Скважинный гидроштанговый насос

 

О П И С А Н И Е (п)855251

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Соватскик

Соцналнстнчесиих

Ресттублми

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Sl ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 27.06.79 {2! } 2787222/25-06 (51)Я. Кд.

Р 04 В 47/04 с присоединением заявк» М(23)Приоритет

9кудеретвенай ке»итет

СССР йв аелетт изебретенвв

» епрыт»й

Опубликовано 15.08.81, Бюллетень М 30

Дата о»убл»кювани» о»»сани» 15.08.81 (53) УДК 621.651 (088.8) (72) Автор изобретения

K. В. федотов

1 !

1 (7t) Заявитель (54) СКВАЖИННЫЙ П4ДРОШТАНГОВЫЙ НАСОС

Изобретение относится к насосам объ емкого вытеснения, в частности к скважинным гицроштанговым насосам, и может быть использовано цля подъема жидких срец в том числе агрессивных жиц1

5 костей, иэ скважин.

Известен скважинный гицроштанговый насос, содержащий пилинцр, разделен ный герметичной перегороцкой на рабочую и пйевмогицравлическую камеры, с установленным в последней поршнем со штоком, прохоцящим через герметичную перегородку в рабочую камеру, а также всасывающий и нагнетательный клапаны, расположенные в рабочей камере и приводя!

5 щейся в действие гицравлической энергией рабочей жицкосги, подвод»мой и отводимой через гицроштангу (1).

Недостаток такого скважинного гидро1и т 9 н Г DB о Г 0 н ч с ос 8 с ос т онт в том, чт о возвратно-поступательно движущиеся пор шень и шток не защищены от воздействия вредного влияния поднимаемой иэ скважины жидкости, содержащей абразив и arрессивные среды, а наличие утечек рабочей жидкости через прецизионную пару поршень-цилиндр и сальниковые уплотнения штока, восполнение которых не предусмотрено, осложняет работу и снижает добычиые воэможности насоса.

Бель изобретения — повышение надежности работы скважинного гидроштаягового насоса путем исключения контактирования поршня и штока с откачиваемой иэ скважины жидкостью и смещения последней с рабочей жицкостью гицроштанги, а также устранение вредного влияния уте чек рабочей жицкости иа работу насоса.

Бель достигается тем, что гидроштанга гидравлическн связана со штоком, который выполнен полым и посредством канала в его стенке гидравлически сообщен с поцпоршневой полостью пневмогидравлической камеры, а рабочая камера снабжена соециненным с герметичной перегороцкой перфорированным сердечником с гладким дном и охватывающей серцечник эластичной диафрагмой, причем в по3 8552 лости сердечника на нижнем конце полого штока установлен компенсатор утечек.

При этом компенсатор утечек выполнен в виде цилиндрического стакана с установленным в его нижней открытой части подпружиненным полым поршнем и связанным с последним полым толкателем, . взаимодействующим с дном перфорированного сердечника в нижнем положении поло-,lo го штока, причем в отверстии поршня и дне стакана установлены обратные клапаны.

На фиг. 1 схематично представлен скважинный гидроштанговый насос в положении, соответствующем ходу нагнетания, на 15 фиг. 2 узел Т на фиг.

Скважинный гйцроштанговый Bscoc содержит корпус l в вице цилиндра, разде ленный герметичной перегородкой 2 на цве камерьг. верхнюю - пневмогидравлическую 3 и нижнюю рабочую 4. В веркней пневмогидравлической камере 3 расположен поршень 5, закрепленный на полом штоке 6, прокодящем через герметичную перегородку 2 в рабочую камеру 4 и в стенке которого, под поршнем 5, выполнен канал 7, посредством которого шток

6 гицравлически сообщен с подпоршневой полостью 8 пневмогидравлической ка30 меры 3. Попый шток 6 своим верхним е концом гидравлически связан с гидроштангой 9. Рабочая камера 4 снабжена соединенным с герметичной перегородкой 2 перфорированным сердечником 10 с глу35 хим дном 11 и охватывающей сердечник эластичной диафрагмой 12. На нижнем конце полого штока 6 в полости сердечника 10 установлен компенсатор 13 утечек, а в рабочей камере 4 расположены вса»

4О сывающий 14 и нагнетательный 15 клапаны. Конденсатор 13 утечек выполнен в виде цилиндра 16 с установленным в его нижцей открытой чести поцпружиненном

45 полым поршнем 17 и связанным.с последним полым толкателем 18, взаимодействующим с глухим дном 11 нерфорированно сердечника 10 в нижнем положении полого штока 6, причем в отверстии поршня 17 и дне стакана 19 установлены,со-, 5О ответственно, обратные клапаны 20 и 21.

В верхней части пневмогидравлической,камеры 3 установлена перфорированная перегородка 22, служащая направляющей для

noaoro штока 6 и сообщающая нацпоршне55 вое пространство пневмогидравлической камеры 3 с кольцевой полостью 23, заполненной газообразной средой под давле51 4 кием. Сам насос установлен на пакере

24 в скважине 25.

Предлагаемый cKBBKHHHbN гидроштанговый насос работает следующим обрезом.

Полный цикл работы скважинного гидроштангового насоса включает в себя код всасывания, когда поршень 5 насоса пе ремещается вверх, и ход нагнетания, когда поршень 5 насоса перемещается вниз.

В исходном положении поршень 5 под действием дав пения газообразной среды, находящейся в кольцевой полости 23, будет находиться в крайнем нижнем положении, причем нижний конец полого штока 6, находясь также в низком положении, вытесняет через перфорированный сердечник 10, накодящуюся в полости. по следнего, жидкость в полость эластичной диафрагмы 12, растягивая ее, при этом всасывающий клапан 14 рабочей камеры

4 закрыт, а нагнетательный клапан 15открыт.

