Скважинная штанговая насосная установка


 


Владельцы патента RU 2505708:

Общество с ограниченной ответственностью "Пермское конструкторско-технологическое бюро технического проектирования и организации производства" (RU)

Устройство предназначено для использования в области нефтедобычи для подачи рабочего тела (промывочной жидкости, пара, реагента) в скважину для очистки скважины. Установка содержит колонну насосно-компрессорных труб 1, скважинный штанговый насос 2, выпускное устройство 3, колонну штанг 4, 5, станок-качалку, узел 6 кинематической связи колонны штанг 4, 5 со станком-качалкой, промывочный вертлюг 7, шланг 8, устройство 9 подачи рабочего тела (промывочной жидкости, пара или реагента) для очистки скважины. Колонна насосно-компрессорных труб 1 установлена внутри колонны обсадных труб скважины; скважинный штанговый насос 2 гидравлически связан с колонной насосно-компрессорных труб 1, колонна штанг 4, 5 своим нижним концом кинематически связана со скважинным штанговым насосом 2, а верхним концом - через промывочный вертлюг (узел 7 и узел 6) со станком-качалкой. Верхняя часть 4 колонны штанг 4, 5 выполнена полой и предназначена как для привода скважинного штангового насоса 2 (вместе с нижней частью 5), так и для подачи рабочего тела в полость насосно-компрессорных труб 1. Выпускное устройство 3 установлено на нижнем конце полой части 4 колонны штанг 4, 5. Выпускное устройство 3 выполнено либо с открытым каналом для непрерывной подачи рабочего тела (промывочной жидкости, пара), либо в виде перепускного клапана для дозированной подачи рабочего тела (реагента). Расширяются функциональные возможности установки за счет возможности промывки скважины жидкостью, упрощаются конструкция и эксплуатация. 1 ил.

 

Область техники и назначение

Изобретение относится к нефтедобыче, а именно к скважинным штанговым насосным установкам, снабженным устройствами подачи рабочего тела для очистки скважин (для промывки скважин жидкостью, паром или дозированной подачи в скважину реагента по каналу полых штанговых труб).

Уровень техники

Известно устройство для дозированной подачи реагента в скважину, оборудованную штанговым насосом, содержащее контейнер для реагента, размещенный под штанговым насосом, и плунжерный дозировочный насос с приводом, при этом привод плунжерного дозировочного насоса выполнен в виде цилиндра с подпружиненными колодками для фиксации его в скважине и размещенного в цилиндре с зазором поршня со штоком и ограничителем, причем шток связан с плунжером дозировочного насоса, а ограничитель установлен с возможностью взаимодействия с цилиндром плунжерного дозировочного насоса (авт. св. SU №1055859 A1, Е21В 43/00, 1980).

Причина, препятствующая получению в известном техническом решении технического результата, который обеспечивается изобретением, заключается в расположении устройства подачи реагента в скважине под штанговым насосом. Это является причиной значительной сложности устройства как в конструктивном исполнении, так и в эксплуатации. Известное устройство, кроме того, имеет низкую точность дозирования реагента (особенно с повышенной вязкостью), а также недостаточную надежность конструкции вследствие большого числа сложных в изготовлении узлов. Все это приводит к низкой эффективности дозирования.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является устройство для дозированной подачи химического реагента в скважину, содержащее дозатор в виде плунжерного насоса, гидравлически связанный с емкостью для химического реагента и линией нагнетания, выполненной в виде гибкого шланга, сообщенного с колонной полых штанг, в верхней части колонны полых штанг установлен обратный клапан, а в нижней части выпускной клапан для направления химреагента в полость насосно-компрессорных труб, при этом привод насоса кинематически связан с балансиром стакана-качалки (авт. св. SU №1837101 А1; E21B 37/06; опубл. 30.08.1993. Бюл. №32).

Признаки, являющиеся общими для известного и заявленных решений, заключаются в том, что известное устройство содержит дозатор, гидравлически связанный с емкостью для химического реагента и линией нагнетания, выполненной в виде гибкого шланга, сообщенного с колонной полых штанг, в верхней части колонны полых штанг установлен обратный клапан, а в нижней части выпускной клапан для направления химреагента в полость насосно-компрессорных труб.

