Скважинный штанговый насос нснбрк 57


 


Владельцы патента RU 2565956:

Открытое акционерное общество "Нефтегазавтоматика" (RU)

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 нефтегазодобывающей промышленности, в частности к скважинным штанговым насосам, используемым для поднятия высоковязкой нефти на поверхность.

Известен скважинный штанговый насос [RU 2340792, F04B 47/00, 10.12.2008], содержащий цилиндр с всасывающим клапаном, полый плунжер с нагнетательным клапаном, размещенный в цилиндре и разделяющий его полость на всасывающую и нагнетательную полости, и отверстия для периодического сообщения всасывающей полости цилиндра с полостью плунжера, при этом часть всасывающей полости цилиндра образована его внутренней поверхностью, охватывающей нижний конец плунжера и имеющей диаметр, превышающий диаметр наружной поверхности плунжера, а отверстия для периодического сообщения всасывающей полости цилиндра с полостью плунжера выполнены в стенке нижнего конца плунжера.

Однако наличие на нижнем конце цилиндра внутренней полости, имеющей больший диаметр, чем у плунжера данного насоса, значительно увеличивает металлоемкость конструкции, следовательно, повышает стоимость изделия и снижает коэффициент полезного действия (КПД) установки, так как при нахождении бокового отверстия плунжера в зоне расширения цилиндра во время рабочего хода работа по поднятию жидкости не осуществляется. При работе с сильногазированными жидкостями (например, летучей нефтью или газоконденсатом) происходит резкое падение пластового давления, что нежелательно для освоения пласта. Кроме того, при необходимости обслуживания и/или ремонта насоса необходимо поднимать на поверхность плунжер и цилиндр с клапанами, что требует дополнительных затрат на обслуживание при работе с высоковязкими нефтями, содержащими парафины, асфальтены и смолы. А работа клапанов только под действием собственного веса и потока жидкости с высоковязкими нефтями приводит к их быстрому выходу из строя (всплытию клапанов и залипанию в верхнем - открытом положении).

Известен также скважинный штанговый насос [RU 2451211, C1, F04B 47/00, 20.05.12], содержащий цилиндр, связанный верхней частью с колонной насосно-компрессорных труб, плунжер, размещенный в цилиндре с образованием надплунжерной камеры и соединенный с колонной штанг, имеющей упор, нагнетательный клапан, подвижно расположенный на колонне штанг между упором и плунжером и выполненный кольцевым, с диаметром, превышающим диаметр плунжера, всасывающий клапан, сообщающий надплунжерную камеру с внутрискважинным пространством, и ограничитель хода вверх нагнетательного клапана, выполненный в виде цанги, установленной в колонне труб, причем плунжер выполнен полым, всасывающий клапан оснащен толкателем, жестко соединенным с колонной штанг и вставленным внутрь плунжера с возможностью продольного перемещения, ограниченного сверху наружным выступом толкателя, а снизу - всасывающим клапаном, перекрывающим полость плунжера при перемещении вверх, при этом нагнетательный клапан изнутри снабжен тормозом, взаимодействующим с колонной штанг с усилием, не превосходящим усилие цанги ограничителя хода.

Недостатком этого технического решения является относительно низкая ремонтопригодность, поскольку при ремонте и/или обслуживании, например, плунжера, как наиболее часто выходящего из строй элемента, приходится осуществлять подъем плунжера со всеми принудительно закрывающимися и открывающимися клапанами, что осложняет работы по ремонту и может привести к поломке клапанов как при подъеме, так и при опускании.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к предложенному является скважинный штанговый насос [RU 1588024, МПК F04B 47/02, 27.03.1996], содержащий цилиндр, связанный верхней частью с колонной насосно-компрессорных труб, плунжер, размещенный в цилиндре с образованием надплунжерной и подплунжерной камер и соединенный с колонной штанг, имеющей упор, нагнетательный клапан, подвижно расположенный на колонне штанг между упором и плунжером и выполненный кольцевым, с диаметром, превышающим диаметр плунжера, всасывающий клапан, сообщающий надплунжерную камеру с внутрискважинным пространством, и ограничитель хода вверх нагнетательного клапана, выполненный в виде цанги, установленной в колонне труб.

Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно низкая надежность, обусловленная низкой износоустойчивостью нагнетательного клапана, который при перемещении в колонне насосно-компрессорных труб движется под воздействием различных действующих на него сил не строго вертикально и, следовательно, достаточно быстро изнашивается.

Задачей полезной модели является повышение надежности.

