Цилиндр скважинного штангового насоса

 

1. ЦИЛИНДР СКВАЖИННОГО ШТАНГОВОГО НАСОСА, содержащий корпус с установленными в нем пакетами уплотнительных элементов, между которыми образована по меньшей мере одна уравнительная камера, причем уплотнительные элементы выполнены в виде эластичных колец, полости над и под каждым из которых связаны между собой каналом, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, уравнительные камеры снабжены отверстием, сообщающим их с затрубным пространством скважины, а каналы выполнены в виде вертикального паза на внутренней поверхности эластичного кольца, причем пазы двух соседних колец расположены диаметрально противоположно относительно оси цилиндра. ,2. Цилиндр по п. 1, отличающийся тем, что эластичные кольца выполнены армированными . сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зцр "04 В 47/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ. СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3351139/25-06 (22) 27.10.81 (46) 30.04. 83. Бюл. № 16 (72) Л. В. Габриелов (71) Научно-производственное объединение по термическим методам добычи нефти «Союзтерм нефть» (53) 621.65 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 631675, кл. F 04 В 47/12, 1977. (54) (57) 1. ЦИЛИНДР СКВАЖИННОГО

ШТАНГОВОГО НАСОСА, содержащий корпус с установленными в нем пакетами уплотнительных элементов, между которыми образована по меньшей мере одна уравнитель„„SU„„1015114 А ная камера, причем уплотнительные элементы выполнены в виде эластичных колец, полости над и под каждым из которых связаны между собой каналом, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности, уравнительные камеры снабжены отверстием, сообщающим их с затрубным пространством скважины, а каналы выполнены в виде вертикального паза на внутренней поверхности эластичного кольца, причем пазы двух соседних колец расположены диаметрально противоположно относительно оси цилиндра. ,2. Цилиндр по п. 1, отличающийся тем, что эластичные кольца выполнены армированными.

1015114

10

20

40

50

1

Изобретение относится к гидромашиностроению, в частности к скважинным штанговым насосам, касаясь выполнения их цилиндра, и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности.

Известен цилиндр скважинного штангового насоса, содержащий корпус с установленными в нем пакетами уплотнительных элементов, между которыми образована по меньшей мере одна уравнительная камера, причем уплотнительные элементы выполнены в виде эластичных колец, полости над и под каждым из которых связаны между собой каналом 11).

Недостатком известной конструкции цилиндра скважинного штангового насоса является возможность его разгерметизации при проведении подземных ремонтов, связанных с частичным или полным подьемом оборудования, при этом плунжер насоса и уплотнительные элементы цилиндра воспринимают полный перепад давления, пропорциональный глубине спуска насоса в скважину. Это снижает эксплуатационную надежность цилиндра.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности цилиндра скважинного штангового насоса.

Указанная цель достигается тем, что в цилиндре скважинного штангового насоса, содержащем корпус с установленными в нем пакетами уплотнительных элементов, между которыми образована по меньшей мере одна уравнительная камера, причем уплотнительные элементы выполнены в виде эластичных колец, полости над и под каждым из которых связаны между собой каналом, уравнительные камеры снабжены отверстием, сообщающим их с затрубным пространством скважины, а каналы выполнены в виде вертикального паза на внутренней поверхности эластичного кольца, причем пазы двух соседних колец расположены диаметрально противоположно относительно оси цилиндра.

Кроме того, эластичные кольца выполнены армированными.

На фиг. 1 изображен цилиндр скважинного штангового насоса, общий вид; на фиг. 2 — узел пакета уплотнительных элементов; на фиг. 3 — эластичное кольцо.

Цилиндр скважинного штангового насоса содержит корпус 1 с установленными в нем пакетами уплотнительных элементов 2, между которыми образована по меньшей мере одна уравнительная камера 3.

Уплотнительные элементы 2 выполнены в виде эластичных колец 4, полости 5 и 6 соответственно над и под каждым из которых связаны между собой каналом 7.

Уравнительные камеры 3 снабжены отверстием 8 с затрубным пространством скважины (не показано), а каналы 7 выполнены в виде вертикального паза 9 на внутренней поверхности эластичного кольца 4, причем

2 пазы 9 двух соседних колец 4 расположены диаметрально противоположно относительно оси цилиндра. Эластичные кольца 4 выполнены армированными.

Между пакетами уплотнительных элементов 2 устанавливается металлическая втулка 10.

Эластичное кольцо 4 имеет внутри металлическую арматуру в виде кольца 11 с буртом 12 и несколькими отверстиями 13 для создания большей поверхности контакта эластичного материала с кольцом 11.

Поверхность верхнего торца 14 эластичноro кольца 4 выпуклая, а нижнего торца 15— вогнутая, причем на верхнем торце 14 выполнена кольцевая канавка 16. Нижняя половина 17 внутренней поверхности армирующего кольца 11 выполнена конической.

