Бесштанговый скважинный насос

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли и может быть использовано для скважинной добычи нефти скважинными насосами. Бесштанговый насос 1 установлен на погружном двигателе 2. Насос состоит из цилиндра 3, полого плунжера 4, штока насоса 5. Верхняя часть цилиндра оснащена клапаном удерживающим, содержащим корпус клапана 6 с седлом 7 в его нижней части. В клапане удерживающем размещен с относительной продольной подвижностью запорный элемент 8 с продольными центрирующими ребрами 9. Полый плунжер 4 размещен в цилиндре 3 на оправке 10, оснащенной упрочненным седлом кольцевым 11. Низ полого плунжера 4 оснащен упрочненной втулкой 12. Шток насоса 5 связывает погружной двигатель 2 с оправкой 10. Шток 13 прикреплен к верхней части оправки 10 и проходит через внутреннюю полость запорного элемента 8 с возможностью герметизации зазоров между ними. Повышается эксплуатационная надежность. 3 ил.

 

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли, может быть использовано для скважинной добычи нефти бесштанговыми насосными установками (нижний привод насоса), в частности для эксплуатации скважин с наклонно-направленными и боковыми стволами.

Известна бесштанговая скважинная насосная установка, содержащая погружные насосные устройства возвратно-поступательного действия, расположенные с интервалом по колонне насосных труб. Каждое устройство состоит из линейного электродвигателя и насоса. Каждый линейный электродвигатель соединен электрическим кабелем со станцией управления для обеспечения теплового и электромагнитного воздействия на добываемую скважинную продукцию. КПД каждого из погружных насосных устройств незначительно (патент RU №2403445 F04В 47/06, опубл. 10.11.2010 г.).

Известен также «Скважинный плунжерный насос», содержащий плунжер, соединенный со штангой привода, и цилиндр. Плунжер и цилиндр снабжены шариковыми клапанами. Клапан цилиндра установлен выше плунжера. Шарики клапанов подпружинены с помощью прижимных элементов. Недостатком данной конструкции является то, что шариковый клапан установлен в нижней части плунжера, что ведет к увеличению полости между клапанами, при верхнем положении плунжера, называемом «мертвым пространством». Такая полость может привести к полному «запиранию» насоса за счет образования газовой шапки под верхним шариковым клапаном. Кроме того, пружинные элементы не отличаются надежностью при работе в агрессивной среде пластового флюида (патент РФ №96619, F04В 47/06, опубл. 10.08.2010 г.).

Прототипом заявляемого технического решения является бесштанговый скважинный насос, содержащий плунжер и цилиндр, снабженные шариковыми клапанами, шток плунжера выполнен с возможностью соединения с погружным двигателем, расположенным ниже насоса, шариковый клапан плунжера является всасывающим и установлен на конце плунжера, обращенном к шариковому клапану цилиндра, являющимся нагнетательным, конец плунжера выполнен с возможностью подведения его вплотную к клапану цилиндра (патент РФ №2525060 F04В 47/06, опубл. 10.08.2014 г.).

Недостатками такой конструкции насоса являются: незначительная пропускная способность шариковых клапанов, а межклапанное пространство зависит от столба жидкости в скважине.

Технической задачей заявляемого изобретения является повышение эксплуатационной надежности насоса.

Технический результат достигается тем, что в скважинном насосе, содержащем цилиндр, полый плунжер, шток с возможностью соединения с погружным двигателем, расположенным ниже насоса, отличающемся тем, полый плунжер размещен в цилиндре на оправке с возможностью ограниченного продольного перемещения, при этом низ оправки оснащен упрочненным кольцевым седлом, а нижняя кромка полого плунжера снабжена упрочненной втулкой, герметично взаимодействующей с упрочненным кольцевым седлом при ходе оправки вверх, при этом верхняя часть цилиндра оснащена клапаном удерживающим, содержащим корпус клапана с седлом в его нижней части, запорный элемент с продольными центрирующими ребрами и внутренней полостью, сквозь который проходит шток, связанный с верхней частью оправки, длина которого равна или больше длины хода насоса, с возможностью герметичного взаимодействия внутренней поверхности запорного элемента и наружной поверхности штока, а низ запорного элемента выполнен с возможностью герметичного взаимодействия с седлом при ходе штока с оправкой вниз.