Причина, препятствующая получению в известном техническом решении технического результата, который обеспечивается изобретением, заключается в выполнении устройства подачи реагента с приводом от станка-качалки, вследствие чего подача реагента является нерегулируемой, носит пульсирующий характер, так как ход плунжера насоса, входящего в состав устройства подачи реагента, определяется частотой вращения редуктора станка-качалки. Как следствие, непродолжительное (пульсирующее) по времени взаимодействие химического реагента с отложениями в скважине, что требует большого расхода химического реагента и большей продолжительности воздействия химическим реагентом для обеспечения полного удаления продуктов воздействия химического реагента в скважине. К тому же в известной установке выполнение линии нагнетания химического реагента в скважину в виде гибкого шланга без использования вертлюга возможно только с размещением его (шланга) в колонне полых штанг, что снижает надежность линии нагнетания и ограничивает область применения установки только подачей реагента (т.е. подача промывочной жидкости в известной установке технически затруднена). Кроме того, в известном техническом решении выпускное устройство выполнено в виде клапана для дозированной подачи реагента в скважину, что ограничивает функциональные возможности известного технического решения, так как оно не предусматривает возможность промывки скважины жидкостью.

Сущность изобретения

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в расширении функциональных возможностей установки за счет возможности не только очистки скважины реагентом, но также жидкостью, паром; в упрощении конструкции и эксплуатации, в возможности регулирования процесса очистки скважины.

Технический результат, опосредствующий решение указанной задачи, заключается в возможности осуществления указанной дополнительной функции, что в целом расширяет функциональные возможности установки; в исключении зависимости процесса подачи в скважину рабочего тела для очистки скважины от работы станка-качалки.

Достигается технический результат тем, что скважинная штанговая насосная установка содержит колонну насосно-компрессорных труб, скважинный штанговый насос, выпускное устройство, колонну штанг, станок-качалку, промывочный вертлюг, шланг, а также устройство подачи рабочего тела для очистки скважины, выполненное с автономным приводом, при этом скважинный штанговый насос гидравлически связан с колонной насосно-компрессорных труб, колонна штанг своим нижним концом кинематически связана со скважинным штанговым насосом, а верхним - через промывочный вертлюг со станком-качалкой, по крайней мере часть колонны штанг, являющаяся верхней, выполнена полой и верхним концом своей полой части гидравлически связана через упомянутые промывочный вертлюг и шланг с устройством подачи рабочего тела, а выпускное устройство установлено на нижнем конце полой части колонны штанг и выполнено либо с открытым каналом для непрерывной подачи рабочего тела, либо в виде перепускного клапана для дозированной подачи рабочего тела.

Новые признаки изобретения заключаются в наличии промывочного вертлюга, в выполнении выпускного устройства с открытым каналом для непрерывной подачи рабочего тела для очистки скважины, в выполнении устройства подачи рабочего тела с автономным приводом.