Корпус 1 цилиндра насоса внутри с двух сторон снабжен цилиндрическими резьбами 18. В нижней части цилиндра устанавливается нижняя ограничительная гайка 19 и специальнои конструкции плавающии пескобрей 20, выполненный из капролона и служащий для очистки внутренней поверхности цилиндра от налипающих частиц, например песка. Снаружи в корпус 1 цилиндра устанавливается грундбукса 21 и верхняя зажимная гайка 22. В нижний переводник 23 цилиндра ввинчивается пат рубок-удлинитель со всасывающим клапаном насоса (не показаны), а верхний переводник 24 служит для соединения цилиндра с колонной насосных труб (не показана) .

Внутри цилиндра устанавливается полый плунжер 25 с нагнетательным клапаном (не показан).

Скважинный штанговый насос с предлагаемым цилиндром работает следующим образом.

Цилиндр с патрубком-удлинителем и всасывающим клапаном на колонне насосных труб спускается в скважину. Плунжер 25 с нагнетательным клапаном в своей нижней части спускают на колонне штанг через насосные трубы, устанавливая его в цилиндре насоса.

Глубина спуска насоса определяется эксплуатационной характеристикой скважины.

В процессе работы скважинного насоса над плунжером 25 устанавливается давление Р, создаваемое столбом жидкости в насосных трубах.

Под всасывающим клапаном насоса будет давление Р, которое определяется глубиной погружения насоса под динамический уровень, т. е. величиной давления на уровне всасывающего клапана в затрубном пространстве.

В самом цилиндре насоса давление будет изменяться в зависимости от положения плунжера 25 при его ходе вниз и вверх: от величины Р при открытом нагнетательВ полости цилиндра насоса давление изменяется от P до Р,.

Верхний пакет будет воспринимать перепад Рв — — Р; — Р, а нижний пакет Р„=

= P, — Рз, т. е. ту же величину давлейия, но йаправленную в противоположную сторону. Следовательно, нижний пакет должен быть развернут по отношению к верхнему на 180 .

Таким образом, верхний пакет испыты1ð вает постоянную величину давления от столба жидкости в насосных трубах независимо от хода плунжера вверх или вниз, причем эта величина не меняется по направлению к величине и не имеет пульсирующего характера. Другими словами, верхний пакет не испытывает знакопеременной и пульсирующей нагрузок. Нижний пакет при ходе вверх плунжера работает в наиболее благоприятных условиях, когда на него действует давление только от столба жидкости в затрубном пространстве скважины на уровне установки насоса.

При ходе вниз нижний пакет воспринимает давление от столба жидкости в насосных трубах, постоянное по величине и по направлению действия.

Использование изобретения позволит повысить эксплуатационную надежность скважинного насоса в целом за счет улучшения условий работы пакетов уплотнитель ных элементов его цилиндра.

Кроме того, повысятся межремонтный период работы скважины и коэффициент подачи насоса, а также сократится время на производство подземных ремонтов и будет исключен разлив нефти из скважины при производстве подземных ремонтов.

1015114 ном клапане до величины Р, при которой открывается всасывающий клапан.

Поскольку уравнительные камеры 3 соединены с затрубным пространством скважины отверстием 8, то в этой камере установится давление Р>, равное давлению в затрубном пространстве.

При ходе плунжера 25 вверх давление Р в цилиндре насоса становится меньше Р, всасывающий клапан открывается и нефть из скважины начнет поступать в полость цилиндра. Эластичные кольца 4 верхнего пакета уплотнительных элементов 2 будут испытывать перепад давления, равный разности давления в насосных трубах и в за трубном пространстве, т. е. Р = P, — Р .

Так как P >Рз, то величина Р, будет иметь положительное значение. Давления Р1 и Рз в процессе работы скважины не меняются, следовательно, и величина Рв имеет постоянное значение.

Эластичные кольца 4 нижнего пакета уплотнительных элементов 2 испытывают перепад от разности давлений в полости цилиндра и в затрубном пространстве Р„=

= Р— P . Из условия открытия всасывающего клапана P ) P .

В практике насосной эксплуатации глубина погружения насоса под динамический уровень не превышает 50 — 60 м (P> — — 5—

6 атм). Отсюда следует, что условия работы нижнего пакета уплотнительных элементов 2 при ходе плунжера 25 вверх будут наиболее благоприятными. .При ходе плунжера 25 вниз давление в цилиндре насоса возрастает, всасывающий клапан закрывается, нагнетательный клапан открывается и нефть через полый плунжер 25 насоса поступает в насосные трубы.

Составитель Э. Гинзбург

41гг. 2

Редактор С. Пекарь Техред И. Верес Корректор М. Шароши

Заказ 3170/32 Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и от крытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4