Новым является то, что клапанные узлы не содержат пары «седло-шарик», а используемые клапанные узлы имеют пропускную способность, более значительную, чем вышеупомянутые пары, кроме того. такие клапанные узлы работают принудительно. Таким образом, насос такой конструкции работоспособен, как на высоковязкой скважинной продукции, так и на нефтях с высоким газовым фактором.

На фиг. 1 представлена схема бесштангового скважинного насоса (продольный разрез); на фиг. 2 - сечение А-А клапана удерживающего; на фиг. 3 - сечение Б-Б полого плунжера с оправкой.

Бесштанговый скважинный насос 1 в сборе установлен на погружном двигателе 2. Бесштанговый скважинный насос состоит из цилиндра 3, полого плунжера 4, штока насоса 5. Верхняя часть цилиндра оснащена клапаном удерживающим, содержащим корпус клапана 6 с седлом 7 в его нижней части. В клапане удерживающем размещен с относительной продольной подвижностью запорный элемент 8 с продольными центрирующими ребрами 9. Полый плунжер 4 размещен в цилиндре 3 на оправке 10, оснащенной упрочненным седлом кольцевым 11. Низ полого плунжера 4 оснащен упрочненной втулкой 12. Шток насоса 5 связывает погружной двигатель 2 с оправкой 10. Шток 13 прикреплен к верхней части оправки 10 и проходит через внутреннюю полость запорного элемента 8 с возможностью герметизации зазоров между ними.

Работает насос следующим образом.

Бесштанговый скважинный насос 1 с погружным двигателем 2 спускают в скважину на определенную глубину так, чтобы насос располагался выше погружного двигателя 2 с возможностью подачи электропитания. При ходе штока насоса 5 вверх полый плунжер 4 смещается вниз вдоль оправки 10, жестко связанной со штоком насоса 5 и штоком 13, до упора упрочненной втулки 12 в седло кольцевое 11 с герметизацией зоны контакта. При этом порция скважинной жидкости из полости цилиндра 3 перетекает в полость насосных труб выше принудительно открытого удерживающего клапана (8, 9) за счет сил трения между штоком 13 и внутренней герметизируемой полостью запорного элемента 8.

При ходе штока 13 вниз, полый плунжер 4 смещается вверх вдоль оправки 10, втулка упрочненная 12 полого плунжера 4 отходит от седла кольцевого 11, скважинная жидкость имеет возможность заполнить полость цилиндра 2, при открытом заборном клапане (4, 10, 11, 12). При этом верхний удерживающий клапан (8, 9) принудительно закрыт, опорная поверхность запорного элемента 8 упирается в седло 7, герметизируя зону контакта этих поверхностей.

Клапанные узлы такой конструкции опробованы в промысловых условиях и подтвердили свою работоспособность.

Таким образом, заявляемое техническое решение позволит значительно повысить эффективность таких насосов как на высоковязкой нефти, так и на нефти с высоким газовым фактором.