Перечень чертежей

На чертеже показана скважинная штанговая насосная установка.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Скважинная штанговая насосная установка содержит колонну насосно-компрессорных труб 1, скважинный штанговый насос 2, выпускное устройство 3, колонну штанг 4, 5 (где 4 - верхняя часть колонны штанг, выполненная полой; 5 - нижняя часть колонны штанг или шток штангового насоса 2, либо и то, и другое, соединенные последовательно), станок-качалку (не показан), узел 6 кинематической связи колонны штанг 4, 5 со станком-качалкой, промывочный вертлюг 7 (вертлюг 7 верхней частью соединен со штанговращателем, который подвешен на канатную подвеску станка-качалки), шланг 8, а также устройство 9 подачи рабочего тела. При этом колонна насосно-компрессорных труб 1 установлена внутри колонны обсадных труб скважины; скважинный штанговый насос 2 гидравлически связан с колонной насосно-компрессорных труб 1, колонна штанг 4, 5 своим нижним концом (нижним концом нижней части 5) кинематически связана со скважинным штанговым насосом 2, а верхним концом (верхним концом верхней части 4) - через промывочный вертлюг 7 и узел 6 со станком-качалкой. Верхняя часть 4 колонны штанг 4, 5 выполнена полой и предназначена как для привода скважинного штангового насоса 2 (вместе с нижней частью 5), так и для подачи рабочего тела в полость насосно-компрессорных труб 1. Выпускное устройство 3 установлено на нижнем конце полой части 4, т.е. кинематически связывает обе части 4 и 5 упомянутой колонны штанг. При этом выпускное устройство 3 выполнено либо с открытым каналом для непрерывной подачи упомянутого рабочего тела (в виде перепускного переводника для подачи промывочной жидкости в полость насосно-компрессорных труб), либо в виде перепускного клапана для дозированной подачи упомянутого рабочего тела (реагента). При этом перепускной клапан содержит седло, расположенный в седле шарик, а также пружину (не показан). В качестве рабочего тела для очистки скважины может использоваться промывочная жидкость, пар или реагент. Устройство 9 подачи указанного рабочего тела выполнено с автономным приводом и гидравлически связанно посредством шланга (гибкого рукава) 8 и промывочного вертлюга 7 с полостью верхней части 4 колонны штанг 4, 5.

Работа скважинной штанговой насосной установки осуществляется по двум вариантам.

В первом варианте работы установки осуществляют промывку скважины. Промывка может производиться как при работающем, так и при остановленном насосе 2. Для этого предварительно в качестве выпускного устройства 3 устанавливают перепускной переводник, имеющий отверстия в боковой стенке (т.е. открытый канал для непрерывной подачи рабочего тела). В качестве рабочего тала в данном случае используют промывочную жидкость, например, горячий теплоноситель, который при помощи устройства 9 подачи рабочего тела, содержащего соответствующую емкость и насос (не показаны), через шланг 8, вертлюг 7, полую (верхнюю) часть 4 колонны штанг и боковые отверстия переводника (выпускного устройства 3) подают в полость колонны насосно-компрессорных труб 1. При этом рабочее тело (жидкость) движется внутри колонны насосно-компрессорных труб 1 и выходит в выкидную линию 10 (движение жидкости на чертеже показано стрелками).

Во втором варианте работы установки осуществляют дозированную подачу рабочего тела (реагента). Для этого предварительно в качестве выпускного устройства 3 устанавливают перепускной клапан. Реагент при помощи устройства 9, содержащего соответствующую емкость с реагентом и насос-дозатор (не показаны), через шланг 8, вертлюг 7, полую (верхнюю) часть 4 колонны штанг и боковые отверстия перепускного клапана (выпускного устройства 3) подают в полость колонны насосно-компрессорных труб 1. При этом создаваемое давление в верхней (полой) части 4 колонне штанг 4, 5 сжимает пружину перепускного клапана (выпускного устройства 3), вследствие чего происходит отжимание шарика от седла этого клапана и через открывшееся окно в корпусе клапана рабочее тело (реагент) в определенном количестве поступает в полость колонны насосно-компрессорных труб 1 (конструктивные элементы перепускного клапана не показаны).

Скважинная штанговая насосная установка, которая содержит колонну насосно-компрессорных труб, скважинный штанговый насос, выпускное устройство, колонну штанг, станок-качалку, промывочный вертлюг, шланг, а также устройство подачи рабочего тела для очистки скважины, выполненное с автономным приводом, при этом скважинный штанговый насос гидравлически связан с колонной насосно-компрессорных труб, колонна штанг своим нижним концом кинематически связана со скважинным штанговым насосом, а верхним - через промывочный вертлюг со станком-качалкой, по крайней мере часть колонны штанг, являющаяся верхней, выполнена полой и верхним концом своей полой части гидравлически связана через упомянутые промывочный вертлюг и шланг с устройством подачи рабочего тела, а выпускное устройство установлено на нижнем конце полой части колонны штанг и выполнено либо с открытым каналом для непрерывной подачи рабочего тела, либо в виде перепускного клапана для дозированной подачи рабочего тела.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано для добычи нефти установками скважинного штангового глубинного насоса. Станок-качалка содержит раму 3, двигатель 15, два параллельно установленных редуктора 9 привода звездочек цепных передач, расположенных на вертикальных направляющих 4.

