Скважинный штанговый насос

 

Использование: при эксплуатации скважин в нефтегазодобывающих отраслях промышленности . Сущность изобретения: механизм управления всасывающим клапаном расположен под фильтром насоса упругими элементами вниз, поворотная втулка и толкатель относительно полого корпуса загерметизированы уплотнительными элементами , а механизм управления приемным клапаном заполнен смазочной жидкостью. Упругие элементы взаимодействуют с обсадкой колонной и шарнирно соединены между собой телескопическим стержнем с радиальным отверстием под предохранительный палец со способностью разлагаться в среде рабочей жидкости. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВР1СКИХ

СОЦИАЛИС1ИЧЕСКИХ

РЕСПУВЛИК (51)5 F 04 В 47/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4817646/29 (22) 29.03;90 (46) 23.05.93. Бюл, М 19 (71) Нефтегазодобывающее управление нАльметьевнефть" (72) Н.Г.Ибрагимов и M.М.Раянов (56) Авторское свидетельство СССР

N 1668728, кл, F 04 B 47/02, 1989. (54) СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС (57) Использование: при эксплуатации сквахсин в нефтегазодобывающих отраслях ïðîмышленности. Сущность изобретения: механизм управления всасывающим клапаИзобретение относится к технике добычи нефти и может быть использовано при эксплуатации скважин в нефтегазодобывающих отраслях промышленности, Цель изобретения — повышение эксплуатационной надежности насоса путем применения в скважинах, продуцирующих плэстовые жидкости, содер>кащие соли и серу

На фиг. 1 изображен продольный разрез скважинного штангового насоса на уровне механизма приемным клапаном; на фиг. 2 — продольный разрез на уровне приемного клапана и фильтра, На корпусе 1, на кольцевом выступе 2, установлена поворотная втулка 3, у которой имеется кольцевая канавка под соответствующий кольцевой выступ 2, благодаря которым втулка приобретает возможность поворота, но лишена возможности осевого смещения, На кольцевом выступе 2 предусмотрена канавка под уплотнительный элемент 4 (резиновое кольцо, манжета). Внутри полого корпуса 1 установлен с возможностью осевого смещения толкатель 5, причем.ЬЦ 1816895 А1 ном расположен под фильтром насоса упругими элементами вниз, поворотная втулка и толкатель относительно полого корпуса загерметизированы уплотнительными элементами, а механизм управления приемным клапаном заполнен смазочной жидкостью, Упругие элементы взаимодействуют с обсадкой колонной и шарнирно соединены между собой телескопическим стержнем с радиальным отверстием под предохранительный палец со способностью разлагаться в среде рабочей жидкости. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. в канавке толкателя расположен аналогичный предыдущему уплотнительный элемент

Толкатель 5 опирается на оси 7 с роликами 8 нэ концах, установленные в его ради- ( альных отверстиях. В зоне прохождения осей 7 в корпусе 1 выполнены вертикальные .пазы 9, Верхняя пара роликов 7 опирается на кулачок 10 с четным количеством равно- — а расположенных, чередующихся по направлению осевого смещения впадин (не д показаны). Толкатель 5 подпружинен вниз с О помощью пружины 11 через шайбу 12 и нижнюю пару роликов 8 с осью 7. Полость 13 кулачкового механизма с пружиной 11 снизу закрыта сплошной перегородкой 14, а сверху — уллетнительнмми элементами 4, 6 и заполнена смазочной жидкостью, Ниже перегородки 14 к поворотной втулке 3 с внутренней стороны прикреплены с помощью болтов 15 упругие элементы

16, пропущенные через промежуточный упор 17. На свободных концах упругих элементов 16 выполнены прорези (не показаны), в которых на осях 18 установлены

1816895 ролики 19 с острыми кромками на периферии, Для предотвращения срабатывания механизма управления приемным клапаном