Бесштанговый скважинный насос, содержащий цилиндр, плунжер, шток с возможностью соединения с погружным двигателем, расположенным ниже насоса, отличающийся тем, что полый плунжер размещен в цилиндре на оправке с возможностью ограниченного продольного перемещения, при этом низ оправки оснащен упрочненным кольцевым седлом, а нижняя кромка полого плунжера снабжена упрочненной втулкой, герметично взаимодействующей с упрочненным кольцевым седлом при ходе оправки вверх, при этом верхняя часть цилиндра оснащена клапаном удерживающим, содержащим корпус клапана с седлом в его нижней части, запорный элемент с продольными центрирующими ребрами и внутренней полостью, сквозь который проходит шток, связанный с верхней частью оправки, длина которого равна или больше длины хода насоса, с возможностью герметичного взаимодействия внутренней поверхности запорного элемента и наружной поверхности штока, а низ запорного элемента выполнен с возможностью герметичного взаимодействия с седлом при ходе штока с оправкой вниз.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к оборудованию для подъема пластовой жидкости из скважин. Установка содержит цилиндрический линейный асинхронный электродвигатель (ЛАД), статор 1 которого охватывает плунжер-ротор 2.

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к насосному оборудованию нефтедобычи. Установка содержит корпус (1), линейный электродвигатель (2), вторичный элемент (7), плунжеры (8, 9), цилиндры (10, 11), две пары входных и выходных клапанов (14, 15) и (17, 18).

Изобретение относится к устройствам для добычи нефти. Насосный агрегат содержит корпус, всасывающий клапан, нагнетательный клапан, ротор, статор и индукционные катушки.

Изобретение относится к скважинным плунжерным насосам с нижним приводом и найдет применение при добыче с больших глубин жидких полезных ископаемых, таких как нефти, в том числе и высоковязкие, рассолы и другие.

Изобретение относится к области насосного оборудования и может быть использовано для подъема жидкости с большой глубины. Насосный агрегат включает заполненный маслом корпус, эластичную оболочку, реверсивный электродвигатель, ведущий вал которого соединен с первой передачей винт-гайка качения.

Изобретение относится к области гидравлических машин объемного вытеснения, в частности к погружным бесштанговым плунжерным насосам. Насос содержит корпус с установленным в нем погружным электродвигателем.

Изобретение относится к конструкциям погружных линейных магнитоэлектрических двигателей, используемых в бесштанговых глубинных насосно-скважинных установках возвратно-поступательного движения для добычи пластовых жидкостей в нефтедобыче.

Изобретение относится к области добычи углеводородов. Насос деожижения предназначен для деожижения скважины, который содержит флюидный концевой насос, адаптированный для откачивания флюида из ствола скважины.

Изобретение относится к погружным насосным установкам для эксплуатации скважин, в которых необходимо увеличить депрессию на пласт, не заглубляя погружную насосную установку, и/или с негерметичной эксплуатационной колонной.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к погружным установкам для добычи нефти из малодебитных скважин. Погружная насосная установка содержит линейный электродвигатель, подвижная часть которого (бегун) выполнена с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль продольной оси, и насос двойного действия, рабочие органы (поршни) которого механически связаны с бегуном.

