Энергосберегающий штанговый глубинный насос для добычи газожидкостной продукции из скважин

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности для добычи газожидкостной продукции из скважины на нефтяных месторождениях. Скважинный штанговый насос содержит цилиндр, полый плунжер с установленным в нем всасывающим клапаном. Шток размещен в цилиндре и связывает плунжер с колонной насосных штанг. Насос содержит герметизирующий узел и нагнетательный клапан. Шток выполнен в виде установленной в цилиндре полой штанги, соединенной с переводником, с отверстием для прохода добываемой жидкости, расположенным выше герметизирующего узла, жестко закрепленного в цилиндре. В верхней части цилиндра ниже герметизирующего узла выполнено дренажное отверстие. Снижается энергоемкость и увеличивается срок службы подземного и наземного оборудования за счет снятия нагрузок от веса столба жидкости в колонне насосно-компрессорных труб. 1 ил.

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и технологиям по механизированной добыче скважинной продукции штанговыми насосами и может быть использовано на нефтяных месторождениях для снижения энергоемкости и увеличения срока службы подземного и наземного оборудования.

Известен скважинный штанговый насос, который содержит цилиндр с всасывающим клапаном, полый плунжер с нагнетательным клапаном, размещенный в цилиндре и разделяющий его полость на всасывающую и нагнетательную полости. Отверстия в плунжере служат для периодического сообщения всасывающей полости цилиндра с полостью плунжера. Часть всасывающей полости цилиндра образована внутренней поверхностью цилиндра, охватывающей нижний конец плунжера и имеющей диаметр, превышающий диаметр наружной поверхности плунжера. Отверстия для периодического сообщения всасывающей полости цилиндра с полостью плунжера выполнены в стенке нижнего конца плунжера (патент РФ №2340792, МПК F04B 47/00, опубл. 10.12.2008).

Известен штанговый дифференциальный насос, содержащий цилиндр с плунжером, состоящий из двух частей различного диаметра; всасывающий и нагнетательные клапаны и уплотнительное устройство, выполненное в виде герметичной замкнутой полости, заполненной смазывающей жидкостью, образованной боковой поверхностью плунжера и кольцевыми выступами, выполненными на внутренней поверхности цилиндра (патент РФ №2440512, МПК F04B 47/00, опубл. 20.01.2012).

Недостатком в конструкции насоса является нагруженность штанговой колонны столбом поднимаемой на поверхность жидкости.

Известен скважинный штанговый насос (патент SU 889891, МПК F04B 47/02, опубл. 15.12.1981), состоящий из корпуса с насосно-компрессорными трубами, цилиндра, полого плунжера с установленным в нем всасывающим клапаном, размещенного в цилиндре, подплунжерная полость которого постоянно сообщена с затрубным пространством, штока, связывающего плунжер с колонной насосных штанг, уплотнительного узла и гидролинии для сообщения над плунжерной полости цилиндра.

Конструкция насоса устраняет в некоторой степени насосные штанги от инерционных нагрузок, создаваемых столбом жидкости в насосно-компрессорных трубах, но не разгружает колонну штанг от веса поднимаемой жидкости.

Задача изобретения - создание штангового глубинного насоса, позволяющего значительно повысить долговечность колонны штанг и снизить энергозатраты.

Технический результат - снятие нагрузок от веса столба жидкости в колонне насосно-компрессорных труб за счет того, что при движении плунжера насоса вверх статический столб добываемой жидкости не нагружает колонну штанг благодаря наличию дренажного отверстия в верхней части цилиндра.

Задача решается, а технический результат достигается скважинным штанговым насосом, содержащим цилиндр, полый плунжер с установленным в нем всасывающим клапаном, размещенный в цилиндре, шток, связывающий плунжер с колонной насосных штанг, герметизирующий узел, нагнетательный клапан. В отличие от прототипа шток выполнен в виде установленной в цилиндре полой штанги, соединенной с переводником, с отверстием для прохода добываемой жидкости, расположенным выше герметизирующего узла, жестко закрепленного в цилиндре, при этом в верхней части цилиндра ниже герметизирующего узла выполнено дренажное отверстие.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показано:

1 - штанговый переводник

2 - полая штанга, установленная в цилиндре

3 - отверстие полой штанги

4 - цилиндр

5 - дренажное отверстие

6 - плунжер

7 - всасывающий клапан

8 - нагнетательный клапан

9 - обсадная колонна

10 - насосно-компрессорные трубы

А - герметизирующий узел.

