Скважинный штанговый насос


 


Владельцы патента RU 2561935:

Закрытое акционерное общество "ЭЛКАМ-нефтемаш" (RU)

Изобретение относится к скважинным штанговым насосам, предназначенным для скважинной добычи нефти с повышенной вязкостью и с высоким содержанием механических примесей. Цилиндр выполнен подвижным, а плунжер выполнен неподвижным. Запорный элемент всасывающего клапана связан с подвижным цилиндром и выполнен в виде полусферы, закрепленной на стержне. Стержень подвижно установлен в направляющих втулках. Запорный элемент нагнетательного клапана установлен на штоке. Повышается надежность работы. 1 ил.

 

Изобретение относится к производству скважинного оборудования, может быть использовано для добычи нефти с применением вставных штанговых насосов, в том числе для скважинной добычи нефти с повышенной вязкостью и с высоким содержанием механических примесей.

Известен скважинный насос по а.с. на изобретение №1100428, F04В 47/02, 1983. Насос содержит подвижный цилиндр, в котором размещен неподвижный полый плунжер с перепускным клапаном. Верхняя часть цилиндра заглушена, перепускной клапан выполнен в нижней части плунжера, к нижней части цилиндра подсоединена разделительно-компенсационная камера. Недостатком является замкнутое исполнение полости всасывания-нагнетания, которая образована верхней заглушенной частью цилиндра. Это приводит к вероятности скапливания в этой полости высоковязких продуктов и механических примесей, к возможному выходу из строя всасывающего и нагнета тельного клапанов, снижает надежность работы насоса при перекачивании высоковязких жидкостей.

Известен скважинный штанговый насос с управляемыми клапанами по патенту РФ на изобретение №2201531, F04В 47/00, 2003. Цилиндр насоса выполнен подвижным и снабжен управляемым нагнетательным клапаном, насос снабжен подвижным и неподвижным плунжером. Неподвижный плунжер нижним концом соединен с полым штоком, верхним концом - с всасывающим клапаном. Недостатком является сложность конструкции, необходимость перепуска перекачиваемой нефти внутри полого штока неподвижного плунжера и через отверстия в корпусе всасывающего клапана. При повышенной вязкости продукта это может привести к забиванию внутреннего канала штока и к выходу из строя штангового насоса.

В качестве ближайшего аналога к заявляемому техническому решению выбран патент РФ на изобретение №2321772, F04В 47/02, 2008. Скважинный штанговый насос содержит неподвижный цилиндр, дополнительный подвижный цилиндр и неподвижный плунжер. В верхней части подвижного цилиндра установлен нагнетательный клапан, корпус которого соединен со штоком. В верхней части подвижного цилиндра размешен нагнетательный клапан. Плунжер выполнен полым и соединен снизу с приемным полым патрубком с образованием кольцевой разрядной камеры. Недостатком является возможное попадание механических частиц между подвижным цилиндром и неподвижным плунжером или между подвижным цилиндром и приемным полым патрубком, что снижает надежность работы насоса. Кроме того, возможны отказы в работе нагнетательного клапана, открывающегося под действием давления скважинной жидкости при перекачивании высоковязких сред.

Технической задачей заявляемого изобретения является повышение эксплуатационных характеристик устройства.

Технический результат заключается в повышении надежности работы скважинкою штангового насоса.

Технический результат достигается за счет того, что в скважинном штанговом насосе, содержащем цилиндр, плунжер, шток, в верхней части плунжера установлен всасывающий клапан, в верхней части цилиндра размещен нагнетательный клапан, согласно изобретению цилиндр выполнен подвижным, плунжер выполнен неподвижным, запорный элемент всасывающего клапана связан с подвижным цилиндром, выполнен с участком сферической поверхности и закреплен на стержне, подвижно установленном в направляющих втулках, запорный элемент нагнетательного клапана установлен на штоке.

