцовый выступ ррайней нижней секции снабжен резиновым амортизатором 23. Магниты, применяемые в плунжерном ф обладают высоким значением коэрцитивной силы. Магнит 3 изготавли плава марки ЮВДК-25А или ЮНДК-35БА с кристаллической тексту остаточными индукциями, соответственно, ,33 и 1,28 Вб/м коэрцитивными силами и 62 кОМ/м. Кольцевые постояннъш магниты 17 „is изготавливакугся из сплава марки ЮН14ДК24 или ЮН14ДК24-Т2 с остаточными индукциями, соответственно, 1,23-1,0 Вб/м«- и коэрцитивными силами Нс« 44-58 кОм/м. Плунжерный лифт работает следующим образом, Во время накопления жидкости плунжер 2 находится на опоре в крайнем нижнем положении. После подачи рабочего агента (газа) растет давление в соединенных между собой затрубном пространстве и внутренней полости устройства, Поршень 7 под действием давления газа, зажимая прузкину 9, толкает сердечник 8 в рабочее положение, т.е. на одну ось с плунжером. В это время происходит подъем плунжера и жидкости. После выброса столба жидкости плунжер 2 ударяется о сердечник 8 и действием магнитной силы задерживается в буфере. Наличие в конструкции плунжера 2 шарниров 13 и пружин 14-16 способствует амортизации ударов плунжера о сердечник 8. Затем регулятор 5 прекращает подачу рабочего агента - газа. Происходит процесс разряжения подъемньк труб и затрубного 5 пространства. Однако в силу действия обратного клапаиа 11 внутренняя полость устройства остается под давлением и разрядка его регулируется штуцером 10 на время, необходимое для накопление жидкости в скважине. Когда давление в полости устройства снижается, пружина 9 толкает сердечник 8 и последний, проскальзывая в сторону, освобождает плунжер. Так как за время задержки плунжера 2 на буфере накапливается определенное количество жидкости в подъемных трубах 1, то при падении плунжера происходит удар последнего о жидкость, который в значительной мере амортизируется еще до достижения нижней опоры, благодаря наличию в конструкции плунжера шарниров 13 и пружин 14-16. В результате амортизированного удара о жидкость погашается, скорость плунжера, и он медленно падает на нижнюю опору. Удар о нижнюю опору амортизируется за счет наличия упомянутых шарниров 13 и |пружин 14-16., Выполнение плунжера в виде нескольких шарнирно соединенных и подпружинен ных между собой секций 12 способствует лучшей проходимости плунжера 2 в колонне подъемных труб 1. Снабжение секций под их полками кольцевыми постоянными магнитами 17, намагниченными в радиальном направлени к оси цилиндра, а вокруг оснований секци кольцевыми постоянными магнитами 18, имеющими полярность по диаметру, а также заполнение магнитовязкой жидкостью полостей 2О, образованных между колонной подъемных труб, и упомянуть ми магаитами каждой пары сопряженных основаниями секций 12 надежно разоб26щает над- и подплунжерную полости колонны подъемных труб 1 во время рабо-ч тъ1 лифта. Технико-экономическая эффективность заключается в улучшении проходимости плунжера в колонне подъемных труб} уменьшении интенсивности износа рабочих поверхностей плунжера и подъемных труб; надежном разобщения над- и подплунжерной полостей колонны подъемных труб; уменьшении утечек жидкости через зазор между колонной подъемных труб и плунжерам; возможности применения труб серийного производства при эксплуатации скважин плунжерным лифтам, в результате чего повышается надежность работы плунжерного лифта. Формула изобретения Плунжер для периодической эксшлуа:тации скважины, содержащий корягус с магнитом, отличающийся тем, что, с целью повышения его герметизирующей способности, он выполнен в виде нескольких шарнирно соединенных и подпружиненных секций, которые имеют крль цевые магниты, намагннченные в радиальном нштравлешш, а основания секций имеют кольцевые постоянные магниты, полярные по днаметру, при этом полости между секциями заполнены магнитовязкой жидкостью. Источники ннфор.шции, принятые во внимание при экспертизе 1,Иоаким Г. Добыча нефти и газа. М., Недра, 1966, с. 193. 2.Автсфское сввдетепьство СССР 1№ 619631, кл.Е 21 В 43/00, 1976 (прототип).

9/

/

()

Vv

k

//7

.

$

//

ii-i

1

s

фаг./