Способ бесштанговой перекачки жидкости и устройство бесштанговой перекачки жидкости

Авторы патента:

F04B47 - Насосы или насосные установки, специально предназначенные для подъема жидкостей с больших глубин, например из скважин (с применением среды, находящейся под давлением или разрежением, действующей непосредственно на перекачиваемую жидкость F04F 1/00)

E21B43 - Способы или устройства для добычи нефти, газа, воды, растворимых или плавких веществ или полезных ископаемых в виде шлама из буровых скважин (применяемые только для добычи воды E03B, добыча нефти из нефтеносных отложений, растворимых или плавких веществ с применением горной техники E21C 41/00; насосы F04)

Владельцы патента RU 2487232:

Слесарев Иван Сергеевич (RU)

Группа изобретений относится к нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей отрасли и может быть использована для перекачки любой жидкости с различными техническими характеристиками. Обеспечивает повышение надежности работы устройства и эффективности способа. Сущность изобретений: устройство состоит из трех камер разного диаметра, соединенных муфтами. При этом камеры представляют собой цилиндрические трубки. Внизу второй камеры установлена пружина с закрепленным на ней большим поршнем. Большой поршень имеет клапаны. На соединительной муфте между первой и второй камерой установлены клапаны. В третьей камере установлен малый поршень. Малый и большой поршни соединены штоком. В третьей камере проделаны сквозные отверстия для перетока жидкости под углом более 45 градусов. Способ заключается в том, что используют вышеописанное устройство. При этом перекачку осуществляют за счет разности объемов камер из цилиндрических трубок. Обратный ход жидкости предотвращают закрытием клапанов под давлением жидкости между первой и второй камерами. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей отрасли и может быть использовано для перекачки любой жидкости в трубопроводах, насосно-компрессорных трубах с различными техническими характеристиками.

Известно устройство для бесштанговой перекачки жидкости, включающее верхний и нижний подпружиненный поршень. Устройство имеет возможность подачи воды вверх при помощи нижнего поршня, передвигаемого вверх пружиной, периодически сжимаемой давлением верхнего поршня на столб жидкости (см., например, SU 83736, 12.03.1962).

Известен способ бесштанговой перекачки жидкости, предусматривающий использование известного вышеописанного устройства.

Недостатком известных изобретений является низкая надежность работы.

Техническим результатом изобретений является повышение надежности работы устройства и эффективности способа.

Необходимый технический результат в части устройства заключается в том, что устройство для бесштанговой перекачки жидкости состоит из трех камер разного диаметра, соединенных муфтами, камеры представляют собой цилиндрические трубки, внизу второй камеры установлена пружина с закрепленным на ней большим поршнем, большой поршень имеет клапаны, на соединительной муфте между первой и второй камерами установлены клапаны, в третьей камере установлен малый поршень, малый и большой поршни соединены штоком, в третьей камере проделаны сквозные отверстия для перетока жидкости под углом более 45 градусов.

Необходимый технический результат в части способа заключается в использовании вышеописанного устройства, при этом перекачку жидкости осуществляют за счет разности объемов цилиндрических камер, обратный ход жидкости предотвращают закрытием клапанов под давлением жидкости между первой и второй камерами.

Способ включает передачу поступательного движения гидроволны внутри трубопровода или насосно-компрессорных труб (НКТ) от точки воздействия поршневого толкателя до точки установки устройства и возвратного движения жидкости в системе трубопровода или НКТ при действии упругих процессов, возникающих в устройстве. Перекачка жидкости осуществляется за счет разницы объемов продавочной и перекачиваемой жидкости. Желательно, чтобы продавочная жидкость обладала теми же физическими свойствами, что и перекачиваемая жидкость. Основными достоинствами данного способа и устройства являются: 1) перекачиваемая жидкость может обладать практически любыми физическими свойствами; 2) устройство может эксплуатироваться при любых технических характеристиках трубопровода или НКТ.

Работоспособность устройства обеспечивается по гидравлическому каналу и предусматривает использование на другом конце системы известных узлов - «поршневого толкателя» и клапанов для сбора перекачиваемой продукции, а также точной регулировки клапанов на «открытие-закрытие» по расчетному давлению в системе. Поршневой толкатель представлен в виде поршня и штока, установленного в трубе или НКТ. Движение поршня обеспечивается либо линейным двигателем типа «Линейный цилиндрический электромагнитный двигатель (изобретение №2454747), либо «Роторным двигателем (изобретение №2472017). В случае установки роторного двигателя в системе необходимо предусмотреть установку кривошипно-шатунного механизма для преобразования вращательного движения в возвратно-поступательное (например, изобретение №2467276 «Кривошипно-кулисный механизм с поворачивающейся кулисой» или изобретение № 2365799 «Зубчато-рычажный преобразователь вращательного движения в возвратно-поступательное». Клапан для перелива излишков продукции в сборник может быть механическим или электрическим (например, изобретение №2467232 «Клапан запорный электроприводной»). Открытие-закрытие механического клапана регулируется за счет жесткости удерживаемой его пружины. Открытие-закрытие электроприводного клапана регулируется, например, за счет преобразователя частоты или за счет ограничителя хода поршня. Ограничение хода поршня обеспечивается правильной расстановкой уровней движения штока по расчетному предельному давлению. Также может быть установлена электрическая перемычка для аварийной остановки двигателя в случае резкого повышения или снижения давления в системе.

Общий вид устройства представлен на чертеже.

