Скважинный штанговый насос



Скважинный штанговый насос
Скважинный штанговый насос
Скважинный штанговый насос

 


Владельцы патента RU 2624939:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" (RU)

Изобретение относится к области механизированной добычи нефти скважинными штанговыми насосами. Насос содержит цилиндр с всасывающим клапаном. Плунжер установлен в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного движения. На наружной поверхности плунжера нанесены замкнутые канавки, поперечный разрез которых имеет форму усеченной наклонной плоскостью параболы, ось симметрии которой образует острый угол с осью плунжера в направлении к выкиду насоса. Глубина канавок не больше одной двадцатой наружного диаметра плунжера. Фильтр механических примесей выполнен в виде концентрично установленных труб. Внутренняя площадь поперечного сечения концентрично установленных труб фильтра больше, чем площадь поперечного сечения между наружным диаметром внутренней трубы и внутренним диаметром наружной концентрично установленной трубы. Прием внутренней трубы снабжен круглым диском, установленным перпендикулярно к оси насоса на кронштейне. Длина наружной трубы выполнена так, что диск оказывается внутри этой трубы. Клапан емкости предварительного накопления мехпримесей снабжен ограничителем хода Г-образной формы. Повышается надежность работы насоса и защита его от мехпримесей, путем применения фильтра со сниженной скоростью восходящего потока жидкости, снижаются утечки в плунжерной паре. 4 ил.

 

Изобретение относится к области механизированной добычи нефти, в частности к добыче нефти скважинными штанговыми насосами.

Известен скважинный штанговый насос, содержащий рабочую пару плунжер-цилиндр с установленными в них соответственно нагнетательным и всасывающим клапанами, фильтр механических примесей. Последний связан с приемом насоса и снабжен снизу емкостью предварительного накопления механических примесей. Фильтр представляет собой концентрически расположенные трубы, сообщающие забой скважины с приемом насоса. Емкость предварительного накопления мехпримесей выполнена в виде продолжения внешней трубы фильтра и снабжена подпружиненным клапаном, установленным в нижней части емкости. Расстояние от насоса до подпружиненного клапана больше, чем расстояние от насоса до интервала перфорации (Патент РФ №2360145, 2009 г.).

Однако вероятность попадания мехпримесей в полость насоса высока, вследствие высокой скорости течения флюида во внутренней трубе фильтра, а закрытие подпружиненного клапана происходит с запаздыванием из-за чрезмерного его открытия.

Известен глубинный штанговый насос для добычи нефти, содержащий цилиндр с всасывающим клапаном, установленный в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с нагнетательным клапаном (Патент РФ №2144623, 2000 г.).

Данное устройство предполагает использование плунжера большой длины, что ведет к интенсивному износу скважинного насоса.

Наиболее близким по технической сущности является скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр со всасывающим клапаном, установленный в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с нагнетательным клапаном. На поверхность плунжера перпендикулярно его оси нанесены волнообразные замкнутые канавки и наплывы, распределенные равномерно по длине плунжера с шагом не менее чем полтора диаметра плунжера, причем наплывы имеют высоту не более величины зазора на сторону, предусмотренного классом посадки насоса. Фильтр механических примесей в виде концентрично установленных труб и емкость предварительного накопления механических примесей (Патент РФ №2365786, 2009 г.).

Недостатком данного устройства является подверженность наплывов быстрому износу из-за их небольшой величины, вследствие этого насечки теряют свое функциональное назначение.

Задачами, на решение которых направлено настоящее изобретение, являются повышение эффективности защиты скважинного насоса от мехпримесей и долговечности плунжера, снижение утечек в плунжерной паре турбулизацией потока.