Группа изобретений относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применена для перекачки жидкости из нижнего обводненного пласта в верхние нефтеносные пласты скважины. Установка по первому варианту содержит лифтовые трубы, связанные пакером, разобщающим межпластовое пространство, электропогружной насос, включающий электропривод, оснащенный блоком телеметрии, герметически соединенные силовым кабелем со станцией управления, приемный модуль и рабочие секции с обратным клапаном на выходе, и опорным пакером с кабельным вводом над нефтеносным пластом. Насос расположен блоком телеметрии над обводненным пластом скважины и обратным клапаном присоединен лифтовыми трубами к стволу межпластового пакера, выполненного с кабельным вводом и опорным якорем. Межпакерные лифтовые трубы на уровне нефтеносного пласта соединены скважинной проточной камерой, в стенке которой выполнены радиальные проточные отверстия, сообщающие полости лифтовых труб с нефтеносным пластом через межпакерное пространство скважины. Установка по второму варианту содержит опорные пакеры с кабельным вводом, установленные над и между нефтеносными пластами. Межпакерные лифтовые трубы на уровне нефтеносных пластов соединены скважинными проточными камерами, на внутренней стороне стенки которых выполнена кольцевая выемка. На уровне выемки в стенке выполнены радиальные проточные отверстия, перекрываемые сменной цилиндрической вставкой дроссельными отверстиями в стенке, дозирующими потоки жидкости из полости лифтовых труб в нефтеносные пласты через межпакерные пространства скважины. Установка по третьему варианту содержит опорные пакеры с двойным кабельным вводом, установленные над и между нефтеносными пластами. Межпакерные лифтовые трубы на уровне нефтеносных пластов соединены скважинными проточными камерами, содержащими гидравлические дроссели, оснащенные дополнительным блоком телеметрии, электрически управляемые с пульта станции управления скважиной по кабелю связи, с возможностью регулирования закачки жидкости из обводненного пласта в нефтеносные пласты скважины. Технический результат заключается в повышении надежности эксплуатации скважины. 3 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к скважинному гидравлическому насосу для обеспечения давления текучей среды во время скважинных работ. Технический результат - повышение гидравлической мощности скважинного гидравлического насоса. Насос содержит корпус, кулачковый вал. Кулачковый вал расположен с возможностью вращения в корпусе насоса и имеет продольную ось вращения. Кулачковый вал содержит собственно вал с кулачковым выступом. Радиально кулачковому валу расположен поршень. Он имеет корпус, расположенный в корпусе насоса. Корпус насоса имеет впускной клапан, расположенный во впускном отверстии, и выпускной клапан, расположенный в выпускном отверстии. Имеется пружина, расположенная в корпусе насоса для перемещения поршня относительно корпуса. Корпус поршня имеет возможность вращения вокруг оси вращения корпуса, параллельной продольной оси вращения кулачкового вала. 19 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в качестве вспомогательного насоса в составе гидроприводных погружных скважинных установок для добычи нефти. Радиально-плунжерный насос содержит корпус с кулачковым кольцом, внутри которого установлен приводной вал с осевыми каналами и с радиально расположенными плунжерными парами. Отвод и подвод перекачиваемой жидкости к плунжерным парам осуществляется через один и тот же осевой канал, посредством впускного и выпускного клапана. Каждый из клапанов выполнен в виде полого цилиндра с радиальными отверстиями под запорные элементы. Впускной клапан расположен внутри выпускного клапана. Уменьшаются диаметральные габариты радиально-плунжерного насоса, при этом не снижается пропускная способность каналов. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к нефтяному машиностроению, в частности к гибким соединениям модульных секций насосов. Муфта содержит два корпуса, установленные с возможностью относительного углового смещения, ведущий и ведомый валы. Муфта выполнена симметричной относительно поперечной плоскости, проходящей через середину входящей в нее центральной обечайки. Корпуса снабжены внутренней резьбой и имеют на обращенных друг к другу торцах продольные пазы и сферическую выточку, сопрягаемую со сферическим донышком ввинченного в обечайку стакана. В обечайке концентрично расположены корпус радиального подшипника с продольными каналами на наружной поверхности и подвижная обойма, имеющая продольные зубья для сочленения с продольными зубьями на сферических головках валов. Между головками установлен вкладыш с ответными сферическими выточками по торцам и продольными зубьями для фиксации на обойме. Каждый вал уложен в радиальный подшипник скольжения, размещенный в поджимной втулке, состоящей из цилиндрической части с наружной резьбой и головной части с наклонными отверстиями, имеющей сферическое основание, которое опирается на внутреннюю поверхность донышка стакана. Между цилиндрической частью поджимной втулки и валом сформирован кольцевой канал. На стакане установлен зубчатый фиксатор, находящийся в зацеплении с продольными пазами корпуса. К каждому торцу обоймы прикреплена гофрированная диафрагма, зафиксированная на валах пружинным кольцом. Изобретение направлено на повышение надежности работы муфты в искривленных скважинах, уменьшение ее габаритов, а также обеспечение возможности передачи осевых усилий. 3 ил.

