Установка для подъема жидкости из скважин

 

Изобретение предназначено для использования в насосостроении для подъема нефти из скважин, в частности для откачки пластовых вод и добычи различных полезных ископаемых, находящихся под землей на больших глубинах в жидком состоянии. Установка для подъема жидкости из скважин содержит фундамент, реверсивный наземный привод на подвижном основании-тележке, барабан, гибкий тяговый орган, плунжер, соединенный с гибким тяговым органом, и уплотнительное устройство для гибкого тягового органа, расположенное на устье скважин. Фундамент установки снабжен стойкой с направляющими роликами. Направляющие ролики расположены на стойке с противоположных сторон гибкого тягового органа симметрично оси скважины. Оси направляющих роликов параллельны друг другу и перпендикулярны направлению движения подвижного основания-тележки. Один из направляющих роликов снабжен ребордами, второй направляющий ролик размещен между ребордами первого, а стойка закреплена неподвижно на фундаменте установки. Повышается эффективность добычи нефти путем увеличения долговечности уплотнительного устройства гибкого тягового органа на устье скважины. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к области оборудования для подъема нефти из скважин, и может быть использовано для откачки пластовых вод и добычи различных полезных ископаемых, находящихся под землей на больших глубинах в жидком состоянии.

Известно устройство для добычи нефти из скважин в случае ее залегания на больших глубинах и малого пластового давления (Храмов Р.А. Длинноходовые насосные установки для добычи нефти. Под научной редакцией Б.З. Султанова. М.: Недра, 1996 г., 208 стр.). Основным элементом указанного устройства является наземный привод и плунжерный насос в скважине с возвратно-поступательным движением плунжера при ходе в несколько метров. Недостатком известного устройства является низкая производительность, большие габариты и металлоемкость.

Известна также длинноходовая насосная установка для откачки высокогазированной нефти из скважин (Патент РФ N 2111343, МКИ⁶ F 04 B 47/02, БИ N 14, 1998 г.). Установка содержит фундамент, реверсивный наземный привод на подвижном основании - тележке, барабан, гибкий тяговый орган, плунжер, соединенный с гибким тяговым органом, и уплотнительное устройство для гибкого тягового органа, расположенное на устье скважины.

Недостатком этой установки является недостаточная эффективность добычи нефти в связи с увеличенным временем простоев, обусловленными малой долговечностью уплотнительного устройства для гибкого тягового органа на устье скважины. В процессе работы установки гибкий тяговый орган изнашивает уплотнительное устройство за счет силы трения гибкого тягового органа по уплотнительному устройству, причем сила трения определяется поперечной силой давления на гибкий тяговый орган и коэффициентом трения гибкого тягового органа об уплотнительное устройство. Поперечная сила давления на гибкий тяговый орган определяется силой перемещения реверсивного наземного привода на подвижном основании-тележке, обладающего большой массой.

В случае повышенного износа уплотнения оно теряет герметичность, появляются недопустимые утечки выкачиваемой из скважины жидкости. В связи с этим после выхода из строя уплотнительного устройства отключают реверсивный наземный привод, затормаживают барабан. Подвижное основание-тележку с реверсивным наземным приводом откатывают в сторону от устья скважины, устанавливают фиксатор гибкого тягового органа с плунжером в скважине, обратным перемещением основания-тележки ослабляют натяжение гибкого тягового органа между скважиной и барабаном, осуществляют демонтаж уплотнительного устройства с устья скважины. Устанавливают на устье скважины новое уплотнительное устройство, подводят подвижное основание-тележку с наземным приводом в рабочее положение, осуществляют снятие фиксатора гибкого тягового органа с плунжером в скважине, включают привод установки для добычи жидкости из скважин.

Процесс замены уплотнительного устройства является продолжительной операцией. Задача трудновыполнима в сложных климатических условиях (пониженные температуры, снег и т.п.). Длительные простои установки при замене уплотнительного устройства снижают эффективность процесса добычи нефти.

Данное решение является наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению.

Целью настоящего изобретения является повышение эффективности добычи нефти путем увеличения долговечности уплотнительного устройства гибкого тягового органа на устье скважины.

Поставленная цель достигается тем, что в известной установке для подъема жидкости из скважин, содержащей фундамент, реверсивный наземный привод на подвижном основании-тележке, барабан, гибкий тяговый орган, плунжер, соединенный с гибким тяговым органом, и уплотнительное устройство для гибкого тягового органа, расположенное на устье скважины, фундамент установки снабжен стойкой с направляющими роликами. При этом направляющие ролики расположены на стойке с противоположных сторон гибкого тягового органа симметрично оси скважины, оси направляющих роликов параллельны друг другу и перпендикулярны направлению движения подвижного основания-тележки, один из направляющих роликов снабжен ребордами, второй направляющий ролик размещен между ребордами первого, а стойка закреплена неподвижно на фундаменте установки.

