Скважинный насос

Авторы патента:

F04B47/06 - с агрегатами двигатель-насос, расположенными на большой глубине

Владельцы патента RU 2525060:

Закрытое акционерное общество "ЭЛКАМ-нефтемаш" (RU)

Изобретение относится к скважинной добыче нефти с применением нижнего привода насоса. Скважинный насос содержит плунжер и цилиндр, снабженные шариковыми клапанами. Шток плунжера выполнен с возможностью соединения с погружным двигателем, расположенным ниже насоса. Шариковый клапан плунжера является всасывающим и установлен на конце плунжера, обращенном к шариковому клапану цилиндра. Шариковый клапан цилиндра является нагнетательным. Повышается эффективность и надежность работы насоса. 1 ил.

Изобретение относится к производству скважинного оборудования, может быть использовано для скважинной добычи нефти, с применением нижнего привода насоса, используемого, в частности, для скважин с отклоненными и боковыми стволами.

Известна бесштанговая скважинная насосная установка по патенту РФ на изобретение №2403445, F04B 47/06, 2010. Установка содержит погружные насосные устройства возвратно-поступательного действия, расположенные с интервалом по колонне лифтовых труб. Каждое устройство состоит из линейного электродвигателя и насоса. Каждый линейный электродвигатель соединен электрическим кабелем со станцией управления для обеспечения теплового и электромагнитного воздействия на добываемую жидкость, КПД действия каждого погружного насосного устройства не велико.

Известна полезная модель по патенту №97451, F04B 47/06, 2010, «Скважинный плунжерный насос». Насос содержит плунжер, к низу которого присоединена штанга привода и цилиндр. Цилиндр снабжен шариковым клапаном, установленным выше плунжера. Шарик клапана цилиндра подпружинен с помощью прижимного элемента. Недостатком является отсутствие клапана плунжера, создающее потери при работе насоса и снижающее КПД устройства.

Ближайшим аналогом заявляемому техническому решению является скважинный плунжерный насос по патенту на полезную модель №96619, F04B 47/06, 2010. Насос содержит плунжер, соединенный со штангой привода и цилиндр. Плунжер и цилиндр снабжены шариковыми клапанами. Клапан цилиндра установлен выше плунжера. Шарики клапанов подпружинены с помощью прижимных элементов. Недостатком является установка клапана в нижней части плунжера, что вызывает образование зоны между клапанами плунжера и цилиндра. Данная «мертвая» зона значительно снижает КПД насоса при наличии в перекачиваемой жидкости растворенного газа (обязательно присутствующего при добыче нефти). Кроме того, пружины шариков клапанов подвергаются длительным переменным нагрузкам при многочисленных циклах сжатия. Нагрузки на пружины, обусловленные весом скважинного оборудования и давлением перекачиваемой жидкости, значительно снижают надежность работы насоса.

Технической задачей заявляемого изобретения является повышение эксплуатационных характеристик устройства.

Технический результат заключается в повышении эффективности и надежности работы насоса.

Технический результат достигается тем, что в скважинном насосе, содержащем плунжер и цилиндр, снабженные шариковыми клапанами, согласно изобретению, шток плунжера выполнен с возможностью соединения с погружным двигателем, расположенным ниже насоса, шариковый клапан плунжера является всасывающим и установлен на конце плунжера, обращенном к шариковому клапану цилиндра, являющемся нагнетательным, конец плунжера выполнен с возможностью подведения его вплотную к клапану цилиндра.

Технический результат обеспечивается тем что, шток плунжера выполнен с возможностью соединения с погружным двигателем. Плунжер соединен непосредственно с приводом, расположенным в скважине ниже насоса. Движение плунжеру насоса от двигателя передается без использования штанги. Отсутствие необходимости перемещения штанги значительно повышает КПД устройства. Шариковый клапан плунжера является всасывающим, а шариковый клапан цилиндра - нагнетательным. Клапан плунжера располагается в скважине ниже клапана цилиндра, что также обеспечивает возможность соединения плунжера с приводом насоса, который находится непосредственно под насосом. Расположение всасывающего шарикового клапана именно на конце плунжера, обращенного к нагнетательному клапану цилиндра, позволяет исключить образование так называемой «мертвой» зоны между плунжером и клапаном цилиндра. Возможность подведения конца плунжера вплотную к клапану цилиндра позволяет подать в трубное пространство выше насоса максимальный объем жидкости, набираемый из скважины через зону всасывания за один цикл движения плунжера и избежать скопления газа в цилиндре. Перекачивание максимального объема в каждом цикле значительно снижает энергетические потери и повышает КПД устройства. Кроме того, данное расположение всасывающего и нагнетательного клапанов по отношению друг к другу позволяет избежать использования подпружинивающих устройств шариковых клапанов, что повышает надежность его работы.

