Скважинный штанговый насос
1. СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС по авт. св. № 964231, отличающийся тем, что, с целью повышения его ;; эффективности при эксплуатации, перепускные клапаны установлены на различных уровнях . 2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что газоотводящий трубопровод выполнен в затрубном пространстве, которое связано с кольцевым пространством посредством отверстий , дополнительно выполненных в колонну насосных труб, а колонна полых штанг снабжена дополнительным полым плунжером с отверстиями и колонной сплошных штанг, связанных с верхней частью дополнительного полого плунжера, причем колонна полых штанг гидравлически сообщена с колонной насосных труб через отверстия в дополнительном плунжере. S (Л 00 а
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„1114816 за F 04 В 47/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 964231 (21) 3589869/25-06 (22) 11.05.83 (46) 23.09.84. Бюл. № 35 (72) Б. В. Ефименко, А. Я. Литвинов и В. К. Шарапинский (71) Научно-производственное объединение по термическим методам добычи нефти
«Союзтермнефть» (53) 621.651 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 964231, кл. F 04 В 47/00, 1981. (54) (57) 1. СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС по авт. св. № 964231, отличающийся тем, что, с целью повышения его эффективности при эксплуатации, перепускные клапаны установлены на различных уровнях.
2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что газоотводящий трубопровод выполнен в затрубном пространстве, которое связано с кольцевым пространством посредством отверстий, дополнительно выполненных в колонну насосных труб, а колонна полых штанг снабжена дополнительным полым плунжером с отверстиями и колонной сплошных штанг, связанных с верхней частью дополнительного полого плунжера, причем колонна полых штанг гидравлически сообщена с колонной насосных труб через отверстия в дополнительном плунжере.
1 148! <>
Изобре гс нис огнс>сит«я к I E. хинке д. IH .1обычи нефти, 13 (ястп<>сти к скня кинным
1 l IT ÿ tl I ÎB Ы >1 н 3 E 0< я (>1, и >1 0 Ж (. 1 6 Ы 1 Ь kf (I IO. I t> зовано при откачке из E êB3?KHí гязир<и(3 НЫХ l(,13 СТОНЫХ ЖИ.(КОСТЕЙ, Я Тс(КЖС> П!) и разработкс месторождений с приченениеч внуTpHIIëàñòîâîã0 горения, характеризчK)II(pÃO«5(ВысОким Газокь!м фактором
llPO.1УКЦИИ СКВЯЖИН.
По ос!юнночу ант. сн.,(х» 964231, извсс((!1 с K Б ñ3 ж и I! н ы и 11! 1 3 H I Î В 1>1 Й 1! ci с Ос, (Од(< Р
Жа и(и и ЦИ. (И Н:(Р С НСÇE t>IBBK)ll(HXI K. (3((3k(0>I, соединенный с кс> IOHHOH полых штянг llлу ижер с пягнетятельпым клапаном и обводнымм и ка tl
1)едос 1 сlThoч изнс (. Tí0(О cкнажиiIIIОГО
П П;1 Н Г О Б О Г 0 f k; I i. 0 3 Я В.1 Я <. 1 С Я Н (.> В О 3 М О Ж Н 0 С Т Ь
k(t ПОЛЬЗОКЯПИЯ ДЛЯ ПОД(ЕЧЯ ПЯ ПОВ PXHOCTh добываемой из скважины Ifë3ñòîíîé жи IKOt:тИ КОЛС>ППЫ (ГЯСС)СНЫХ тРУб, cl таКжс От!301Я жидкс)СTH из н(!дпл) нжерной пс>лости нилин,1ра B «п) (н)дплунжернхк> (юл<>сть 1<.pE.з
Один из пс реп > Kf(h(x кл<1пянок. Это, В сВОк) с)чередь, снижс!е(яффекти кис>сть ((асс>с;i в >KE 1111 c3TН I (И И .
