Скважинный насос
Использование: для извлечения из скважины высоковязких нефтей. Сущность изобретения: колонна труб связана с корпусом, имеющим ступенчатый цилиндр с всасывающим клапаном для сообщения ступени меньшего диаметра с затрубным пространством . Ступенчатый плунжер установлен в цилиндре с образованием приемной, кольцевой и нагнетательной полостей. Полость аккумулятора в виде цилиндра гидравлически связана каналом с кольцевой полостью. Приемная и нагнетательная полости сообщены между собой каналом с нагнетательным клапаном. Колонна труб и корпус установлены с возможностью осевого перемещения . Канал с нагнетательным клапаном выполнен в плунжере. Опорная заглушка предназначена для установки цилиндра аккумулятора, снабх енного поршнем , размещенным в цилиндре и связанным с корпусом насоса. Канал для сообщения кольцевой и аккумуляторной полостей выполнен в поршне и корпусе и снабжен отводом с обратным клапаном, вход к-рого подключен к кольцевой полости. 2 з.п.ф-лы, 2 ил. сл с
1781457 А1
СОК)3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 F 04 В 47/04
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ!
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4882644/29 (22) 19.11.90 (46) 15.12.92. Бюл. N. 46 (71) Центральная лаборатория научно-исследовательских и опытных работ Объединения "Куйбышевнефть" (72) П.К.Кривошеев (56) Авторское свидетельство СССР
N. 1108240, кл. F 04 В 47/00, 1983, (54) СКВАЖИННЫЙ НАСОС (57) Использование: для извлечения из скважины высоковязких нефтей. Сущность изобретения: колонна труб связана с корпусом, имеющим ступенчатый цилиндр с всасывающим клапаном для. сообщения ступени меньшего диаметра с затрубным пространством. Ступенчатый плунжер установлен в цилиндре с образованием приемной, кольИзобретение относится к технике добычи нефти и может быть использовано, в частности, для извлечения из скважин высоковязких нефтей.
Известен скважинный бесштанговый насос, содержащий корпус, связанный с корпусом цилиндр со всасывающим клапаном, установленный в цилиндре с образованием приемной и нагнетательной полостей плунжер, и аккумулятор в виде упругого элемента, связанного с корпусом и плунжером.
Наиболее близким решением к заявляемому является скважинный насос, содержащий колонну труб, связанную с корпусом, имеющим ступенчатый цилиндр со всасываt
;. цевой и нагнетательной полостей. Полость аккумулятора в виде цилиндра гидравлически связана каналом с кольцевой полостью.
Приемная и нагнетательная полости сообщены между собой каналом с нагнетатель ным клапаном; Колонна труб и корпус. установлены с возможностью осевого пере-. мещения. Канал с нагнетательным клапаном выполнен в плунжере. Опорная заглушка предназначена для установки цилиндра аккумулятора, снабженного поршнем, размещенным в цилиндре и связанным с корпусом насоса, Канал для сообщения кольцевой и аккумуляторной полостей выполнен в поршне и корпусе и снабжен отводом"с обратным клапаном, вход к-рого подключен к кольцевой полости. 2 з,п.ф-лы, 2 ил, ющим клапаном для- сообщения ступени меньшего диаметра с затрубным пространством, ступенчатый плунжер, установлен- Л ный в ступенчатом цилиндре с 3 образованием приемной, кольцевой и на.гнетательной полостей, аккумулятор в виде цилиндра, полость которого гидравлически д связана npin помощи канала с кольцевой полостью, причем приемная и нагнетательная полости сообщены между собой при помощи канала с нагнетательным клапаном.
Недостатком известных решений является то, что зависимость давления в аккумуляторе от перемещения ступенчатого плунжера является пропорциональной, т,е.