Технический результат обеспечивается тем, что цилиндр выполнен подвижным, плунжер выполнен неподвижным. При каждом ходе цилиндра вверх открывается наружная поверхность неподвижного плунжера, которая омывается скважинной жидкостью. В результате происходит очистка поверхности плунжера от механических частиц, которые могут вызвать заклинивание цилиндра. В ближайшем аналоге движение омывающей скважинной жидкости в разрядной камере затруднено. Запорный элемент всасывающего клапана выполнен в виде полусферы или с контактным участком сферической поверхности и закреплен на стержне, подвижно установленном в направляющих втулках. Запорный элемент всасывающего клапана связан с подвижным цилиндром. За счет движения подвижного цилиндра движется запорный элемент клапана. Запорный элемент всасывающего клапана движется по направляющей, поэтому при каждом открытии клапана на него действуют силы трения между стенками стержня и направляющих втулок и силы инерции направленного движения, возможная величина открытия клапана определяется длиной стержня. Это позволяет увеличить проходное сечение и улучшить динамику потока вязкой жидкости. Кроме того, направленное движение запорного элемента всасывающего клапана исключает его хаотичные удары о седло, снижая риск его повреждения и увеличивая срок службы клапана и насоса в целом. Увеличение проходного сечения всасывающего клапана позволяет закачать больший объем скважинного продукта в приемную камеру насоса при перекачивании высоковязкой нефти. Повышение надежности работы насоса достигается и за счет принудительного открытия нагнетательного клапана. Запорный элемент нагнетательного клапана установлен на штоке насоса, а седло клапана поджато к корпусу направляющей клетки штока. Это позволяет совершать принудительное открытие нагнетательного клапана под воздействием перемещения штока, а не под воздействием давления высоковязкой жидкости, находящейся в приемной камере.

На чертеже представлен общий вид скважинного штангового насоса.

Скважинный штанговый насос содержит цилиндр 1, плунжер 2, всасывающий клапан 3, приемную камеру 4, нагнетательный клапан 5, нагнетательную камеру 6, шток 7, направляющую клетку 8 штока 7 с отверстиями 9. Всасывающий клапан 3 содержит полусферический запорный элемент 10, закрепленный на стержне 11, и седло 12. Запорный элемент 10 всасывающего клапана 3 через контактную втулку 16 соединен с внутренней поверхностью подвижного цилиндра. Стержень 11 установлен в направляющих втулках 13. Нагнетательный клапан 5 содержит полусферический запорный элемент 14, установленный на штоке 7, и седло 15, поджатое к направляющей клетке 8 штока 7. Приемная камера 4 ограничена всасывающим клапаном 3, внутренней поверхностью цилиндра 1 и нагнетательным клапаном 5. Нагнетательная камера 6 ограничена внутренней поверхностью направляющей клетки 8, нагнетательным клапаном 5 и штоком 7.

Скважинный штанговый насос работает следующим образом.

После спуска скважинного штангового насоса в скважину на колонне насосных штанг осуществляют возвратно-поступательное движение колонны насосных штанг, что вызывает возвратно-поступательное перемещение цилиндра 1. При ходе подвижного цилиндра 1 вверх стержень 11 с запорным элементом 10 всасывающего клапана 3 перемещается в направляющих втулках 13. Это происходит за счет того, что контактная втулка 16 клапанного узла всасывающего клапана 3 скреплена с подвижным цилиндром 1, т.е. за счет того что запорный элемент 10 всасывающего клапана 3 связан с подвижным цилиндром 1. Запорный элемент 10 может быть выполнен в виде полусферы или содержать участок сферической поверхности, контактирующий с седлом 12. Открывается всасывающий клапан 3, расположенный в верхней части неподвижного плунжера 2. Скважинная жидкость с газом попадает в приемную камеру 4. При ходе подвижного цилиндра 1 вниз всасывающий клапан 3 закрывается. Запорный элемент 14 нагнетательного клапана 5 перемешается под действием направленного движения штока 7, в результате чего принудительно открывается нагнетательный клапан 5. Принудительное открытие всасывающего и нагнетательного клапанов повышает надежность работы насоса. Скважинная вязкая жидкость поступает в нагнетательную камеру 6. При следующем ходе вверх подвижного цилиндра 1 нагнетательный клапан 5 закрывается, скважинная жидкость из нагнетательной камеры 6 поступает в трубу насосно-компрессорных труб через отверстия 9 направляющей клетки 8 штока 7.