На фиг. 1 показана установка для подъема жидкости из скважин, на фиг. 2 - вид на скважину по стрелке А.

Установка содержит фундамент 1, подвижное основание-тележку 2, установленный на ней реверсивный наземный привод 3, барабан 4, гибкий тяговый орган 5, плунжер 6, уплотнительное устройство гибкого тягового органа 7, стойку 8, направляющий ролик 9 с ребордами 10, направляющий ролик 11 без реборд. Направляющие ролики 9 и 11 имеют оси 12.

Установка для подъема жидкости из скважин работает следующим образом.

Вначале в скважину через ее устье спускают насосно-компрессорные трубы, которые играют роль цилиндра насоса с установленным на нижнем конце всасывающим клапаном (на фигурах не показаны). Затем на фундамент 1 установки устанавливают подвижное основание-тележку 2 с реверсивным наземным приводом 3 и барабаном 4. На барабан 4 вначале закрепляют и далее наматывают гибкий тяговый орган 5. К свободному концу гибкого тягового органа 5 крепят плунжер 6. Далее с помощью реверсивного наземного привода 3 в колонну насосно-компрессорных труб спускают гибкий тяговый орган 5 с закрепленным на нем плунжером 6 и устанавливают на устье скважины уплотнительное устройство 7 гибкого тягового органа 5. На фундамент 1 устанавливают и закрепляют неподвижно стойку 8. На стойке 8 устанавливают направляющий ролик 9 с ребордами 10 и направляющий ролик 11 без реборд таким образом, чтобы они размещались с противоположных сторон гибкого тягового органа 5, направляющий ролик 11 размещался между ребордами 10 ролика 9. При этом оси 12 роликов должны быть параллельны друг другу и перпендикулярны направлению движения подвижного основания-тележки 2 (показано стрелками).

Ходом плунжера 6 вверх при наматывании гибкого тягового органа 5 на барабан 4 производят всасывание добываемой жидкости в насосно-компрессорную трубу в подплунжерное пространство, ходом плунжера 6 вниз за счет собственного его веса и веса гибкого тягового органа 5 осуществляют нагнетание жидкости в надплунжерное пространство. Реверсивный привод 3 с помощью барабана 4 осуществляет наматывание гибкого тягового органа 5 на барабан 4 и сматывание гибкого тягового органа 5 с барабана 4, обеспечивая заданную скорость и направление движения плунжера 6. Возвратно-вращательное движение барабана 4 и возвратно-поступательное перемещение плунжера 6 обеспечивают подъем жидкости из скважины. При этом подвижное основание-тележка 2 совершает возвратно-поступательное движение к уплотнительному устройству 7 на устье скважины (при опускании плунжера 6 вниз) и от уплотнительного устройства 7 на устье скважины (при подъеме плунжера 6 вверх). Гибкий тяговый орган 5 при своем движении опирается на направляющие ролики 9 и 11 одной из своих поверхностей (по фиг. 1: правой при опускании плунжера 6 и левой при подъеме плунжера 6). Направляющие ролики 9 и 11 воспринимают поперечную силу давления на гибкий тяговый орган 5 от силы перемещения подвижного основания-тележки 2, а реборды 10 центрируют гибкий тяговый орган 5 относительно оси скважины в направлении осей 12 направляющих роликов 9 и 11.

Таким образом, в отличие от прототипа, заявляемая установка снабжена стойкой с направляющими роликами, которые воспринимают силы перемещения подвижного основания-тележки и исключают давление гибкого тягового органа на уплотнительное устройство. Разгрузка уплотнительного устройства от сил перемещения подвижного основания-тележки установки повышает долговечность уплотнительного устройства, увеличивает межремонтный период работы установки, коэффициент использования ее во времени и, в конечном итоге, повышает эффективность добычи нефти, то есть достигается цель изобретения.

Формула изобретения

Установка для подъема жидкости из скважин, содержащая фундамент, реверсивный наземный привод на подвижном основании-тележке, барабан, гибкий тяговый орган, плунжер, соединенный с гибким тяговым органом, уплотнительное устройство для гибкого тягового органа, расположенное на устье скважины, отличающаяся тем, что фундамент снабжен стойкой с направляющими роликами, причем направляющие ролики расположены на стойке с противоположных сторон гибкого тягового органа симметрично оси скважины, оси направляющих роликов параллельны друг другу и перпендикулярны направлению движения подвижного основания-тележки, один из направляющих роликов снабжен ребордами, второй направляющий ролик размещен между ребордами первого, а стойка закреплена неподвижно на фундаменте установки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2