1781457 при перемещении плунжера возрастает шневой полости с затрубным пространстдавление в аккумуляторе и превышает дав- вом и эксиэльные отверстия для сообщения ление, необходимое для подъема добывае- радиальныхотверстийцилиндрасполостью мой жидкость на поверхность, при этом переводника. совершается дополнительная работа, кото- 5 Использование перепускного устройстрая преобразуется в тепло, которое рассеи- ва способствует работе насоса в оптимальвается, что снижает КПД насоса(фиг.1). ном режиме, т.к. оно позволяет так
Целью изобретения является повыше- подбирать вес колонны, чтобы обеспечить ние коэффициента полезного действия аккумулирование необходимого количества (КПД) насоса...,, .; - ., 10 энергии и не допустить совершения "лишУказаннэя цель достйгается тем, что в ней".работы, известйом скважинном насосе, содержащем Установкой груза в данном варианте выколонну труб, связанную с корпусом, имею- полнения насоса можно сократить число щим ступенчатый цилиндр со всасывающим труб в подвижной колонне, обеспечив, тем клапаном для сообщения ступени меньшего 15 самым, компактность насоса. диаметра с эатрубным пространством, сту- Яа фиг,1 схематично изображен сквапенчатый плунжер, установленный в сту- жинный насос, общий вид; на фиг,2 — варипенчатом цилиндре с образованием ант выполнения насоса для эксплуатации в приемной, кольцевой и нагнетательной по- глубоких скважинах. лостей, аккумулятор в виде цилиндра, по- 20. Скважинный насос содержит колонну лость которого гидравлически связана. при труб, корпус 1, размещенный в нем ступен. помощи канала с кольцевой полостью; при- чатый цилиндр.2.со всасывающим клапаном: чем приемная-и нагнетательная полости со- Здля сообщения ступени меньшегодиаметобщены между собой при помощи канала с ра с затрубным пространством, установленнагнетательным клапаном, колонна труб и 25 ный в "ступенчатом цилиндре 2 с корпусустановленысвозможностьюосево- образованием приемной 4, кольцевой 5 и
ro перемещения, канал с нагнетательным нагнетательной 6 полостей ступенчатый клапаном выполнен в ступенчатом плунже- плунжер со сквозным центральным кэнаре, насос снабжен опорной заглушкой для . лом, причем приемная 4 и нагнетательная 6 установки цилиндра аккумулятора, послед- 30 полости сообщены между собой через наний снабжен йоршнем, размещенным в его гнетэтельйый клапан 8, размещенный в цилиндре и связанным с корпусом насоса, э плун>кере.7. На ступенчатом цилиндре 2 закэналдля сообщения кольцевойиаккумуля- креплены крышка 9, соединенная с фильтторной полостей выполнен в поршне и кор- ром 10 и переводником 11. Аккумулятор пусе и снабжен отводом с обратным 35 выполнен в виде цилиндра 12, соединеннокуапаном, вход которого подключен к коль- го с крышкой 13 и установленного на опорную заглушку 14 с образованием
Такое конструктивное выполнение ак- аккумуляторной полости 15, размещенного кумулятора позволит изменить вид рабочей в цилиндре 12 поршня 16, проходящего чехарактеристики насоса, так как аккумулиро- 40 рез крышку 13 и закрепленного в переводвание энергии осуществляется эа счет подь- нике 11. 8 поршне 16 выполнен канал 17, ема груза при определенном постоянном сообщающий через линию 18 с отводом 19, давлении подаваемой в насос жидкости, не отверстия 20, 21 в стенке цилиндра 2 и обзависящимот величины перемещения плун- ратный клапан 22 кольцевую полость 5 с жера, при этом вся работа, идущая на заряд- 45 аккумуляторной полостью 15. Ступенчатый ку аккумулятора, будет направлена на цилиндр 2 в верхней части через переводподъем жидкости из скважины. ник 23 соединен с колонной труб 24, снабПоставленная цель достигается тем, что женной грузом 25. колонна труб снабжена грузом.. В варианте выполнения насоса для неС целью улучшения режима работы в 50 глубокихскважин на колонне труб 24 в верглубоких сква:кинах, насос снабжен полым хней части установлен тройник 26 о переводником, закрепленным на колонне заглушкой 27 и центратор 28, размещенный труб,и перепускным устройством, включаю- на колонном фланце 29. щим соединенные с колонной труб поршень В варианте выполнения насоса для глусо штоком с глухим осевым каналом и ради- 55 боких скважин колонна труб 24 соединена с альными пазами в поршне, размещенные с перепускным устройством, включающим образованием поршневой полости в цилин- поршень. 30 со штоком с глухим осевым кадре с радиальными отверстиями, эакреп- налом с радиальными пазами 31 в поршне, ленном в переводнике, имеющим и размещенным в цилиндре 32 с радиальнырадиальное отверстие для сообщения пор- ми отверстиями 33, который соединен с по1781457 я 16 давление в кольцевой 5 полости подживается постоянным при полном ходе пенчатого плунжера вверх, Добываемая ажинная -жидкость подается на устье ажины через колонну труб 24 и тройник (фиг,1) и колонну труб 24, аксиальные алы 33 и 37(фиг.2). Одновременно в приную 4 полость. через всасывающий клан 3 поступает очередная порция
ываемой жидкости. Затем цикл повторяя, По сравнению с прототипом предлагаее решение позволит повысить l ÏÄ насоФормула изобретения
1. Скважинный насос, содержащий канну труб, связанную с корпусом, имеюм ступенчатый цилиндр со всасывающим паном для сообщения ступени меньшего аметра с затрубным пространством, стунчатый плунжер, установленный в стунчатом цилиндре с образованием иемной, кольцевой и нагнетательной постей, аккумулятор в виде цилиндра; пасть которого гидравлически связана при мощи канала с кольцевой полостью, прим приемная и нагнетательная полости сощены между собой при помощи канала с гнетательным клапаном, о т л и ч а ю щ и й-тем, что, с целью повышения КПД, конна труб и корпус установлены с воэможстью осевого перемещения, канал с гнетательным "клапаной выполнен в стунчатом плунжере, насос снабжен опорй заглушкой для установки цилиндра кумулятора, последний снабжен поршм, размещенным в его цилиндре и связанм с корпусом насоса, а канал для общения кольцевой и аккумуляторной постей выполнен в поршне и корпусе и снабн отводом с обратным клапаном, вход торого подключен к кольцевой полости.