Устройство состоит из трех секций: I, II и III камеры. Камеры представлены трубами разной длины и диаметров, которые соединяются между собой специальными муфтами. Камера I фиксируется на специальных шайбах, которые приварены к камере III. Камера III может представлять часть трубопровода или НКТ, специально подготовленную для соединения с другими секциями. Камера II предназначена для разделения объемов жидкости и в ней устанавливается основной механизм, обеспечивающий возвратно-поступательное движение. Основной механизм представляют два поршня - малый 1 и большой 2, которые устанавливаются в камере II и III соответственно их внутренним диаметрам и соединяются между собой штоком 3. Также к части основного механизма относится пружина 4, которая благодаря своим упругим свойствам обеспечивает возвратно-поступательное движение поршней, соединенных штоком.

Принцип действия устройства для бесштанговой перекачки жидкости заключается в следующем.

Поршневой толкатель давит на столб продавочной жидкости, жидкость по стволу трубы или НКТ поступает к устройству. Под давлением жидкости закрываются клапаны 6 и столб жидкости начинает двигать малый поршень 1. В свою очередь больший поршень 2 начинает двигаться вниз за счет соединения с малым поршнем штоком 4, открываются клапаны 5, через которые поступает жидкость в камеру II, заполняя ее. При движении вниз поршня 2 сжимается пружина 4. При разжатии пружины 4 жидкость из камеры II, создав давление внутри камеры, закрывает клапаны 5 и через клапаны 6 поступает в камеру I, где в дальнейшем через отверстия 7 для перекачки жидкости, расположенные под углом более 45°, попадает в камеру III и далее через колонну труб или НТК в сборник продукции. Из сборника продукция поступает к потребителю.

При одном цикле объем перекачиваемой продукции высчитывается по формуле:

V_доб=V_II-V_III,

где V_II=πR²×S - объем в камере II;

R - радиус поршня 2;

S - ход штока 4;

V_III=πr²×S - объем в камере III;

r - радиус поршня 1.

1. Устройство для бесштанговой перекачки жидкости, состоящее из трех камер разного диаметра, соединенных муфтами, при этом камеры представляют собой цилиндрические трубки, внизу второй камеры установлена пружина с закрепленным на ней большим поршнем, большой поршень имеет клапана, на соединительной муфте между первой и второй камерой установлены клапана, в третьей камере установлен малый поршень, малый и большой поршни соединены штоком, в третьей камере проделаны сквозные отверстия для перетока жидкости под углом более 45°.

2. Способ бесштанговой перекачки жидкости, заключающийся в том, что используют устройство по п.1, при этом перекачку осуществляют за счет разности объемов камер из цилиндрических трубок, обратный ход жидкости предотвращают закрытием клапанов под давлением жидкости между первой и второй камерами.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для эксплуатации высокообводненных нефтяных скважин. .

Скважинный насос // 2483227

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано при эксплуатации скважин с высоким содержанием механических примесей и песка. .

Безбалансирный станок-качалка // 2482332

Изобретение относится к устройствам для добычи нефти битумов и может быть использовано в качестве привода штангового насоса. .

Погружной плунжерный насосный агрегат // 2479752

Изобретение относится к области насосного оборудования и может быть использовано для подъема жидкости с большой глубины, в том числе для добычи нефти. .

Мобильный станок-качалка // 2479751

Скважинная насосная установка // 2478832

Малогабаритный длинноходовой станок-качалка // 2476722

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано в составе штанговой глубиннонасосной установки преимущественно для подъема нефти или для откачки пластовых вод.

Скважинная насосная установка // 2474727

Изобретение относится к насосной технике, используемой при добыче нефти, в частности, к погружным скважинным насосам со штанговым приводом для одновременного и раздельного подъема пластовой жидкости при эксплуатации двух пластов одной скважины.

Скважинный электрогенератор // 2473161

Изобретение относится к электротехнике, к устройствам выработки электрической энергии и может найти применение в конструкции добывающих скважин, имеющих станки-качалки (СК).

Скважинный штанговый насос // 2472968

Изобретение относится к нефтедобыче, в частности к глубинным штанговым насосам для эксплуатации скважин, и может быть использовано для эксплуатации скважин, работающих со значительным газовым фактором и содержащих в добываемой продукции значительное количество примесей.

Отсоединяемая система турельного причала с утяжеленным причальным буем, несущим водоотделяющую колонну // 2487044

Изобретение относится к области морской добычи нефти. .

Способы имитации разрыва пласта-коллектора и его оценки и считываемый компьютером носитель // 2486336

Способ разработки залежи сверхвязкой нефти с термическим воздействием // 2486335

Изобретение относится к разработке нефтяных месторождений, в частности к способам теплового воздействия на залежь, содержащую высоковязкую нефть. .

Способ разработки месторождения высоковязкой нефти // 2486334

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам разработки месторождений высоковязкой нефти с использованием тепла на поздней стадии разработки.

Способ разработки нефтяного месторождения // 2486333

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке нефтяного многопластового месторождения. .

Скважинный фильтр // 2486332

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при фильтрации скважинной жидкости при добыче нефти. .

Кроссовер с дистанционным управлением для создания гравийного фильтра, использующий связь и дистанционные измерения с помощью снабженных кабелем бурильных труб // 2486331

Способ газодинамического разрыва пласта // 2485307

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть применено для увеличения фильтрационных свойств продуктивного пласта. .

Способ гидравлического разрыва пласта в скважине // 2485306

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и может найти применение для повышения производительности как вновь вводимых, так и действующих добывающих и нагнетательных скважин за счет гидравлического разрыва пласта - ГРП.

Способ вызова притока пластового флюида из скважины // 2485305

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано при освоении добывающих скважин. .

Способ разработки нефтяной залежи // 2487233

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при разработке нефтяной залежи