Заявляемое изобретение позволяет повысить надежность работы скважинного штангового насоса.

Скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр, плунжер, шток, в верхней части плунжера установлен всасывающий клапан, в верхней части цилиндра размещен нагнетательный клапан, отличающийся тем, что цилиндр выполнен подвижным, плунжер выполнен неподвижным, запорный элемент всасывающего клапана связан с подвижным цилиндром, выполнен с участком сферической поверхности и закреплен на стержне, подвижно установленном в направляющих втулках, а запорный элемент нагнетательного клапана установлен на штоке.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области добычи пластовых жидких сред. Скважинный насос имеет разъемный цилиндр (1), состоящий из полого верхнего цилиндра (2) гидрозащиты с уплотнительным устройством (5) и полого нижнего цилиндра (3) с всасывающим клапаном (25).

Изобретение относится к скважинной добычи нефти с применением вставных штанговых насосов. Запорный элемент всасывающего клапана выполнен в виде полусферы, закрепленной на стержне, подвижно установленном в направляющих втулках.

Изобретение относится к области автоматизации скважинной добычи нефти и может быть использовано для диагностики состояния насосного оборудования и управления электроприводами скважин, эксплуатируемых глубиннонасосным способом.

Изобретение предназначено для использования в объемных погружных скважинных насосах с механическим приводом и приспособлено для подъема жидких сред различной вязкости и различной степени механических примесей и газов.

Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к скважинным штанговым насосам, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности. Скважинный штанговый насос с коротким поршнем содержит цилиндр с всасывающим и нагнетательным клапанами, в котором установлен короткий поршень, снабженный набором металлических колец.

Изобретение относится к области насосного оборудования и может быть использовано для подъема жидкости с большой глубины. Скважинная насосная установка включает насосно-компрессорные трубы (нкт), плунжерный насос, содержащий цилиндр, плунжер, приводную штангу, всасывающий и нагнетательный клапаны и приводимый в действие приводом, включающим реверсивный электродвигатель, передачу винт-гайка качения с приводной штангой, размещенные в маслозаполненном корпусе, содержащем эластичную оболочку, демпферы, причем приводная штанга соединена с плунжером и уплотнена в корпусе.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и, в частности, к добыче скважинной жидкости на нефтяных месторождениях. Обеспечивает повышение эффективности добычи за счет возможности температурного воздействия на добываемую скважинную жидкость.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к добыче высоковязкой песчаной нефти, и может быть использовано для добычи любой пластовой жидкости из наклонно-направленных и горизонтальных скважин.

