Скважинный штанговый насос

 

СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС, содержащий цилиндр, установленный IB нем полый плунжер и расположенные соответственно в цилиндре и плунжере всасывающий и нагнетательный клапаны , каждьй из которых вьтолнен в виде корпуса с расположенными в нем седлом и шаровым запорным элементом, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности эксплуатации скважин на месторождениях, пласты которых подвержень термическому воздействию, по меньшей мере один из клапанов снабжен устройством для принудительного открытия, выполненным в виде связанной.с седлом втулки , внутри которой с возможностью изгибания по дуге к центру седла установлены биметаллические пластины.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ .. РЕСПЯЬЛИН

as> SU aa

g цр F 04 В 47/00, Р 04 В 21/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ -.

К АВТОРСКОЬЮ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДМ СТВЕННЫЙ HOMHTET CCCP

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЬЩЙ (21) 3627074/25-06 (22) 29.07.83 (46) 30. 16.84. Бюл. У 40 . (72) Б.П.Атаджанян, А.Н.Анисимов и M.Â.Àãàåâ (71) Всесоюзный нефтяной научно-исследовательский институт по технике безопасности (53) 621.651(088.8) (56) 1. Силаш А.П. Добыча и транспорт нефти и газа, ч. 1. N. "Недра", 1980, с. 251-252, рис. 4. 1-1. (54) (57) СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС, содержащий цилиндр, установленный в нем полый плунжер и расположенные соответственно в цилиндре и плунжере всасывающий и нагнетательный клапаны, каждый из которых выполнен в виде корпуса с расположенными в нем седлом и шаровым запорным элементом, отличающийся тем, что, с целью повышения безопасности экс- ° плуатации скважин на месторождениях, пласты которых подвержены термическому воздействию, по меньшей мере один из клапанов снабжен устройством для принудительного открытия, выполненным в виде связанной.с седлом втулки, внутри которой с возможностью изгибания по дуге к центру седла установлены биметаллические пластины.

1 11214

Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к скважин" ным штанговым насосам для эксплуатации скважин на месторождениях, пласты которых подвержены термическому воздействию, и может быть использовано в нефтяной и газовой промыпшенности.

Известен скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр, установлен- 10 ный в нем полый плунжер и расположенные соответственно в цилиндре и плунжере всасывающий и нагнетательный клапаны, каждый из которых выполнен в виде корпуса с расположенными в 15 нем седлом и шаровым запорным элементом )1) .

Однако при повышении температуры откачиваемой из скважины пластовой жидкости, имеющем место на месторож- 2п дениях,пласты которых подвержены термическому воздействию, насос продолжает работать, способствуя тем самым повышению вероятности травмирования обслуживающего персонала при 25 взрыве скважины, разгерметизации устьевой арматуры и других авариях,,что, в свою очередь, снижает безопас ность эксплуатации скважины.

Цель изобретения — повышение безо- ЗО пасности эксплуатации скважин на месторождениях, пласты которых подвержены термическому воздействию.

Указанная цель достигается тем, что в скважинном штанговом насосе, 35 содержащем цилиндр, установленный в нем полый плунжер и расположенные соответственно в цилиндре и плунжере всасывающий и нагнетательный клапаны, каждый иэ которых выполнен в виде кор-40

/ пуса с расположенными в нем седлом и шаровым запорным элементом, по меньшей мере один из клапанов снабжен устройством для принудительного открытия, выполненным в виде связанной с 45 седлом втулки, внутри которой с возможностью изгибания по дуге к центру седла установлены биметаллические пластины.

На фиг. 1 представлен скважинный 50 штанговый насос, общий вид,на фиг.2узел I на фиг.. 1; на фиг. 3 — положение устройства для принудительного открытия клапана при увеличении температуры откачиваемой из скважи- 55 ны жидкости выше допустимой; на фиг. 4 — положение устройства для принудительного открытия клапана, ког94 2 да температура откачиваемой из скважины жидкости находится в заданных пределах.

Скважинный штанговый насос содержит цилиндр 1, установленный в нем полый плунжер 2 и расположенные соответственно в цилиндре 1 и плунжере

2 всасывающий 3 и нагнетательный клапаны 4, каждый из которых выполнен в виде корпуса 5 с расположенными в нем седлом 6 и шаровым запорным элементом 7. По меньшей мере один из клапанов (фиг. 2) снабжен устройством для принудительного открытия

8, выполненным в виде связанной с седлом 6 втулки 9, внутри которой с возможностью изгибания по дуге к центру седла 6 установлены биметаллические пластины 10, концы 11 которых оборудованы держателями. Плунжер

2 неподвижно соединен со штоком 12, посредством которого осуществлена связь плунжера с колонной насосных штанг (не показаны).

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В рабочем положении скважинный штанговый насос устанавливается в скважине на конце колонны насоснокомпрессорных труб (не показаны), причем шток 12 насоса посредством колонны штанг соединяется с приводом, установленным на устье скважины, обычно станком-Ка а>«Н (не показаны), который сообщает возвратнопоступательное движение плунжеру 2 внутри цилиндра 1.

При движении плунжера 2 вверх шаровой нагнетательный клапан 4 закрывается (т;е. его шаровой запорный элемент 7 опускается на его седло 6).

При этом часть объема цилиндра 1, занятого плунжером 2, освобождается, за счет чего давление в цилиндре 1 понижается и жидкость из скважины, подняв шаровой запорный элемент 7 над седом 6 всасывающего клапана 2, поступает в цилиндр насоса. При движении плунжера 2 вниз, давление в цилиндре 1 повышается, и шаровой запорный элемент 7, опускаясь на седло 6, закрывает всасывающий клапан

2, причем под действием этого же давления шаровой запорный элемент 7 поднимается над седлом 6, открывая нагнетательный клапан 4. Жидкость иэ цилиндра 1 через нагнета-ельный клапан 4 перетекает в надплунжерную з 112149 полость (не обозначена), а затем по колонне насосно-компрессорных труб на устье скважины. В дальнейшем цикл повторяется при условии, если температура поступающей из скважины жидкости не превышает заданного значения. В случае, когда температура скважинной жидкости повышается,, биметаллические пластины 10, установленные внутри втулки 9, которая зак- 1б реплена между седлом 6 и корпусом 5 одного из клапанов, нагреваясь, выгибаются по дуге (фиг. 3) к центру седла 6. Шаровой запорный элемент 7

nî,èåHüøåé мере одного из клапанов (3 или 4), опускаясь на свое седло 6, встречает на своем пути концы 11 би:металлических пластин 10 и не закрывает проходное сечение седла 6, т.е. клапан не закрывается. При незакрытом1О клапане подача жидкости насосом

4 работа насоса) прекраща4 (т. е. ется.

Таким образом, при превьш ении заданной температуры жидкости клапан насоса отключается и прекращается подача скважинног0 штангового насоса.

При восстановлении температуры жидкости до заданного значения биметаллические пластины возвращаются в исходное положение и работа (подача) насоса восстанавливается.

Использование изобретения позво-

/ ляет повысить безопасность работы добывающих скважин на месторождениях, охваченных термическим воздействием на пласт, путем исключения возможности травмирования обслуживающего персонала в результате внутрискважинных взрывов, нарушения герметичности устьевого оборудования и ожогов нагретым оборудованием.

1121494

Редактор Л.Авраменко

Заказ 7953/29

Тираж 623 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

11

У

Составитель Э.Гинзбург

Техред N.Гергель Корректор11 Леонтюк