Изобретение относится к нефтедобыче, в частности к установкам с насосами объемного действия, приводимыми в движение погружным линейным электродвигателем, для добычи пластовых жидкостей из скважин. Установка включает размещенные в едином корпусе плунжерный насос, снабженный нагнетательными клапанами, и гравитационный газосепаратор, образованный зоной забора между единым корпусом и цилиндром плунжерного насоса, над которым размещен блок обратных клапанов. Содержит присоединительную муфту для крепления скважинной насосной установки к колонне насосно-компрессорных труб. Под плунжерным насосом установлен погружной линейный электродвигатель. Демпфер верхней крайней точки хода слайдера установлен под плунжерным насосом с нагнетательными клапанами. Демпфер нижней крайней точки хода слайдера установлен в нижней части основания линейного электродвигателя. Под линейным двигателем размещен блок телеметрии, включающий датчики давления и температуры скважинной жидкости, датчик вибрации, инклинометр и блок измерения, связанный с датчиками температуры, установленными в линейном двигателе и связанными с наземным блоком управления через нулевую точку обмоток линейного двигателя, соединенных звездой. Наземный блок управления выполнен в виде трехфазного высокочастотного инвертора-регулятора и выходного трансформатора, соединенного с погружным линейным электродвигателем посредством изолированного трехпроводного кабеля. Повышается надежность и энергетические показатели. 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области нефтяной промышленности и может быть использовано при добыче нефти из скважин бесштанговыми глубинными насосами. Скважинный электроплунжерный насос включает электродвигатель, редуктор, шток, цилиндр и полый плунжер, выполненный с замкнутым рядом внутренних винтовых канавок. По канавкам возвратно-поступательно перемещается палец-шпонка, свободно вращающийся в гнезде гайки с проходными отверстиями. Гайка жестко сочленена со штоком, который соединен с редуктором электродвигателя. В верхней части цилиндр выполнен с направляющим пазом, в котором перемещается направляющий палец, закрепленный в верхней части полого плунжера. В нижней части полый плунжер сочленен с нагнетательным клапаном. Технический результат: бесштанговая эксплуатация глубинного плунжерного насоса, отсутствие станка-качалки. 4 ил.

Изобретение относится к области нефтедобычи и может быть использовано для подъема скважинной жидкости. Погружная нефтедобывающая установка с плунжерным насосом содержит редуктор, электродвигатель с гидрозащитой, ведущий вал которого соединен с винтом шаровинтовой пары, находящейся в корпусе редуктора и соединенной со штангой привода насоса, уплотненной в корпусе и связанной с гайкой посредством полого штока, охватывающего винт, демпферы, установленные в нижней части корпуса редуктора, и станцию управления. В верхней части корпуса редуктора размещена камера глушения, позволяющая избежать пульсаций давления при движении плунжера, перед которой установлены демпферы. Станция управления снабжена блоком управления ходом гайки шаровинтовой пары, обеспечивающим безударный реверс гайки. Повышается надежность работы установки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли и может быть использовано для скважинной добычи нефти скважинными насосами. Бесштанговый насос 1 установлен на погружном двигателе 2. Насос состоит из цилиндра 3, полого плунжера 4, штока насоса 5. Верхняя часть цилиндра оснащена клапаном удерживающим, содержащим корпус клапана 6 с седлом 7 в его нижней части. В клапане удерживающем размещен с относительной продольной подвижностью запорный элемент 8 с продольными центрирующими ребрами 9. Полый плунжер 4 размещен в цилиндре 3 на оправке 10, оснащенной упрочненным седлом кольцевым 11. Низ полого плунжера 4 оснащен упрочненной втулкой 12. Шток насоса 5 связывает погружной двигатель 2 с оправкой 10. Шток 13 прикреплен к верхней части оправки 10 и проходит через внутреннюю полость запорного элемента 8 с возможностью герметизации зазоров между ними. Повышается эксплуатационная надежность. 3 ил.

Наверх