Составной плунжер для плунжерного лифта

 

СОСТАВНОЙ ПЛУНЖЕР ДЛЯ ПЛУН ЖЕРНОГО ЛИФТА по авт.св. № 972055, отличающийся тем, что. с целью повьшения проиэводительн сти плунжерного лифта путем умеН -тения кольцевого зазора между плунжером и лифтовыми трубами за счет радиального смещения составных частей плунжера , последний снабжен по меньшей мере одним дополнительным промежуточным элементом, установленным между составными частями плунжера и стыкуемым с верхней и нижней частями по плоскостям, повернутым одна относительно другой на угол 90°, образованный проекциями больших полуосей эллиптических поверхностей стыкования на горизонтальную плоскость.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

Ф Л ОЮ

PECflVSЛИН ае ЯО ап

ygy F 04 В 47/l2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР г

fl0 ДЕЛАМ И306РЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ / ю.... опислник изоьгяткни (" н аат0 сиомм саиддтельствм (6 I ) 972055 (23) 3498572/25-06 (22) Ol.t0,82 (46) 30.04.84. Бюл. У 36 (72) Б.М.Рылов, Б.И.!5ербий, С,Г.Иаряк, С.Н.Федоришин и Ф.И.Козак (71) Центральная научно-исследовательская лаборатория Производственного обьединения "Укрнефть" (53) 622.276.52(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 972055, кл, Е 21 В 43/00, 1981. (54)(57) СОСТАВНОЙ ПЛУНЖЕР ДЛЯ ЛЛУНЖЕРНОГО ЛИФТА по авт.св. Р 972055, отличающийся тем,. что, с целью повышения проиэводительнгсти плуижерного лифта путем умен щения

I кольцевого зазора между плунжером и лифтовыми трубами эа счет радиального смещения составных частей плунжера, последний снабжен по меньшей мере одним дополнительным промежуточным элементом, установленным между составными частями плунжера и стыкуемым с верхней и нижней частями по плоскостям, повернутым одна относи- тельно другой на угол 90, образовано ный проекциями больших полуосей эллиптических поверхностей стыкования на горизонтальную плоскость.

1089296

Изобретение относится к технике для добмчи нефти и может быть использовано в нефтяной промышленности при добыче нефти иэ забоев газовых сква» жин и других горных выработок с помощью плунжерно-лифтных установок. .По основному авт.св. Р 972055, известен составной лунжер для плунжериого лифта, включающий корпус и связанные с ним верхний н нижнйй

10 клапаны, причем корпус выполнен разь. емным по плоскости, расположенной под углом к его продольной оси с воэможностью ограниченного перемещения его составных частей в радиаль-15 иом направлении )I), Недостатком известного устройства является то, что в направлении меньших осей элементных проекций составных частей плунжера кольцевой зазор остается большим, порядка 2-3 мм, обуславливая наличие значительных утечек. Это, в свою очередь, не позволяет повысить производительность плунжерного лифта в необходимых пре- 25 делах.

Цель изобретения — повышение производИтельиости плунжерного лифта путем уменьшения кольцевого зазора между плунжером и лифтовыми трубами за счет радиального смещения составных частей плунжера. указанная цель достигается тем, что составной плунжер для плуижерного лифта снабжен по меньшей мере 35 одним дополнительным промежуточным элементом, установленным между составными частями плунжера и стыкуемым с верхней и нижней частями по плоскостям, повернутым одна относио тельно другой иа угол 90, образованный проекциями больших полуосей уалинтических поверхностей стыкования на горизонтальную плоскость.

Ь

На фиг.l схематично представлен

45 составной плунжер при его движении вверх, разрез; на фиг.2 — то же, при его движении вниз; на фиг.3— проекция кольцевого зазора составного плунжера; .на фиг.4 — проекция кольцевого зазора плунжера составного, прототип.

Составной плунжер для плунжерного лифта включает корпус 1 и связанные с ним верхний и нижний (2 и 3) клапаны, и выполнен разъемным, имея по крайней мере две части: верхнюю

4 и нижнюю 5, состыкованные фиксато-1 ром 6 по плоскости 7, расположенной под углом у его продольной оси с возможностью ограниченного перемещения его составных частей 4 и 5 в радиальном направлении. Верхний

2 и нижний 3 клапаны связаны с корпусом I соответственно ограничителями 8 и 9 их хода. Плунжер снабжен по меньшей иере одним дополнительным промежуточным элементом 10 установленным между составными частями плунжера и стыкуемым с верхней 4 и нижней 5 частями соответственно по плоскостям 7 и 11, повернутым одна относительно другой на угол 90, обрао эованиый проекциями больших полуосей эллиптических поверхностей стыкования на горизонтальную плоскость, причем плоскости 7 и II расположены таким образом, что высшая точка A дополнительного промежуточного элемента

lG находится выше низшей точки плоскости 7. В этом случае достигается максимальное перекрытие живого сечения плунжерного лифта (фиг.3).