На чертеже представлена схема скважинного насоса, установленного в вертикальной скважине.

Скважинный насос 1 установлен на погружном двигателе 2. Скважинный насос 1 состоит из плунжера 3, штока 4, цилиндра 5, всасывающего клапана 6 с шариком 7, нагнетательного клапана 8 с шариком 9. Корпус насоса 1 имеет рабочую полость 10.

Устройство работает следующим образом.

Устанавливают в скважину насос 1 с погружным двигателем 2 так, чтобы двигатель 2 находился ниже насоса 1, подают электропитание. При ходе плунжера 3 вниз всасывающий клапан 6 открывается, жидкость из скважины попадает в полость 10 цилиндра 5. При ходе плунжера 3 вверх шарик 7 клапана 6 перекрывает седло, закрывая клапан 6, и происходит выталкивание жидкости плунжером 3. В результате давления жидкости нагнетательный клапан 8 открывается, жидкость перекачивается в пространство скважины выше насоса 1. При этом выталкивается практически вся жидкость, находящаяся в цилиндре 5.

Расположение двигателя 2 в скважине ниже насоса 1 позволяет расположить плунжер насоса 1ниже нагнетательного клапана 8 цилиндра1. А возможность подведения конца плунжера 3 вплотную к вышерасположенному нагнетательному клапану 8 цилиндра 1 позволяет избежать образования пространства между ними, в котором возможно нахождение газа, не выталкиваемого во время работы насоса 1.

Таким образом, заявляемое изобретение позволят повысить эффективность и надежность работы насоса.

Скважинный насос, содержащий плунжер и цилиндр, снабженные шариковыми клапанами, отличающийся тем, что шток плунжера выполнен с возможностью соединения с погружным двигателем, расположенным ниже насоса, шариковый клапан плунжера является всасывающим и установлен на конце плунжера, обращенном к шариковому клапану цилиндра, являющемуся нагнетательным, конец плунжера выполнен с возможностью подведения его вплотную к клапану цилиндра.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к установкам с насосами объемного действия, приводимыми в действие погружными линейными электродвигателями.

Погружной электронасос // 2521534

Изобретение относится к средствам для откачки текучей среды преимущественно из нефтяных малодебитных скважин. Поршень электронасоса совмещен с бегуном 3, имеющим герметичную поперечную перегородку 6, расположенную во внутренней цилиндрической полости бегуна 3.

Погружной электронный блок для погружного электродвигателя // 2521532

Погружной электронный блок может быть использован для управления погружным электродвигателем. Он содержит корпус 1 цилиндрической формы, закрытый с торцов основанием 3 и обращенной к двигателю головкой 2, элементы электронной схемы, размещенные в герметичном отсеке, гермовводы, служащие для электрического соединения электронной схемы с цепями электродвигателя, и контактный электрический разъем из контактов 7, 9.

Насосная установка // 2521530

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в насосных установках для поднятия жидкостей с больших глубин объемными насосами, приводимыми в действие электродвигателями.

Электромагнитный глубинный насос // 2520782

(57) Изобретение относится к глубинным гидравлическим насосам, а именно к электромагнитным насосам. В нижнем торце корпуса 1 имеется клапанный узел 4 с запорными шарами 5 и установлен амортизатор 7.

Система байпасирования насосной установки // 2520556

Изобретение относится к нефтепогружному оборудованию и может быть использовано для подъема скважинной жидкости и замера параметров скважины без извлечения насосной установки.

Устройство для добычи нефти // 2514819

Изобретение относится к устройствам для добычи нефти из малодебитных скважин в нефтедобывающей промышленности. Устройство включает погружной насос объемно-вытеснительного типа с напорным и приемным клапанами, электрический привод, содержащий электромагнитную обмотку в герметичном корпусе и жестко закрепленный сверху рабочий орган, периодически изменяющий свою длину под действием электромагнитного поля.

Привод погружного плунжерного насоса // 2489600

Изобретение относится к области гидравлических машин объемного вытеснения, в частности к конструкции привода погружных плунжерных насосов, применяемых для добычи пластовых жидкостей с больших глубин, преимущественно в нефтедобыче.

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. .