Техническим результатом, достигаемым при использовании данного изобретения, является повышение надежности работы насоса; защита скважинного насоса от мехпримесей путем применения фильтра со сниженной скоростью восходящего потока жидкости, достигаемым увеличением площади поперечного сечения внутренней трубы фильтра по сравнению с площадью поперечного сечения кольцевого пространства фильтра; снижение утечек в плунжерной паре цилиндра насоса турбулизацией потока, создаваемой специальной формой канавок.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что в скважинном штанговом насосе, содержащем цилиндр с всасывающим клапаном, установленный в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с нагнетательным клапаном, на наружной поверхности плунжера перпендикулярно к оси нанесены замкнутые канавки, фильтр механических примесей в виде концентрично установленных труб и емкость предварительного накопления упомянутых механических примесей, согласно изобретению поперечный разрез канавок имеет форму усеченной наклонной плоскостью параболы, ось симметрии которой образует острый угол с осью плунжера в направлении к выкиду насоса, причем глубина канавок не больше одной двадцатой наружного диаметра плунжера, внутренняя площадь поперечного сечения концентрично установленных труб фильтра больше, чем площадь поперечного сечения между наружным диаметром внутренней трубы и внутренним диаметром наружной концентрично установленной трубы, а прием внутренней трубы снабжен круглым диском, установленным перпендикулярно к оси насоса на кронштейне, длина наружной трубы выполнена так, что диск оказывается внутри этой трубы, причем клапан емкости предварительного накопления мехпримесей снабжен ограничителем хода Г-образной формы.

На фиг. 1 представлена схема скважинного насоса.

На фиг. 2 представлен увеличенный фрагмент схемы.

На фиг. 3 представлена канавка поверхности плунжера скважинного насоса.

На фиг. 4 представлено расположение канавки на поверхности плунжера скважинного насоса.

Скважинный штанговый насос содержит цилиндр 1 со всасывающим клапаном 2, установленный в цилиндре 1 с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер 3 с нагнетательным клапаном 4, на наружной поверхности плунжера 3 перпендикулярно к оси нанесены замкнутые канавки 5, фильтр 6 механических примесей в виде концентрично установленных труб 7, 8 и емкость 9 предварительного накопления упомянутых механических примесей. Поперечный разрез канавок 5 имеет форму усеченной наклонной плоскостью 10 параболы 11, ось симметрии 12 которой образует острый угол α с осью 13 плунжера 3 в направлении к выкиду 14 насоса, причем глубина канавок 5 не больше одной двадцатой наружного диаметра плунжера 3, внутренняя площадь поперечного сечения внутренней трубы 7 фильтра 6 больше, чем площадь поперечного сечения между наружным диаметром внутренней трубы 7 и внутренним диаметром наружной концентрично установленной трубы 8, а прием внутренней трубы 7 снабжен круглым диском 15, установленным перпендикулярно к оси насоса на кронштейне 16, длина наружной трубы 8 выполнена так, что диск 15 оказывается внутри этой трубы 8, причем клапан 17 емкости 9 предварительного накопления мехпримесей снабжен ограничителем хода 18 Г-образной формы.

Работа скважинного штангового насоса осуществляется следующим образом. При ходе плунжера 3 вверх всасывающий клапан 2 открывается, нагнетательный клапан 4 закрывается, полость цилиндра 1 под плунжером 3 заполняется нефтью, проходящей через фильтр 6. Причем происходит улучшение фильтрации за счет снижения восходящего потока нефти, достигаемого увеличением площади поперечного сечения внутренней трубы 7 фильтра 6 по сравнению с площадью поперечного сечения кольцевого пространства фильтра 6, образованного наружным диаметром внутренней трубы 7 и внутренним диаметром наружной концентрично установленной трубы 8. В процессе отсеивания мехпримесей происходит их отражение от круглого диска 15, установленного на кронштейне, что дополнительно защищает рабочие органы насоса и позволяет мехпримесям осаждаться в емкости 9 предварительного накопления, при заполнении которой открывается клапан 17 и происходит сброс упомянутых мехпримесей. Ограничитель хода 18 Г-образной формы предохраняет от чрезмерного открытия и позволяет вернуться клапану 17 в рабочее состояние.

Плунжер 3 движется вниз, всасывающий клапан 2 закрывается, нагнетательный клапан 4 открывается и нефть из пространства под плунжером 3 попадает в насосно-компрессорные трубы (на схеме не обозначены), соединенные с цилиндром 1.

Канавки 5, поперечный разрез которых имеет форму усеченной наклонной плоскостью 10 параболы 11, ось симметрии 12 которой образует острый угол α с осью 13 плунжера 3 в направлении к выкиду 14 насоса, а глубина канавок 5 не больше одной двадцатой наружного диаметра плунжера 3, позволяют снизить утечки в плунжерной паре цилиндра насоса турбулизацией потока, создаваемой указанной специальной формой канавок 5. Кроме того, в канавках 5 постоянно удерживается смазка, что позволяет избежать «сухого трения» в плунжерной паре и интенсивного износа.