Изобретение относится к нефтехимической отрасли машиностроения и может быть использовано при проектировании скважинно-насосных установок. Скважинно-насосная установка содержит станок-качалку для установки рядом со скважиной 3.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к установкам для закачки необходимых объемов воды в пласт. Установка скважинная штанговая насосная для закачки воды в пласт включает пакер, установленный выше пласта, колонну труб с нагнетательным и всасывающим клапанами, плунжерный насос с цилиндром, спускаемым на колонне труб и установленным выше клапанов.

Способ добычи пластовой газированной и негазированной жидкости относится к области нефтедобычи и может быть использован для добычи газированной и негазированной пластовой жидкости из глубоких скважин.

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может быть использовано для добычи углеводородов и проведения исследований и скважинных операций в скважине без подъема насосного оборудования.

Изобретение относится к нефтехимической отрасли машиностроения и может быть использовано при проектировании скважинно-насосных установок. Скважинно-насосная установка содержит станок-качалку для установки рядом со скважиной, имеющую балансир с поворотной головкой, насос для установки в скважине, включающий цилиндр со всасывающими клапанами и плунжер с нагнетательными клапанами, установленный внутри цилиндра с возможностью возвратно-поступательного движения.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и предназначено для диагностирования работы глубинно-насосното оборудования скважин, оборудованных установками штанговых скважинных насосов.

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано для механизированной добычи нефти установками ШГН (штангового глубинного скважинного насоса).

Изобретение относится к устройствам для добычи нефти битумов и может быть использовано в качестве привода штангового насоса. .

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в скважинных насосных установках для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин. Наполнитель выполнен твердотельным, верхний конец которого прикреплен к грузоподъемному устройству, а нижний конец прикреплен к нижнему концу штока, возвратно-поступательные движения которого осуществляются за счет подъема и опускания наполнителя. Изобретение направлено на снижение напряженного состояния штока, повышение напора и обеспечение работоспособности насосных установок при значительном содержании газа в скважинной жидкости. 3 ил.