Плунжер устанавливается в лифтовых. трубах 12. клапаны 2 и 3 имеют возможность перемещаться вверх и вниз, выходя и входя в контакт с корпусом плунжера направляющими 13, Выход клапанов из плунжера ограничивается ограничителями 8 н 9. устройство работает следующим образом, В исходном положении плунжер ., посредством нижнего клапана 3 опирается на нижний амортизатор (не показан) лифтовых труб 12. При этом плунжер снизу закрыт клапаном 3, а сверху — клапаном 2, Вследствие по дачи рабочего агента (газа ) в лифтовые трубы 12 через их башмак (не показан) плунжер движется вверх (Фиг.!), при этом нижний клапан 3 удерживается в закрытом положении под напором рабочего агента, а верхний 5 — под напором поднимаемого столба жидкости. При ходе ллунжера вверх его составные части 4,5 и 10 под действием напора рабочего агента и откачиваемлй жидкости благодаря наличию стыковых поверхностей, расположенных под углом к продольной оси плунжера, смещаются одна относительно другой в радиальном направлении, уменьшая тем самым зазор между плунжером и лифтовьии трубами 12.

1089296

Так как плоскости стыкования по- вернуты одна относительно другой на величину центрального угла 90 о то контактирование составных частей с лифтовыми трубами будет иметь 5 место в различных направлениях (Фиг.3). Например, если части 4 и

5 будут смещаться в направлении радиуса г под действием сил реакции .в плоскости 7, то под действием 10 сил реакции в плоскости 11 части

5 и 10 будут смещаться в направлениях по радиусам от т до г .Это обесФ печивает дополнительное уменьшение зазора по сравнению с известным !5 плуижером. Если в известном плунжере величина зазора определяется разностью площадей круга и эллипса (нлиовала), образованного смещением составных частей плунжера (фиг,4),то 20 в предлагаемом плунжере зазор дополнительно уменьшается наложением еще одной площади эллипса в направлениях от 1 до r . Лри этом суммарная проек-. ция поперечного сечения, проходящего 25 через части 4,5 и 10 будет иметь внд

4-х лепестковой фигуры (фиг.3) ° Таким образом, площадь кольцевого зазора будет уменьшена по сравнению с нзвес1ным плунжером. Угол поворота Р плоскостей 7 и ll обеспечивает номинальный зазор, который представлен четырьмя серповидными тупиковыми зонами (затушованные участки на фиг.3).

Наименьшая величина этого зазора о 35 будет при угле P = 90, который является оптималы .ым, При изменении угла поворота Р до значений меньше 90 или больше 90 т.е. в диапазоне 45-135 зазор в туо пиковых зонах уменьшается при одновременном по. влении зазора в направлении угла P = 90 . Однако в этом а диапазоне угла поворота величины убывающего зазора в тупиковых зонах и появляющегося sasopa практически компенсируется, что не снижает производительности установки. Если угол 45 t P 135), то в этом случае появО о ляющийся зазор становится существенно больше убывающего зазора в тупиковых зонах, что снижает производительность установки и является нецелесообразным.

При достижении плунжером верхнего амортизатора (в устьевой арматуре, которая на чертеже не показана) нижний клапан 3 под действием силы его инерции, возникающей после соударения с амортизатором и направленной вниз, выдвигается вниз и удерживается ограничителем 9 его хода (фиг.2).

При этом сохраняется необходимое проходное сечение в корпусе 1 плунжера, обеспечиваемое разницей площадей поперечного сечения направляющих 13. Вслед за клапаном 3 вниз движутся составные части 5 и 10, благодаря чему они отойдут от стенок лифтовых труб 12, обеспечивая раскрытие плунжера и его падение к нижнему амортизатору.

После открытия нижнего клапана

3 корпус 1 плунжера под действием веса опускается вниз, что обеспечивает открытие верхнего клапана 2 под действием напора газа. При этом также обеспечивается требуемая величина проходного канала плунх,ера, в результате чего плунжер движется вниз прн продолжающемся расходе через него рабочего агента (rasa).

Использование предлагаемого изобретения позволит в несколько раз уменьшить кольцевой зазор между плунжером и лифтовыми трубами и повысить тем самым производительность плунжерного лифта путем снижения утечек откачиваемой жидкости.

1089296

12 В

Составитель Э.Гинзбург

Редактор Ю.Середа Техред Т.Маточка Корректор Ю.Макаренко

Заказ 2898/31 Тираж 624 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Рауиская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4