Работа заявляемого насоса осуществляется следующим образом.

После спуска насоса в обсадную колонну 9 на штангах и посадки его в замковую опору, спущенную на насосно-компрессорных трубах 10, производится опрессовка узла «А», и при положительном результате насос включается в работу. При движении колонны штанг вниз жидкость, находящаяся в насосе, проходит через клапан 8, полую штангу 2 и выходит через отверстие 3 в кольцевое пространство между насосно-компрессорными трубами 10 и полой штангой 2, затем поднимается вверх к устью скважины. Одновременно пространство, находящееся в насосе выше плунжера 6, заполняется жидкостью через дренажное отверстие 5. При движении плунжера 6 вверх цилиндр 4 заполняется жидкостью через всасывающий клапан 7, а жидкость, находящаяся в пространстве выше плунжера 6, выходит через отверстие 5 в полость обсадной колонны 9. В результате, при движении плунжера вверх, штанговая колонна нагружается только своим весом, исключая вес столба жидкости, находящегося над плунжером. Дренажное отверстие 5 исключает запирание поршня в цилиндре.

Благодаря «эффекту разгрузки» также значительно снижается нагрузка как на двигатель привода, так и на станок-качалку, что позволит использовать двигатели меньшей мощности и увеличить срок службы наземного оборудования.

Таким образом, изобретение позволяет добиться снятия нагрузок от веса столба жидкости в колонне насосно-компрессорных труб за счет того, что при движении плунжера насоса вверх статический столб добываемой жидкости не нагружает колонну штанг.

Скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр, полый плунжер с установленным в нем всасывающим клапаном, размещенный в цилиндре, шток, связывающий плунжер с колонной насосных штанг, герметизирующий узел, нагнетательный клапан, отличающийся тем, что шток выполнен в виде установленной в цилиндре полой штанги, соединенной с переводником, с отверстием для прохода добываемой жидкости, расположенным выше герметизирующего узла, жестко закрепленного в цилиндре, при этом в верхней части цилиндра ниже герметизирующего узла выполнено дренажное отверстие.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к погружным насосным установкам. Технический результат – усовершенствование конструкции за счет повышения устойчивости к загрязнениям и износу, вызванному твердыми частицами.

Изобретение относится к технике добыче нефти, в частности к глубинным штанговым насосам, для использования в нефтедобывающей промышленности. Насос включает цилиндр с плунжером, всасывающим и нагнетательным клапанами.

Изобретение относится к перистальтическим насосам и предназначено для использования в нефтедобывающей промышленности, в частности, при отборе жидкости из скважины.

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и, в частности, к механизированной добыче нефти из скважин насосами. Технический результат - повышение эффективности добычи нефти за счет сокращения затрат электрической энергии.

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к скважинным штанговым насосам, используемым для поднятия высоковязкой нефти на поверхность. Насос содержит 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.

Изобретение относится к отрасли нефтедобывающей промышленности и предназначено для добычи нефти из скважин. Насос содержит полый плунжер с нагнетательным клапаном, цилиндр с всасывающим клапаном в нижней части и кольцевым выступом в средней части.

Изобретение относится к области механизированной добычи нефти скважинными штанговыми насосами. Насос содержит цилиндр с всасывающим клапаном.

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

Изобретение относится к технике нефтепромыслового оборудования и может быть использовано в штанговых глубинных насосах, работающих в наклонных и горизонтальных скважинах.

Изобретение относится к перистальтическим насосам с электромагнитным приводом и предназначено для использования в нефтедобывающей промышленности, в частности, при отборе жидкости из скважины и в других отраслях промышленности и сельского хозяйства.