2. Насос по п.1, отличающийся м, что колонна труб снабжена грузом.
3. Насос по пп.1 и 2, отличающийся м, что, с целью улучшения режима работы лубоких скважинах, насос снабжен полым реводником, "закрепленным на колонне уб, и перепускным устройством, включаюм соединенные с колонной труб поршень штоком с глухим осевым каналом и радиьными лазами в поршне, размещенные с раэованием поршневой полости в цилине с радиальными отверстиями, закрепенном в переводнике, имеющем диальное отверстие для сообщения порневой полости с затрубным пространстм и аксиальные отверстия для сообщения диальных отверстий цилиндра с полостью реводника. лым переводником 34, имеющим радиаль- шн ное отверстие 35, сообщающую поршневую дер полость 36 с эатрубным пространством и сту аксиальные каналы 37, сообщающие по- скв лость насосно-компрессорных труб (НКТ) 5 скв (не показаны) с внутренней полостью пере- 26 пускного поршня 30. Полый переводник 34 кан соединен с переводником 38, к которому ем подсоединяются НКТ, и с кожухом 39, снаб- па женным крышкой 40, в котором размещены 10 доб цилиндр 32 с перепускным поршнем 30. етс
Скважинный насос работает следующим образом. мо
Предварительно заполняют жидкостью . са. приемную 4, кольцевую 5 полости и линию 15
18 и спускают насос в скважину до забоя илй якоря. ло
При нагнетании жидкости в насос через щи колонну насосно-компрессор ных труб трой- кла ник 26 (фиг,1) и переводник 38, аксиальные 20 ди каналы 37, 33 и пазы 31 (фиг.2) давление в пе нагнетательной 6 полости растет и при его пе дальнейшем повышении ступенчатый плун- пр
>кер 7, перемещаясь вниз, создает давление ло в приемной 4 полости большее, чем в нагне- 25 ло тательной 6 полости, при этом нагнетатель- по ный клапан 8 открывается и жидкость из че приемной 4 полости перемещается в нагне- об тательную 6 ч полость, а жидкость из коль- на цевой 5 полости через отверстия 20, линию 30 с я
18 и канал 17 под поршень 16 Так как-опор- ло ная заглушка 14 опирается на забой или но якорь. то шток поршня 16 под действием на давления жидкости передает усилие пере- : пе
:. воднику 11 и поднимает вверх насос с тру- 35 но бами 24 и грузом 25. В варианте ак выполнения насоса (фиг,2) при перемеще- не нии вверх насоса перемещается вверх пор- ны шень 30 и за счет сообщения со надпоршневого пространства 36 с затруб- 40 ло ным пространством предотвращается диф- же ферент насоса. Когда ступенчатый плунжео ко
7 приблизится к крайнему нижнему положению,нагнетательная 6 камера через от- те верстие 21 и обратный клапан 22 получит 45 сообщение с кольцевой 5 камерой и аккуму- те ляторной полостью 15, что исключает отказ в г в работе насоса в результате возможных пе утечек жидкости иэ цилиндра 12 и обеспе- тр чивает безударную работу плунжера. Окон- 50 щи чание перемещения ступенчатого плун>кера со
7 характеризуется скачком давления. ал
До окончания цикла нагнетания давле- об ние в колонне насосно-компрессорных труб др сбрасывается, давление в нагнетательной 6 55 л полости также упадет и за счет давления в ра аккумуляторной полости 15, создаваемого ш весом колонны труб 24 и груза 25, ступенча- во тый плун>кер 7 перемещается вверх. При ра атом за счет действия груза 25 на шток пор- пе
1781457!
4о
1$
1Ф
Югж Г
Редактор А.Бер
Заказ 4264 * Тираж Подписное
ВНИИЛИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Составитель П,Кривошеев
Техред М.Моргентал Корректор П,Гереши
Я
Я
82
УО