Требуемый технический результат также заключается в повышении надежности.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в скважинном штанговом насосе, содержащем плунжерную камеру в форме полого цилиндра, соединенную в верхней части с колонной насосно-компрессорных труб, внутренний диаметр которых выполнен больше внутреннего диаметра плунжерной камеры, плунжер цилиндрической формы, соединенный с колонной штанг и выполненный по диаметру плунжерной камеры, в которой он размещен с образованием надплунжерной и подплунжерной частей, а также нагнетательный клапан, подвижно установленный на колонне штанг между упором, которым оснащена колонна штанг, и плунжером, всасывающий клапан, сообщающийся с затрубным пространством и размещенный в надплунжерной части плунжерной камеры, дренажный клапан, сообщающийся с затрубным пространством и размещенный в подплунжерной части плунжерной камеры, и ограничитель хода нагнетательного клапана, выполненный в виде цанги, установленной в колонне насосно-компрессорных труб над плунжерной камерой, согласно изобретению 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, а нагнетательный клапан выполнен в форме тела цилиндрической формы с диаметром плунжерной камеры и центратора и средняя часть которого выполнена меньшим диаметром с плавным переходом в верхнюю и нижнюю части, при этом ограничитель хода нагнетательного клапана в виде цанги выполнен с возможностью охвата средней части нагнетательного клапана.

На чертеже представлен предлагаемый скважинный штанговый насос.

Скважинный штанговый насос содержит плунжерную камеру 1, имеющую корпус 2, выполненный в форме цилиндра и связанный в верхней части с колонной 3 насосно-компрессорных труб, внутренний диаметр которых выполнен больше внутреннего диаметра плунжерной камеры 1.

Кроме того, скважинный штанговый насос содержит плунжер 4 цилиндрической формы, выполненный по форме плунжерной камеры 1, размещенный в ней с образованием надплунжерной 5 и подплунжерной 6 частей и соединенный с колонной 7 штанг, оснащенной упором 8, а также нагнетательный клапан 9, подвижно установленный на колонне 7 штанг между упором 8 и плунжером 4.

Скважинный штанговый насос содержит также всасывающий клапан 10, сообщающийся с затрубным пространством и размещенный в надплунжерной части 5 плунжерной камеры, дренажный клапан 11, сообщающийся с затрубным пространством и размещенный в подплунжерной части 6 плунжерной камеры, и ограничитель 12 хода нагнетательного клапана, выполненный в виде цанги, установленной в колонне 3 насосно-компрессорных труб над плунжерной камерой 1, причем нагнетательный клапан 9 выполнен в форме тела цилиндрической формы, средняя часть 13 которого выполнена меньшим диаметром с плавным переходом в верхнюю 14 и нижнюю 15 части, а ограничитель 12 хода нагнетательного клапана, выполненный в виде цанги, выполнен с возможностью охвата средней части 13 нагнетательного клапана.

Кроме того, скважинный штанговый насос содержит центратор 16, подвижно установленный на колонне 7 штанг над нагнетательным клапаном 9 и выполненный в форме тела цилиндрической формы с диаметром верхней части 14 нагнетательного клапана 9, причем на внешней поверхности центратора выполнены боковые наклонные проточки 17.

Нагнетательный клапан 9 и центратор 16 изнутри снабжены тормозами, взаимодействующими с колонной 7 штанг с усилием, не превосходящим усилие ограничителя 12 хода нагнетательного клапана, выполненного в виде цанги. Тормоза могут быть изготовлены любой известной конструкции, например в виде надетых совместно с нагнетательным клапаном 9 и центратора 16 с натягом на колонну 7 штанг набора фрикционных накладок (медных сегментов), пружинных (разрезных) колец, эластичных (резиновых или полиуретановых) колец и/или магнитных наборных сегментов, зафиксированных и поджатых контрирующим винтом.

Скважинный штанговый насос работает следующим образом.