Скважинная насосная установка // 2478832

Электродвигатель и связанная с ним система для размещения в среде на забое скважины (варианты) // 2531224

Предложенная группа изобретений относится к нефтедобывающей технике, в частности к средствам управления скважинной насосной установкой. Техническим результатом является повышение надежности работы насосной установки в скважинах малого диаметра. В одном из вариантов выполнения электродвигатель включает в себя комплект, по меньшей мере, из трех магнитов, включающих в себя два внешних магнита и внутренний магнит, расположенный между двумя внешними магнитами, имеющими внутренние поверхности с одинаковыми полюсами и внешние поверхности с одинаковыми полюсами. При этом источник переменного тока выполнен для изменения полярности одного из внутреннего и двух внешних магнитов, обеспечивая при этом возвратно-поступательное перемещение внутреннего или двух внешних магнитов и подачу выходной мощности в виде линейного перемещения для привода действующего эксплуатационного устройства. В другом варианте два смежных стационарных магнита и, по меньшей мере, один подвижный магнит являются примыкающими друг к другу. Источник переменного тока подключен к магнитам так, что меняется полярность одного из подвижных и стационарных магнитов, при этом обеспечивая подачу выходной мощности в виде возвратно-поступательного линейного перемещения для привода действующего эксплуатационного устройства. Предложены также варианты выполнения скважинной системы перекачки для механизированной добычи, содержащей эксплуатационный насос и указанный выше электродвигатель. 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 8 ил.

Погружной насосный агрегат // 2532469

Изобретение относится к области насосного оборудования и может быть использовано для подъема жидкости с большой глубины. Погружной насосный агрегат включает маслозаполненный корпус с эластичной оболочкой, реверсивный электродвигатель с протектором, ведущий вал которого связан с винтом передачи винт-гайка качения, находящейся в подвижном соединении с корпусом и соединенной со штангой привода насоса, которая уплотнена в корпусе и связана с гайкой. Гайка посредством полого вала, охватывающего винт, соединена с валом электродвигателя и зафиксирована от осевого и радиального перемещения в корпусе с помощью подшипников. Винт, отцентрированный в корпусе и связанный верхним концом со штангой привода насоса, при взаимодействии с гайкой выполнен с возможностью совершать возвратно-поступательные движения внутри полого вала и корпуса, приводя таким образом в действие насос. Демпферы выполнены единым блоком, который связан с винтом и со штангой привода насоса. Повышается надежность работы погружного насосного агрегата и увеличивается ресурс передачи винт-гайка качения за счет предотвращения ее разрушения, возникающего из-за крутящей и осевой нагрузки, а также появляется возможность повышения критической частоты вращения винта. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Погружной насосный агрегат // 2532641

Изобретение относится к области насосного оборудования и может быть использовано для подъема жидкости с большой глубины. Погружной насосный агрегат содержит корпус и эластичную оболочку, заполненные маслом. Наружная поверхность оболочки сообщается с полостью скважины. Ведущий вал реверсивного электродвигателя соединен с винтом передачи винт-гайка качения и со штангой привода насоса, уплотненной в корпусе. Оба конца винта установлены в подшипниках. Верхний подшипник расположен внутри вставки, отцентрированной и зафиксированной в корпусе шпонками. Гайка передачи винт-гайка качения соединена с полым штоком, имеющим пазы и выполненным с возможностью совершать возвратно-поступательные перемещения по подшипникам, установленным в шпонках на опорах. Верхний демпфер установлен на полом штоке, а нижний внутри полого штока. Повышается надежность работы погружного насосного агрегата и увеличивается ресурс передачи винт-гайка качения за счет предотвращения ее разрушения, возникающего из-за крутящей и осевой нагрузок, а также появляется возможность повышения критической частоты вращения винта. Увеличивается межремонтный период погружного насосного агрегата. 2 ил.

Погружная насосная установка с линейным электродвигателем открытого типа // 2535288

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к погружным установкам для добычи нефти из малодебитных скважин. Установка содержит линейный электродвигатель и насос с возвратно-поступательным действием рабочего органа (плунжера, поршня), связанного с подвижной частью электродвигателя (бегуном). Полость статора электродвигателя с обмоткой выполнена герметичной. Полость электродвигателя, образованная статором, корпусом и бегуном, заполнена жидкостью. Бегун перемещается в опорных элементах, расположенных в статоре. Установка снабжена торцевыми щитами между полостями насоса и электродвигателя, средствами защиты полости электродвигателя от механических примесей и фильтрами, имеющими характеристики фильтров тонкой очистки. Фильтры расположены в корпусе электродвигателя между статором и торцевыми щитами, внешняя поверхность торцевых щитов плотно соединена с корпусом, внутренняя поверхность торцевых щитов механически контактирует с поверхностью бегуна через средства защиты полости электродвигателя от механических примесей. Установка имеет повышенный срок службы за счет улучшения условий работы опорных узлов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Погружная установка с линейным электродвигателем и насосом двойного действия // 2535900