I IE 1k> k!3<>6pE I fIHH (lol3I>ill!(>I(HE. аффс ктИКНС>етп IIÐH BKCIÏX <ПЯЦИИ. ,) K3:3 а 3 Нс! 51 I(«. Ih (ОСТИ I с((ГС 5(ГE. il, Го В скняжипноч штян! овоч Bile<>се перепускHûå кл((п ((п ы i станок. I«íû н;! р Кроче го! о, I язсюггя),(я(ций тру бс>прои>;( выполн fl B:зятрубноч пространств(х котоРОЕ СНЯ 3311(t С КО 1 ЬЦЕВI>(Х(IIPO(ТРсl НСТВОЧ ПО средствох! <лверстий, дополнительно в IIIO.Iненны. в кс>.н>пну нясо Hhlx труб, 3 кс> IOHH3 полыx (птяпг снабже(13 10IIOëíkcò«?It flûxt полым (>лунжерс>м с слвс рстиями и колонной сп iolllH!>Ix штянг, связанных с верхней частьк) дополнитель(юго полого плунжер», I l P H il E Х (K 0. I 0 I k Н с> I I O.! Ы Х l l i T 3 H I Г И, 1 Р 3 К. И Ч С> С К И сообщена с колонной насосных труб через отверстия в дополнительном плунжере. На ф(! (. XE >(с(ТИ I HO II P(>.(СТ313,1С H СКВ3жинный штянговый нс!Сос, при 13t 1110лненпи газоот((с)дящеп> трубс>проводя в колы(сном ПРОСтРаНЛ НЕ, О6РВЗОВЯН(п>Ч КОЛОННЗЧИ flclc0ctIbIx труб и полых (i(TE»«<общий нид; ня фиг. 2 TO ж«, при кыполнснии гя:300(.н<>дящеп> трчбонроводя B:зятрубном прс> Tp31(СТБС <. К Bс! Ж 5! НЫ I(PП "ОД< I id X H Ж«PВ 13(3< PХ; kid фиг. 3 то жс, при .ход«((лунжеря вниз. Сквяжинн(,(Й п(тяпгокыи насос содержи. цилиндр 1 с вс;!Сы((якнцих(клапаном 2, (0<..(Инспныи с колоннои (н>лых штянг 3 основi(0 lt Il. l X II?KPР 1 E 1«(! Н<. <1 I EX I hHbf Xk K. 3((3 k!OM 5 и оогя>дпычи к IH(i.(ячп (), ii0 мены>(«Й мере î (itl. II0,UiðóæHíñ IIE ðåHóñêíîé клапан 7, «(юб(ценпый с IIOHHëx нжерной пог!Ость(0 и и усTBHOBëpííûé B I язоотводящеч -.рубопроноде 9, и кольцевое пространство 10, обрязованнос колоннами насосных трус> !1 и полых штанг 3 Обводные каналы 6 снабжены сменными штуцерами с калиброванО НЫМИ OTHE рСТИЯ (и (Не IIOK3 33flb! ) 3 КБЖ;It>IH перепус кной клапан по1пру жинен пружиной 12 с<> лоропы i азоотводящего трубопроко kit 9, причеч перепускные клапаны 7 x«T;tíOI)it«f1û и;3 разныx уровнях. При 3! Ох! гязоотнс>дящий трубопровод 9 выполнен 13 кольцс ком пространстве 10 (фиг. 1) или B:зятрубпом пространстве 13 сква кипы, O6p330f33IIfI0Xf 3КСНЛчаТяцИОННОЙ КО. IOHHOH гру 6 11 и колопнс>й насосных труб 11 (фи(2 и, 3). QQ I3 случае, KOI ья газоотнодящий трубоiIp0B0 (BI IIIoëícH B з(>трубном flpocTp3HcTBP 1, 3 скважины (фиг. 2 и 3), последнсе связан«c кольцевых! пространством 10 I!0cpeд0Tt3E p(. THH 15, 10110 IHHTP IbHO пенных в кс>лоннс Насосных трчб 11. Прп этом, кс>лс>нна полых штан! 3 снабжена IOf!Oëíkïå.iüíû÷ полы ч плунжером ! 6 с отверстиями 17 и кс) !0HHOH сплс>шных ппанг l<3, вязанных с верхней часть(о до(юлнительного !юлого плу:(жера. Колонна полых (птанг 3 гидравлически сообп(с на с колонной насосных труб ! через слверстия 17 к 10110 I tkkITP, BH0(>t II.I>, нжеpE . 1 с). 13 зависимости от динамического уровня Ж И;3,КОС 1 И И ГB:30БО! 0 (Ря КТОР3 Н CKBcl ЖИ ff « il(pt пускные к.l 13 В (> P . 0 I I И 11 t <:3 сl К P hi B i> К) Т С Я С К О Р О <. Г H Ы М и;!(Н>рс)ч гязя, llpOxo;15(lilPго по обводным каня.(яч б из (ю,сплунжерной по,ц>сти 8. Принцип д«йстния скнажинноп> шт3Hfoгк>го (гас0(3 <к(и>нап ня следукпци.х нераБ(> и с(Б я х . x 3 р 3 K1(р и 3 > K) I k l и х е Г 0 р 3 6 o T <, . Хо (из(и кс!>я внеj)x (цикл всасывяния) 1н» кол. (,) 1",- 1 )EOJ> -(- 1 >>.>(. С с.) .><>0,1 П,1 > НЖЕ!)с(ВНИЗ (ЦИКГ(Нс3ГН(>Т<>НИЯ ) ! н 1 >((>л + Р(> к (. ) РН вЂ” icl В, I(. ((ИС В !10 ill.1 > H iKE>РНОИ IIO,l0Eòè 8 IIHëèíäð3 насоса; P„i)>, —.