20 (фиг. 2) при спуске колонны НКТ с насосам необходимо изолировать ролики 19 ат обсадной колонны 21. С этой целью в конструкцию вводится предохранительное устройства, состоящее из телескопического стержня с наружным 22 и внутренним 23 полустержнями, которые соединены с упругими элементами с помощью шарнира 24. В телескопическом стержне выполнено радиальное отверстие, B которое вставляется предохранительный палец 25 из материала, способного разлагаться в среде рабочей мсидкасти, В исходном положении упругие элементы 16 сведены к центру поворотной втулки

3, ролики 19 не выступа от за наружный KOHтур поворотной втулки 3, предохранительный палец 25 установлен в телескопическом стержне 22, 23, При соприкосновении паль. ца 25 с рабочей жидкостью ан (палец) начинает разлагаться, происходит срез под действием упругих сил упругих элементов

16 и ролики 19 выходят из предусмотренных в поворотной втулке 3 окан 26 и вступа от в контакт с обсадной колонной 21.

Полный корпус 1 в продолжении соединен с фильтром 27 (фиг. 2), который, в свою очередь, через муфту 28 соединен с переводником 29, Перевадник 29 представляет собой сменную промежуточную деталь ме>кду фильтром 27 и цилиндром 30 насоса и присоединяется к цилиндру 30 насоса, а также к клапанной клетке 31 приемного клапана с седлом 32 и запорным элементом 20, Верхняя часть клетки 31 выполнена в виде стержня 3> для взаимодействия с запорным элементом нагнетательного клапана в плунжере(не показаны). Для центрации толкателя 5 на нем предусмотрены направляющие

34 (фиг. 2). Поворотная втулка 3 имеет окно

35 для удобства при замене предохранительного кольца 25, а внизу — днище 36, предназначенное для удержания деталей в поворотной втулке 3 при авариях, чтобы не засорять забой.

Сква>кинный штангавый насос работает следующим образом.

За то время, пока производится спуск колонны НКТ, штанг, сборка арматуры ит.д., предохранительный палец 25 разлагается и происходит его срез, Ролики 19 вступа1от в контакт с обсадной колонной 21, При необходимости, если это оправдана (например, с целью предупредить износ осей 18 и роликов 19), палец 25 может быть с таким сечением (или из такого материала), чта ан (палец) сработает только через месяцы.

Таким образом, после спуска колонны

НКТ есть гарантия тога, что талкатель 5 и, следовательно, запорный элемент 20 продолжают оставаться в исходном (нижнем) положении, как они были установлены на устье. Это значит, чта нормальная работа насоса обеспечена, "0 При движении плунжера вниз приемный клапан 20 закрыт, а. нагнетательный клапан открыт, Пластовая жидкость перете- кает из полости цилиндра 30 подплунжером вверх, нагнетательный клапан закрывается, а приемный 20 открывается и происходит подъем пластовай жидкости и заполнение полости цилиндра 30 пад плунжером. Далее цикл работы повторяется.

При выполнении технологических операций, требующих принудительного открытия клапанов, подземного ремонта, например прямой промывки скважины или прямой обработки НКТ от парафина какимлибо дорогостоящим препаратом, плунжер насоса опускается вниз до упора. В результате стержень 33 открывает нагнетательный клапан, Для открытия приемного клапана 20 колонну насосно-компрессорных труб поворачивают по часовой стрелке на угол, при

30 котором ролики 8 займут на кулачке 10 положение, соответствующее их максимальному перемещению вверх, попав во впадины, смещенные вверх. Пружина 11 при этом способствует фиксации верхней пары роликов 8 на указанных впадинах, при-, >кимая их (ролики) к кулачку 10.

При отрыве колонны НКТ происходит . одновременно и подъем и поворот колонны, Втулка 3 в это время остается непод40 вижнай (не проворачивается) относительно обсадной колонны 21 за счет сцепления роликов 19 с упругими элементами 16 за обсадную колонну 21 острыми кромками.