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано в механизированном способе добычи нефти установками скважинного ШГН (штангового глубинного насоса). Станок-качалка содержит раму, двигатель, зубчатую рейку с закрепленной к ней колонной штанг. Зубчатая рейка зацеплена с шестерней, закрепленной на выходном валу редуктора, состоящего из двухступенчатой коробки передач и простого трехзвенного планетарного механизма, работающего в суммирующем режиме с постоянным приводом на солнечную шестерню «а» и переключаемым приводом на водило «h», что обеспечивает реверс при переключении передач с близкими по величине передаточными числами. Противовесы имеют гибкую связь или с нижним концом зубчатой рейки, или с барабаном, который закреплен на выходном валу. Возможно применение телескопического механизма, увеличивающего рабочий ход ШГН. Станок-качалка имеет лучшие эксплуатационные характеристики, малые габариты и массу, что допускает его монтаж и эксплуатацию без сооружения фундамента, меньшие по сравнению с прототипом затраты на изготовление и эксплуатацию. 3 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для добычи нефти из глубоких скважин при одновременно-раздельной эксплуатации двух и более пластов при большом содержании твердых частиц в откачиваемой жидкости, ее высокой вязкости, наличии агрессивных сред и большой кривизне скважин. Насосная установка содержит колонну лифтовых труб, пакер и два последовательно установленных насоса с соответствующими корпусами, всасывающими и нагнетательными клапанами и рабочими органами. Прием нижнего насоса через свой всасывающий клапан сообщен с подпакерным пространством, а прием верхнего насоса через свой всасывающий клапан сообщен с надпакерным пространством. Насосы выполнены гидроприводными, приводная жидкость размещена в рабочих трубах, связанных с обводным гидроканалом для ее подачи силовым агрегатом. Рабочие органы выполнены в виде тяжелой буферной жидкости, размещенной в нижних частях корпусов насосов ниже всасывающих клапанов с образованием гидрозатвора, с возможностью взаимодействия с перекачиваемой жидкостью в насосных камерах и приводной жидкостью в рабочих трубах. В рабочих трубах насосов, на границе раздела сред тяжелой буферной жидкости и приводной жидкости установлены клапаны с седлами, имеющие положительную плавучесть в тяжелой буферной жидкости, при этом седла установлены в нижних частях рабочих труб. Повышается надежность, долговечность, а также снижается стоимость установки и повышается эффективность ее эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области нефтедобычи, применяется для механизированного способа добычи нефти установками скважинного ШГН. Станок-качалка содержит раму, двигатель, зубчатую рейку с закрепленной к ней колонной штанг. Зубчатая рейка зацеплена с шестерней, закрепленной на выходном валу редуктора, состоящего из двухступенчатой коробки передач и простого трехзвенного планетарного механизма, работающего в суммирующем режиме с постоянным приводом на водило и переключаемым приводом на эпициклическое колесо, при этом обеспечивается реверс при переключении передач с близкими по величине передаточными числами. Противовесы имеют гибкую связь или с нижним концом зубчатой рейки или с барабаном, который закреплен на выходном валу. Возможно применение телескопического механизма, увеличивающего рабочий ход ШГН. Обеспечивается упрощение и совершенствование конструкции, приводящей к существенному снижению габаритов и массы станка-качалки. 3 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к техническим средствам для подъема жидкости из скважин, и может быть использовано для добычи нефти из скважин штанговыми насосами. Привод содержит установленные на основной раме корпус с дополнительной рамой. На ней установлены двигатель и редуктор, помещенный в корпусе механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное и включающий ведущий шкив и криволинейный направляющий элемент с постоянным радиусом кривизны. Ведомый шкив охвачен непрерывным гибким звеном, связанным с кареткой, соединенной с противовесом. Противовес установлен в направляющих корпуса с размещением непрерывного гибкого звена и связан через гибкое звено с узлом подвески штанг. По бокам противовеса размещены колеса, установленные с возможностью взаимодействия с направляющими. На основной раме предусмотрены колеса для перемещения привода. Дополнительная рама установлена на направляющие и фиксаторы. Цилиндр направляющей закреплен на дополнительной раме, заполнен шариками. Другой цилиндр закреплен на основной раме, шарики обеспечивают трение качения между цилиндрами и перемещение дополнительной рамы без заеданий и перекосов. На дополнительной раме установлены гребенки, которые при перемещении дополнительной рамы закрепляются в фиксирующих элементах. Повышается надежность и долговечность работы привода за счет постоянного, автоматического, по мере появления провисания непрерывного гибкого звена. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Устройство относится к области нефтедобывающей промышленности и может найти применение при добыче нефти механизированным способом, в частности в цепных приводах скважинных штанговых насосов. Цепной привод включает установленные на основании на единой раме корпус, двигатель и редуктор. В корпусе помещен механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное и включающий ведущую и ведомую звездочки, охваченные замкнутой тяговой цепью. Последняя связана с кареткой, соединенной с противовесом, установленным в направляющих корпуса, соединенным через связывающий элемент с узлом подвески штанг. Содержит механизм для отката привода от устья скважины. Каретка снабжена коническими подшипниками, а две оси каретки из четырех выполнены с эксцентриком. Привод дополнительно содержит соединенную с кареткой скалку со скобой с щеками и зевом, большим величины отклонения по вертикали одной звездочки относительно другой, с шириной щеки, обеспечивающей стабильность скалки от искривления при контакте с цепью, с конусной штангой и коническим подшипником, ближайшим к скобе большего размера и дальним от скобы меньшего размера. Соотношение ширины зева к ширине щеки и к толщине скобы составляет соответственно 1:(0.48-0.50):(1.50-1.53). Ликвидируются осевые и изгибающие нагрузки на элементы конструкции. 5 ил.