((1 н. (ение в затру ош>м про«тра ил нс 1:3 скважины. образованном > г> колонной насосны: труб 14 и эксfI,IX 31itI(H0fIHOH KO10HH0H 5 BhlHlE ,(ппямического хровня; Р„)(—.(?(кл«ние пру жины перец скного K.13 и с(и 3 > . 11(p< (!X Kk30H h..1я ll3ki i, i T3 HOB 1(. ННЫИ tlclД <>сповпыч ((ЛУkliKEРоч 4 насоса, пР«1назIlcl 1(Н 1. 153 OT130Дс(I с33с3 kl 3 IIO,(II, 1 E Hiht. PHOЙ пол(Я1И ?3 i(((, IHII;(p3 1 Б е(о»п;(.(Нг(нж(рнх к> il0. I0(ТI> .), Ic3.1СС I 33 f(0 h0,(hilt. f30X(3 IIPO1114816 странству 10 (фиг. I) или затрубному пространству 13 (фиг. 2 и 3) скважины отводится на поверхность. Перепускной клапан 7, установленный, например, ниже верхнего торца основного плунжера 4, предназначен для перепуска жидкости, попадающей по зазорам рабочей пары плунжер — цилиндр, а также через перепускной клапан, установленный, например, при запаздывании его закрытия над основным плунжером, из надплунжерной полости 19 цилиндра I насоса в его подплунжерную полость 8. Расположение перепускных клапанов на разных уровнях позволяет свободный переток газа через клапан, установленный, например, над основным плунжером, и не допускает подниматься уровню жидкости в надплунжерной полости 19 цилиндра 1 насоса намного выше клапана, установленного, например, ниже верхнего торца основного плунжера. Отверстия 15, дополнительно выполненные в колонне насосных труб 11, расположены на таком уровне, что гидродинамическая связь кольцевого пространства 10 с затрубным пространством 13 скважины осуществляется как при ходе основного плунжера 4 вверх, так и вниз, при этом отверстия должны находиться над динамическим уровнем жидкости в скважине. Скважинный штанговый насос работает следующим образом. При ходе плунжеров 4 и 16 вверх (фиг. 2) открывается всасывающий клапан 2 насоса. Перепускные клапаны 6 открыты согласно неравенству (2). Жидкость и свободный газ заполняют подплунжерную полость 8 цилиндра I насоса. При этом газ, занимая верхнюю часть полости 8, по одно5 .му из обводных каналов 6 через калиброванное отверстие его штуцера и перепускному клапану 7, расположенному над основным плунжером, согласно неравенству (1), устремляется из полости 8 в надплунжерную полость 19 и далее через отверстия 10 15 в затрубное пространство 13 скважины. В то же время из надплунжерной полости 19 в подплунжерную полость 8 через перепускной клапан 7, установленный ниже верхнего торца основного плунжера, и другой обводной канал 6 с калиброванным отверс15 тием его штуцера перетекает жидкость, оказавшаяся в полости 19 за счет утечек. Из насоса на поверхность пластовая жидкость поднимается по насосным трубам 11. При ходе плунжеров 4 и 16 вниз (фиг. 3) всасывающий клапан 2 закрыт. Давление в подплунжерной полости 8 возрастает, и перепускные клапаны закрываются согласно неравенству (3). Нагнетательный клапан 5 открывается, и жидкость из полости 8 перетекает в насосные трубы 11 по полой 25 колонне штанг 3 и отверстиям 17 дополнительного плунжера 16. Использование изобретения позволит повысить коэффициент наполнения насоса и коэффициент его подачи, что, в свою оче30 редь, способствует повышению КПД насоса. Таким образом, эффективность скважинного насоса при откачке высокогазированных пластовых жидкостей повышается.. 1 i, I v г(! I) 11. 1ж1 I и н В,ii.;ë 5311и 23 (ос1 dBH«c. ii .Ô. I инзбс1и 1 скрсд И. Всрсг Коррства ор, I 11и. ипс ико Гираж 623 11одписпос Вг1ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж--35, Раугиская наб., д. 4/5 Филиал ПГIП «Патент». г. Ужгород, ул. Проектная, 4