Группа изобретений относится к области добычи нефти и может быть использована для эксплуатации скважин, оборудованных электронасосами, в частности погружными центробежными электронасосами.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности для поочередной подачи на прием скважинного насоса нефти и воды при эксплуатации обводненных, высокодебитных скважин с высоковязкой нефтью, осложненных образованием высоковязкой водонефтяной эмульсии.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к поршневым насосам, используемым для нагнетания жидкости с высоким давлением, например, при откачке воды или нефти из глубоких скважин. Насос содержит корпус с установленным в нем с образованием рабочей камеры поршнем, всасывающий и нагнетательный клапаны, каждый из которых выполнен с затвором и седлом для попеременного соединения рабочей камеры с всасывающим и нагнетательным трубопроводами, средства газовыпуска из рабочей камеры. Всасывающий трубопровод выполнен с возможностью соединения с резервуаром перекачиваемой жидкости. Седло всасывающего клапана расположено в верхней части мертвого объема рабочей камеры. Средства газовыпуска выполнены во всасывающем клапане в виде шунтирующих микроканалов, соединяющих рабочую камеру с всасывающим трубопроводом, с суммарным проходным сечением микроканалов, составляющим от 0,01 до 0,2% от площади седла всасывающего клапана, рассчитанной по его внутреннему диаметру. Обеспечивается простота и компактность конструкции насоса и его надежность при нагнетании жидкости с большими включениями газа в среде с высоким давлением, при быстром восстановлении подачи жидкости после прекращении поступления газа к насосу и возможность его подключения к всасывающему трубопроводу. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к штанговым насосам, используемым для поднятия высоковязкой нефти на поверхность. Насос содержит плунжерную камеру в форме полого цилиндра, соединенную в верхней части с колонной насосно-компрессорных труб, внутренний диаметр которых выполнен больше внутреннего диаметра плунжерной камеры. Цилиндрический плунжер соединен с колонной штанг и выполнен по диаметру плунжерной камеры. Нагнетательный клапан подвижно установлен на колонне штанг между упором, которым оснащена колонна штанг, и плунжером. Всасывающий клапан сообщен с затрубным пространством и размещен в надплунжерной части плунжерной камеры. Дренажный клапан сообщен с затрубным пространством и размещен в подплунжерной части плунжерной камеры. Ограничитель хода нагнетательного клапана выполнен в виде цанги, установленной в колонне насосно-компрессорных труб над плунжерной камерой. В устройство введен центратор, подвижно установленный на колонне штанг над нагнетательным клапаном и выполненный в форме тела цилиндрической формы, на внешней поверхности которого выполнены боковые наклонные проточки. Нагнетательный клапан выполнен в форме тела цилиндрической формы, средняя часть которого выполнена с меньшим диаметром с плавным переходом в верхнюю и нижнюю части. Ограничитель хода нагнетательного клапана в виде цанги выполнен с возможностью охвата средней части нагнетательного клапана. Центратор выполнен с диаметром, соответствующим диаметру верхней части нагнетательного клапана. В устройстве достигается повышение надежности. 1 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли и может быть использовано при добыче нефти. Штанговая насосная установка содержит цилиндр 1 с корпусом клапана 2, седлом 3 и упором седла 4 в своей нижней части. Колонна штанг 5 соединена с оправкой 6, вдоль тела которой выполнены продольные выборки-каналы 7 до опорного седла 8, размещенного внизу оправки 6. В верхней части оправки 6 выполнен упор 9. Выборки-каналы 7 предназначены для протока скважинной жидкости при открытом нагнетательном клапане. Оправка 6 проходит сквозь полый плунжер 10. На нижнюю часть полого плунжера 10 насажена втулка клапанная 11 с возможностью ограниченного продольного перемещения вдоль оправки 6. К нижней части оправки 6 присоединен шток 12 с наконечником 13 на нижнем его конце. Длина штока 12 равна или больше длины хода насоса. Шток 12 проходит сквозь внутреннюю полость сборки заборного стакана, содержащего запорный элемент 14, упор цанговый 15, расположенный в верхней части заборного стакана, и уплотнитель 16. Сборка заборного стакана (14, 15, 16) размещена в корпусе клапана 2. Нижняя часть запорного элемента 14 выполнена в виде наружной усеченной конической или сферической поверхности с возможностью герметичного взаимодействия с седлом 3. В верхней части корпуса клапана 2 выполнен уступ 17, диаметр которого меньше внутренних диаметров цилиндра 1, корпуса клапана 2 и выступов на внешней поверхности упора цангового 15. Снижается гидравлическое сопротивление в узле клапана, повышается надежность клапанов, расширяется техническая надежность ШНУ. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к способу эксплуатации дожимных насосных станций, содержащих центробежные сепараторные фильтры, на нефтяных месторождениях. Центробежный сепараторный фильтр содержит вертикальный корпус, имеющий центральную часть, по существу, цилиндрической формы и верхнюю и нижнюю части, по существу, полусферической формы, тангенциальный впуск текучей среды, содержащей нефть и частицы, подлежащие фильтрации, расположенный в верхней части корпуса, осевую трубу с выпуском отфильтрованной текучей среды, имеющую концентрическое расположение с корпусом и закрепленную в его верхней части, множество конусных пластин, расположенных вокруг осевой трубы друг под другом, причем основание конусных пластин направлено вниз относительно положения корпуса, выпуск удаленных из текучей среды частиц, расположенный в нижней части корпуса. При этом осевая труба выполнена непрерывной, а к ее нижнему концу, расположенному в корпусе ниже основания самой нижней из множества конусных пластин, но выше выпуска удаленных из текучей среды частиц, прикреплена перфорированная заглушка. При этом конусные пластины закреплены на осевой трубе в зафиксированном положении друг относительно друга и выполнены с основаниями различного диаметра, причем диаметр основания конусных пластин увеличивается в направлении от тангенциального впуска к выпуску удаленных из текучей среды частиц. Дожимная насосная станция содержит буферную емкость, узел сбора и откачки утечек нефти, резервуар для удаленных частиц, насосный блок, множество свечей для аварийного сброса газа и центробежный сепараторный фильтр. Способ эксплуатации дожимной насосной станции включает в себя этапы, на которых принимают текучую среду, содержащую нефть и частицы, подлежащие фильтрации, в буферную емкость, подают текучую среду в фильтр посредством соединительных труб, фильтруют текучую среду для отделения от нефти частиц, подлежащих фильтрации, посредством центробежного сепараторного фильтра, накапливают отфильтрованные от нефти частицы в резервуаре для удаленных частиц, нагнетают давление в насосном блоке для последующей транспортировки текучей среды, содержащей нефть, очищенную от частиц, подлежащих фильтрации, подают текучую среду, содержащую нефть, очищенную от частиц, подлежащих фильтрации, в транспортировочную сеть или сеть магистральных нефтепроводов. Техническим результатом является обеспечение стабильного потока текучей среды, а также возможность фильтрации частиц разного размера с равной эффективностью. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано для скважинной добычи нефти с повышенной вязкостью и высоким содержанием газа. В верхней части насоса расположены отсечной клапан и механическое уплотнение полого штока. Дополнительная нагнетательная камера соединена с основной нагнетательной камерой с помощью отверстий в клетке плунжера. Дополнительная нагнетательная камера образована внутренней поверхностью цилиндра и наружной поверхностью полого штока. Одна ее торцевая поверхность выполнена глухой, а второй торец образует клетка плунжера с отверстиями. Запорные элементы всасывающего и нагнетательного клапанов выполнены в виде полусферы, закрепленной на стержне, подвижно установленном в направляющих втулках. Повышается надежность работы насоса. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области насосостроения и может быть применено в гидротранспортных и энергетических системах, а также в водоснабжении. Устройство для подъема воды включает погружаемое тело водоподъемника и средства для осуществления его движения. Содержит корпус с всасывающим клапаном, в котором установлено это тело с образованием кольцевого зазора для подъема жидкости. Погружаемое тело имеет длину более его диаметра, но менее глубины наполнения водоема и диаметр от 0,5 до 0,95 диаметра корпуса. Его вес, с учетом веса столба жидкости воды над ним, больше выталкивающей силы воды, действующей на него при погружении. Погружаемое тело на верхнем торце дополнительно содержит жесткий перфорированный диск, на котором расположен сплошной диск из деформируемого материала с возможностью деформации или перемещения по вертикали вдоль оси симметрии тела. Устройство позволяет поднимать воду с уменьшенными энергетическими затратами за счет уменьшения длины тела вытеснителя. 2 ил.
Наверх