Таким образом, осуществляется защита скважинного насоса от мехпримесей и снижение утечек в плунжерной паре турбулизацией потока перекачиваемой нефти, тем самым достигается повышение долговечности и производительности насоса.

Скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр с всасывающим клапаном, установленный в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с нагнетательным клапаном, на наружной поверхности плунжера под углом нанесены замкнутые канавки, фильтр механических примесей в виде концентрично установленных труб, отличающийся тем, что поперечный разрез канавок имеет форму усеченной наклонной плоскостью параболы, ось симметрии которой образует острый угол с осью плунжера в направлении к выкиду насоса, причем глубина канавок не больше одной двадцатой наружного диаметра плунжера, внутренняя площадь поперечного сечения концентрично установленных труб фильтра больше, чем площадь поперечного сечения между наружным диаметром внутренней трубы и внутренним диаметром наружной концентрично установленной трубы, а прием внутренней трубы снабжен круглым диском, установленным перпендикулярно к оси насоса на кронштейне, длина наружной трубы выполнена так, что диск оказывается внутри этой трубы, причем фильтр содержит емкость предварительного накопления мехпримесей, снабженную клапаном с ограничителем хода Г-образной формы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области насосостроения, в частности к конструкциям вакуумных насосов с эластичными рабочими органами для откачки газов, содержащих загрязняющие примеси.

Насос // 688695

Изобретение относится к области компрессоростроения и может быть использовано в компрессорах, содержащих устройство свободноплавающего поршня. Горизонтальный поршневой компрессор содержит корпус с цилиндром и поршень, вставленный в цилиндр с возможностью совершать возвратно-поступательные движения.

Группа изобретений относится к способам и устройствам для перекачивания текучих сред и может быть использована в промышленности, на транспорте, в быту при перекачивании жидкостей, а также иных несжимаемых и сжимаемых текучих сред, в том числе при эксплуатации скважин в нефтедобывающей промышленности.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано при создании поршневых высокоэффективных машин для сжатия и перемещения газов и жидкостей. Машина содержит цилиндр 1 и размещенный в нем с радиальным зазором 2 поршень 3 с компрессорной 5 и насосной 6 полостями.

Изобретение относится к поршневым машинам с бесконтактными лабиринтными уплотнениями и может быть использовано при создании высокоэкономичных поршневых насос-компрессоров.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к радиально-поршневым насосам, используемым для нагнетания жидкости с высоким давлением. Насос с жесткой связью шатуна с поршнем содержит корпус 1 с, по меньшей мере, одним цилиндром 2, в котором с образованием рабочей камеры 3 установлен выполненный за одно целое с шатуном 4 поршень 5 с опорным 6 и уплотнительным 7 элементами.

Изобретение относится к области компрессоростроения и предназначено для соединения поршня высшей ступени сжатия с поршневой группой низшей ступени сжатия. Шток составного дифференциального поршня поршневого компрессора представляет собой стержень, у одного конца которого выполнен присоединительный участок 1, а у другого конца выполнен участок 2 с наружной резьбой.

Изобретение может быть использовано в устройствах дозирования топлива. Поршень для устройства дозирования топлива, изготовленный из алюминиевого сплава, содержит упрочненную интенсивной пластической деформацией головку (1) с ультрамелкозернистой структурой материала.

Изобретение относится к поршневым компрессорам. Дисковый поршень двойного действия - состоит из двух полых литых деталей 1 и 2, изготовленных из магниевого сплава.

Заявляемая группа изобретений относится к области машиностроения, а именно к компрессоростроению, и может быть использована в цилиндрах различного назначения, в частности в цилиндропоршневых узлах поршневых компрессоров.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к компрессоростроению. Шток поршневой состоит из цилиндрического стержня, на боковой поверхности которого последовательно выполнены первый резьбовой участок (1), рабочий участок (3), упорный бурт (4), посадочная поверхность под поршень (5) и второй резьбовой участок (6).

Изобретение относится к области нефтяной промышленности и может быть использовано при добыче высоковязкой нефти из малодебитных горизонтальных скважин штанговыми глубинными насосами.
Наверх