Колонну 7 штанг присоединяют к приводу, который придает ей возвратно-поступательное движение, передающееся плунжеру 4. При ходе плунжера 4 вниз нефть из затрубного пространства через всасывающий клапан 10 направляется в надплунжерную часть 5 плунжерной камеры. При этом нефть, попавшая в подплунжерную часть 7 плунжерной камеры из-за утечек, удаляется через дренажный клапан 11 в затрубное пространство. При перемещении колонны 7 штанг вверх относительно плунжерной камеры 1 плунжер 4 поднимается вверх. В результате в надплунжерной части 5 плунжерной камеры 1 создается избыточное давление по отношению к столбу нефти, находящемуся в колонне 3 насосно-компрессорных труб. Нагнетательный клапан 7 под действием этого избыточного давления поднимается над плунжерной камерой 1 и нефть из надплунжерной части 5 плунжерной камеры поступает в колонну 3 насосно-компрессорных труб для извлечения из скважины. Во время своего подъема и опускания нагнетательный клапан 9 контактирует с ограничителем 12 хода нагнетательного клапана, выполненного в виде цанги, что приводит к его уравновешенному вертикальному перемещению внутри колонны 3 насосно-компрессорных труб, что снижает его горизонтальные колебания и, в результате, снижает износ нагнетательного клапана 9. Кроме того, нижняя часть нагнетательного клапана 9 может быть выполнена с фаской, чтобы уменьшить его контакт с внутренней поверхностью плунжерной камеры 1, что также приводит к снижению износа нагнетательного клапана 9.

Кроме того, нефть обтекает центратор 16 и, попадая в проточки 17, закручивается, снижая тем самым ударные воздействия под влиянием работы плунжера потока нефти на нагнетательный клапан насосно-компрессорных труб. При перемещении колонны 7 штанг вниз относительно плунжерной камеры 1 нагнетательный клапан 9 вместе с колонной 7 штанг принудительно опускается к плунжерной камере 1 и перекрывает сообщение между колонной 3 насосно-компрессорных труб и надплунжерной частью 5 плунжерной камеры. Далее повторяются процессы, описанные выше.

При необходимости проведения ремонтных работ (до 90% случаев из-за выхода из строя нагнетательного клапана 9) или при плановом обслуживании насоса из скважины извлекают на колоне 7 штанг узел в составе плунжера 4 с нагнетательным клапаном 9 и упором 8, преодолевая усилие ограничителем 12 хода нагнетательного клапана, выполненного в виде цанги. После проведения ремонтных работ проводят обратную установку поднятого узла.

Таким образом, благодаря введенным усовершенствованиям (заключающимся в том, что 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, а нагнетательный клапан выполнен в форме тела цилиндрической формы с диаметром плунжерной камеры и центратора и средняя часть которого выполнена меньшим диаметром с плавным переходом в верхнюю и нижнюю части, при этом ограничитель хода нагнетательного клапана в виде цанги выполнен с возможностью охвата средней части нагнетательного клапана, обеспечивается повышение надежности насоса за счет уменьшения износа нагнетательного клапана, поскольку во время своего подъема и опускания в процессе работы насоса нагнетательный клапан 9 контактирует с ограничителем 12 хода нагнетательного клапана, выполненного в виде цанги, что приводит к его уравновешенному вертикальному перемещению внутри колонны 3 насосно-компрессорных труб и снижает износ нагнетательного клапана 9, а благодаря действию центратора 16 снижаются ударные воздействия на нагнетательный клапан и насосно-компрессорные трубы.

Скважинный штанговый насос, содержащий плунжерную камеру в форме полого цилиндра, соединенную в верхней части с колонной насосно-компрессорных труб, внутренний диаметр которых выполнен больше внутреннего диаметра плунжерной камеры, плунжер цилиндрической формы, соединенный с колонной штанг и выполненный по диаметру плунжерной камеры, в которой он размещен с образованием надплунжерной и подплунжерной частей, а также нагнетательный клапан, подвижно установленный на колонне штанг между упором, которым оснащена колонна штанг, и плунжером, всасывающий клапан, сообщающийся с затрубным пространством и размещенный в надплунжерной части плунжерной камеры, дренажный клапан, сообщающийся с затрубным пространством и размещенный в подплунжерной части плунжерной камеры, и ограничитель хода нагнетательного клапана, выполненный в виде цанги, установленной в колонне насосно-компрессорных труб над плунжерной камерой, отличающийся тем, что 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, а нагнетательный клапан выполнен в форме тела цилиндрической формы, средняя часть которого выполнена с меньшим диаметром с плавным переходом в верхнюю и нижнюю части, при этом ограничитель хода нагнетательного клапана в виде цанги выполнен с возможностью охвата средней части нагнетательного клапана, а центратор выполнен с диаметром, соответствующим диаметру верхней части нагнетательного клапана.



 

Похожие патенты:

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.

Изобретение относится к скважинным штанговым насосам, предназначенным для скважинной добычи нефти с повышенной вязкостью и с высоким содержанием механических примесей.

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.

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