При подводе рабочего давления от поверхностного силового насоса через механизм дистанционного гидравлического управления (не иоказаны) и гицроштангу

9 к полому штоку 6, рабочая жидкость, поступая через канал 7 в стенке штока в поцпоршневую полость 8 пневмогидравлической камеры 3, перемещает поршень 5 вверх, а газообразная среда в кольцевой полости 23 сжимается. Ниж ний конец полого штока 6 также перемещается вверк, а рабочая жидкость, находящаяся между эластичной диафрагмой 12 и перфорированным сердечником 10, под действием упругик сил диафрагмы, поступает в полостЬ перфорированного сердечника 10. При этом нагнетательный клапан

15 под действием гидростатического цавления столе добываемой жидкости закры вается, а добываемая жидкость через открывающийся всасывающийся клапан 14 поступает s рабочую камеру 4..

При достижении поршнем 5 верхнего положения механизм дистанционного . гидравлического управления (не показан) отключает гидроштангу 9 от поверхностного силового насоса (не показан). Поршень 5 под действием газообразной среды, сжатой в кольцевой полости 23, перемещается вниз, а рабочая жидкость, находящаяся в подпоршневой полости

8 пневмогидравлической камеры 3, через канал 7 в полом штоке 6 поступает в гидроштангу 9 и далее - на слив. Нижний конец полого штока 6 вытесняет рабочую жидкость, находящуюся в полости перфо1. Скважинный гидроштанговый насос, содержащий цилиндр, разделенный герметичной перегородкой на рабочую и пневмогидравлическую камеру, с установленным в последней поршнем со штоком, проходящим через герметичную перегородку в рабочую камеру, а также всасывающий и нагнетательный клапаны, расположен ные в рабочей камере, о т л и ч а юm и и с я тем, что, с целью повышения

его надежности путем исключения контактирования поршня и штока с откачиваемой из скважины жидкостью и смещения последней с жидкостью гидроштанги, последняя гидравлически связана со штоком, который выполнен полым и посредством канала в его стенке гидравлически сооб1 шек с подпоршневой полостью пневмогидравлической камеры, а рабочая камера снабжена соединенным с герметичной перегородкой перфорированным сердечни. ком с глухим днцм It охватываюшей сердечник эластичной диафрагмой, причем в полости сердечника иа нижнем конце поло» го штока установлен компенсатор утечек.

2. Насос по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что компенсатор утечек выполнен в виде цилиндрического стака» на с установленным в его нижней открытой части подпружиненным полым поршнем и связанным с последним полым толкателем, взаимодействующим с дном перфорированного сердечника в нижнем положении полого штока, причем в отверстии поршня и дне стакана установлены обратные клапаны.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Казак А. С., Росии И. И. и др. Погружные бесштанговые насосы для добычи нефти. М.; Недра, 1973, с. 179184, р. 52.

5 85525 рированного сердечника 10, в пространство между перфорированным сердечником

10 и эластичной диафрагмой 12, растягивая последнщр. добываемая жидкость поступает из рабочей камеры 4 через нагнетательный клапан 15 по кольцевому ,пространству скважины 25 над пакером

24 в колонну насосных труб (не показана) и далее на поверхность.

В процессе работы насоса, при ходе,gp нагнетания, возможны утечки рабочей жидкости из пневмогидравлической камеры 3» в перфорированный сердечник 10 за счет зазоров, имеющихся в уплотняюшем полый шток 6 элементах (не показаны}. Рабо- >s чая жидкость при ходе всасывания, попадая в перфорированный сердечник 10, накапливается в нем, что приводит к предварительному растягиванию эластичной диафрагмы 12. Чтобы избежать этого, на о нижнем конце полого штока 6 установлен компенсатор 13. Рабочая жидкость, попавшая в перфорированный сердечник

10 при ходе всасывания, удаляется из не« го при ходе нагнетания. При движении по-д лого штока 6 с закрепленным на его нижнем конце компенсатором 13 утечек вниз, поршень, 17 и свюанный с ним полый толкател ь 1 8 на ходятся внизу цилиндра 1 6, верхняя полость которого заполнена рабо- gp чей жидкостью и перекрыта обратными клапанами 20 и 21. В конце хода нагнетания полый толкатель 18 упираемся в глухое дно 11 перфорированного сердечника 10 и посредством поршня 17 через от- крывшийся обратный клапан 21 компенсатора 13 утечек вытесняет находящиеся в цилиндре 16 утечки рабочей жидкости из подпоршневой полости пневмогидравлической камеры 3 в полый шток 6 и да-ей лее .в гидроштангу, при этом компенсатор

13 утечек частично выполняет функция тормоза поршня 5 насоса. При атом обратный клапан 20 закрыт.

При ходе всасывания подпружиненный полый поршень 17 и связанный с ним полый толкатель 18 под действием пружины опускаются и утечки рабочей жидкости из перфорированного сердечника 10 через открытый обратный клапан 20 поступают в So цилиндр 16. Обратный клапан 21 при этом закрыт.

Гакйм образом, при каждом полном ра бочем цикле глубинного насоса компенсатор утечек вытесняет утечки рабочей жид- кости из перфорированного сердечника 1 О.

Наличие в скважинном гидроштанговом на1 6 сосе полого штока с каналом в его стен« ке, перфорированного сердечника, эластичной диафрагмы и компенсатора утечек, обеспечивают ему по сравнению с известным скважинными насосами аналогичного назначения следующие преимущества: повышение надежности работы, устранение контакта рабочих органов насоса с добываемой жидкостью, устранение вредного влияния утечек рабочей жидкости на работу насоса.

Формула изобретения