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности и предназначено для добычи нефти из скважин. Насос содержит полый плунжер с нагнетательным клапаном, цилиндр с всасывающим клапаном в нижней части и кольцевым выступом в средней части. На кольцевом выступе размещены уплотнительные кольца, взаимодействующие с боковой стенкой плунжера. Между боковыми стенками цилиндра и плунжера расположена, навитая из полоски, цилиндрическая пружина. Она упирается нижним концом на кольцевой выступ цилиндра и обхватывает своими витками наружную боковую стенку плунжера. Наружные кромки витков пружины упираются на внутреннюю стенку цилиндра, а широкие стенки витков наклонены вверх. Витки пружины широкими стенками прилегают друг к другу, причем внутренние тонкие стенки витков выполнены цилиндрическими. Внутренний диаметр пружины выбран меньше наружного диаметра плунжера. На плунжер надето пластинчатое кольцо, выполненное в форме конической шайбы и расположенное выпуклой частью наверху. Пластинчатое кольцо упирается на верхний виток пружины. Напротив этого кольца с наружной боковой стенки цилиндра выполнены радиальные цилиндрические выборки, снабженные граверной шайбой. Со дна каждой цилиндрической выборки выполнена радиальная резьбовая выборка, в которую завернут установочный винт. Установочный винт проходит через граверную шайбу и выполнен с цилиндрической головкой и с коническим концом, взаимодействующим с верхней конической стенкой пластинчатого кольца. Упрощается конструкция и повышается КПД. 3 ил.

Изобретение относится к области эксплуатации нефтяной скважины механизированным способом, в частности к штанговым глубинным поршневым насосам для добычи нефти с большим содержанием механических примесей, песка и вязкой нефти из скважины. Насос включает спускаемый на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) цилиндр с установленным внутри полым плунжером, всасывающий и нагнетательный клапаны. Цилиндр насоса установлен между НКТ и соединен с ними переходниками - верхним и нижним. Насос дополнительно снабжен двумя поршневыми парами - верхней и нижней. Верхняя поршневая пара установлена внутри плунжера, соединенного с ее цилиндром в нижней части на резьбе так, что они находятся на разных уровнях по высоте и длине. Поршень снабжен крышкой с соединительным элементом со штангой и наружным кольцевым выступом на нижнем конце, с которым взаимодействует цилиндр при движении поршня вверх. В стенке поршня и его цилиндре выполнены окна на разных уровнях по высоте в продольном направлении с одинаковыми геометрическими размерами, совмещаемые, когда поршень находится в крайнем нижнем положении, образуя нагнетательный клапан. Нижняя поршневая пара установлена в нижней части цилиндра насоса с аналогично выполненными окнами в стенке поршня и его цилиндра, образующей всасывающий клапан при совмещении, когда поршень этой пары находится в верхнем положении. Верхний конец цилиндра поршня нижней поршневой пары выполнен ступенчатым и соединен на резьбе с нижним переходником. Поршень снизу заглушен и подпружинен. Для взаимодействия с торцом верхнего поршня с кольцевым выступом снабжен кольцевым постоянным магнитом, установленным на его верхнем конце, упирающимся на уступ цилиндра, на котором установлена шайба из диэлектрического материала для снижения на него действия магнита. Насос обладает высокой надежностью в работе и производительностью, позволяет увеличить межремонтный период скважины. 4 ил.

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности для добычи газожидкостной продукции из скважины на нефтяных месторождениях. Скважинный штанговый насос содержит цилиндр, полый плунжер с установленным в нем всасывающим клапаном. Шток размещен в цилиндре и связывает плунжер с колонной насосных штанг. Насос содержит герметизирующий узел и нагнетательный клапан. Шток выполнен в виде установленной в цилиндре полой штанги, соединенной с переводником, с отверстием для прохода добываемой жидкости, расположенным выше герметизирующего узла, жестко закрепленного в цилиндре. В верхней части цилиндра ниже герметизирующего узла выполнено дренажное отверстие. Снижается энергоемкость и увеличивается срок службы подземного и наземного оборудования за счет снятия нагрузок от веса столба жидкости в колонне насосно-компрессорных труб. 1 ил.

Наверх