Изобретение относится к техническим средствам для подъема жидкости из скважин и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности для добычи нефти скважинными штанговыми насосами. Привод скважинного штангового насоса содержит установленные на основании на раме с корпусом двигатель, редуктор, механизм, преобразующий вращательное движение в возвратно-поступательное. Включает ведущий и ведомый шкивы, охваченные непрерывным гибким звеном, связанным с кареткой, соединенной с противовесом, установленным в направляющих корпуса и связанным через гибкое звено с узлом подвески штанг. Оси преобразующего механизма, противовеса и гибкого звена находятся вблизи одной вертикальной плоскости, а верхний (ведомый) шкив установлен в корпусе с возможностью вращения и ограниченного перемещения вдоль оси преобразующего механизма для регулирования натяжения непрерывного гибкого звена при помощи натяжного механизма. Противоотворотный механизм выполнен в виде автоматического механизма. Винт винтовой пары снабжен барабаном с намотанным гибким звеном, конец которого через блок соединен с грузом, выполненным с возможностью вращения барабана для натяжения непрерывного гибкого звена винтовой парой при ослаблении непрерывного гибкого звена и перемещении каретки с противовесом вниз. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к насосным штангам, используемым в установках для добычи жидкости из скважин штанговыми скважинными насосами и штанговыми винтовыми насосами, и может быть применена для добычи нефти из нефтяных наклонно-направленных скважин, скважин с боковыми стволами, а также при добыче высоковязких нефтей. Канатная штанга, передающая возвратно-поступательное движение и продольное усилие от поверхностного привода к рабочему органу скважинного штангового насоса, состоит из тела штанги и головки штанги с соединительной резьбой. При этом в качестве тела штанги используется канат закрытой конструкции с Z, X и О-образными проволоками, а в качестве головки штанги используется заделка, обеспечивающая равномерное нагружение всех проволок каната. Кроме того, канатная насосная штанга может быть выполнена с возможностью передачи вращательного движения от поверхностного привода к рабочему органу скважинного насоса, при этом заделки снабжены узлом, предотвращающем проворот каната в заделке. Технический результат заключается в повышении эффективности работы канатных штанг при эксплуатации нефтяных наклонно-направленных скважин и нефтяных скважин с боковыми стволами, а также при добыче высоковязких нефтей. 4 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ включает возвратно-поступательное перекатывание по обсадной трубе тора и перемещение тором полого штока. С нижнего конца обсадной трубы в обсадную трубу всасывается смесь воды и нефти, а на верхнем конце обсадной трубы смесь выдавливается из обсадной трубы, при этом в обсадной трубе смесь разделяют на нефть и воду, которые удаляют в соответствующие системы сбора. Тор и полый шток в обсадной трубе перемещают с разными скоростями. Способ осуществляют устройством, которое включает тор и полый шток, установленный в торе. Полый шток тросом соединен с приводным реверсивным барабаном. Тор установлен в обсадной трубе, которая имеет камеру, сообщенную с системами сбора нефти и воды. Тор в обсадной трубе образует две полости. Нижняя полость сообщена с затрубным пространством, а верхняя полость сообщена с системами сбора нефти и воды. Сокращается расход электричества и эксплутационные расходы. 2 н.п.ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике добычи нефти и может быть использовано для подъема жидкости из скважины. Установка включает скважинный насос, соединенный с заглушенным снизу цилиндром с боковыми отверстиями, в котором установлен полый плунжер, и с кожухом, соединенным с хвостовиком с пакером на конце. Между цилиндром и кожухом образовано кольцевое пространство. Скважинный насос соединен с кожухом, который выполнен и соединен с цилиндром с созданием проходных сечений от верхнего и от нижнего пластов до приема скважинного насоса. Цилиндр выполнен с открытым нижним концом, соединенным с хвостовиком с пакером на конце. В цилиндре размещен сплошной плунжер с грузом с возможностью ограниченного осевого перемещения, обеспечивающего поочередное перекрытие проходного сечения от верхнего или от нижнего пласта до приема скважинного насоса. Упрощается конструкция установки и повышается эффективность работы. 2 ил.
Наверх