Так как ось 7 и ролики 8 связаны с тол45 кателем 5, то последний тоже переместится вверх и откроет приемный клапан 20 независима ат направления, течения жидкости через него. На этом этапе осуществляют технологическую операцию, например прямую промывку колонны НКТ или фильтра с целью его очистки и т.д.

Если требуется подъем колонны НКТ, то слив жидкости будет обеспечен, так как приемный клапан 20 для этого открыт, 55 Если оборвался плун>кер, то и в этом случае все клапаны насоса открыты: прием-. ный клапан 20 открывается механизмом уп-. р вления . приемным клапаном, а

i агнетательный — благодаря стержню 33, r аедусмотренному на клетке нагнетатель1816895 ного клапана в плунжере. Для закрытия приемного клапана 20 колонну НКТ (вместе с цилиндром 30, полым корпусом 1) поворачивают до тех пор, пока ролики 8 не займут нижнее положение во впадинах кулачка 10, Под действием пружины 11 толкатель 5 опускается в нижнее положение., отходит от запорного элемента 20, который свободно опускается на седло 32.

Применение в скважинном штанговом насосе предохранительного устройства гарантирует безотказный запуск насоса, открывает новые возможности регулирования времени срабатывания предохранительного пальца 25, Расположение упругих элементов 16 внизу, за фильтром 27, позволяет, во-первых, конструктивно осуществить предохранительноее устройство, использовав упругие силы имеющихся, как и в прототипе, упругих элементов 16, а во-вторых, избежать зоны прохождения пластовой жидкости (отложение солей, влияние серы и т.д.), загерметизировать кулачковый механизм, унифицировать механизм управления приемным клапаном, что обусловливает ка.чественное изменение эксплуатационных характеристик насоса, Одновременно предлагаемый насос предусматривает решение одного иэ множества экологических вопросов — слив жидкости из колонны НКТ, .Формула изобретения

1. Скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр с расположенным в его нижней части всасывающим клапаном, размещенный в цилиндре полый плунжер с установленным в его нижней части нагнетательным клапаном, каждый из клапанов выполнен в виде клетки с расположенными в ней седлом и запорным элементом, полый, связанный с клеткой всасывающего клапана, имеющей в верхней части форму стержня, и цилиндром корпус, на котором расположена поворотная втулка, снабженная упругими элементами, установленными на его концах с возможностью взаимодействия с внутренней поверхностью эксплуатационной когонны скважины роли5 ками, выполненными с острыми кромками, механизм управления всасывающим клапаном, включающий размещенный на проходящих одна под другой через полый корпус и подпружиненных относительно одна дру10 гой осях с роликами на концах с возможностью осевого размещения толкатель, вертикальные пазы, выполненные в полом корпусе в зоне расположения осей с роликами, под верхнюю из которых поворотная

15 втулка снабжена кулачком с четным количеством равнорасположенных, чередующихся по направлению осевого перемещения впадин, установленную на корпусе дополнительную втулку, расположенную с

20 возможностью взаимодействия с нижней парой роликов и размещенную между дополнительной втулкой и кулачком пружину сжатия, а также фильтр, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения зксплуата25 ционной надежности путем применения в скважинах, продуцирующих пластовые жидкости, содержащие соли и серу, механизм управления всасывающим клапаном расположен под фильтром, поворотная

30 втулка и толкатель герметизированы относительно полого корпуса посредством уплотнительных элементов, а упругие элементы связаны между собой шарнирно установленными стержнями, образуюгцими

35 телескопическое соединение с выполнением в нем сквозным осевым отверстием, в котором с возможностью разлагаться в сре де пластовой жидкости размещен предохранительный палец, причем упругие

40 элементы направлены своими роликами вниз, 2, Насос по и. 1, отличающийся тем, -что механизм управления всасывающим клапаном заполнен смазкой.

Щ»

1816895

Фиа /

Составитель М, Раянов

Техред М. Моргентал

- Корректор М Ткач

Редактор Г. Бельская

Заказ 1713 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101