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к погружным установкам для добычи нефти из малодебитных скважин. Погружная насосная установка содержит линейный электродвигатель, подвижная часть которого (бегун) выполнена с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль продольной оси, и насос двойного действия, рабочие органы (поршни) которого механически связаны с бегуном. Поршни, неподвижные элементы и клапанные коробки расположены по обе стороны электродвигателя, образуя нижнюю и верхнюю части насоса, рабочие камеры насоса связаны с внешней средой и выходной магистралью через всасывающие и нагнетательные клапаны соответственно. Особенность установки заключается в том, что бегун выполнен с центральным отверстием, рабочие органы (поршни) насоса выполнены в виде полых цилиндров, неподвижные элементы насоса также выполнены в виде полых цилиндров, рабочие поверхности которых контактируют с рабочими поверхностями поршней. Неподвижные элементы насоса выполнены в виде внутреннего и внешнего по отношению к поршню цилиндров, рабочая камера нижней части насоса связана с выходной магистралью через нагнетательный клапан и центральное отверстие в бегуне. Поршни насоса могут быть либо полностью, либо частично размещены внутри объема бегуна электродвигателя. Такое выполнение установки позволяет уменьшить ее диаметр и длину. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Установка для эксплуатации нефтяной скважины // 2538010

Изобретение относится к погружным насосным установкам для эксплуатации скважин, в которых необходимо увеличить депрессию на пласт, не заглубляя погружную насосную установку, и/или с негерметичной эксплуатационной колонной. Обеспечивает повышение эффективности технологии добычи пластового флюида из скважин. Установка для эксплуатации нефтяной скважины включает колонну насосно-компрессорных труб, электропогружной кабель, электропогружной насос, у которого гидрозащита и погружной электродвигатель помещены в герметичный кожух, который герметично замыкается на корпусе входного модуля погружного насоса, хвостовик, состоящий из колонны труб, верхняя часть которого через переводник герметично соединена с нижней частью герметичного кожуха, а в нижней части хвостовика расположен патрубок с наружными уплотнительными элементами. Установка содержит как минимум один пакер, имеющий внутренний проходной канал с диаметром, позволяющим проходить через пакер на забой инструменту, оборудованию и приборам, не извлекая пакер. Герметизирующий узел для герметичного соединения с патрубком хвостовика находится либо в корпусе пакера, либо в устройстве ниже или выше пакера. 1 ил.

Насос, система и способ деожижения скважины // 2540348

Изобретение относится к области добычи углеводородов. Насос деожижения предназначен для деожижения скважины, который содержит флюидный концевой насос, адаптированный для откачивания флюида из ствола скважины. Кроме того, насос деожижения содержит гидравлический насос, адаптированный для привода флюидного концевого насоса. Гидравлический насос содержит первую внутреннюю насосную камеру и первый насосный узел, расположенный в первой камере. Первый насосный узел содержит поршень, имеющий первый конец, второй конец и сквозное расточное отверстие, идущее между первым концом и вторым концом. Кроме того, первый насосный узел содержит первый наклонный диск, имеющий плоскую торцевую поверхность, смежную по оси со вторым концом поршня, и паз, идущий по оси через первый наклонный диск. Первый наклонный диск адаптирован для вращения вокруг центральной оси относительно кожуха, чтобы создавать осевое возвратно-поступательное движение поршня и циклически вводить сквозное расточное отверстие поршня во флюидную связь с пазом. Повышается добыча. 3 н. и 29 з.п. ф-лы, 22 ил.

Погружной линейный электродвигатель // 2549381

Изобретение относится к конструкциям погружных линейных магнитоэлектрических двигателей, используемых в бесштанговых глубинных насосно-скважинных установках возвратно-поступательного движения для добычи пластовых жидкостей в нефтедобыче. Электродвигатель содержит герметичный статор с установленными в нем сердечниками с катушками, токовводом и головкой для соединения с насосом. В статоре расположен подвижный шток, включающий соединительную штангу с резьбой для соединения штока с плунжером насоса и активный герметичный слайдер, соединенный со штоком резьбовым соединением, выполненным в соединительной муфте. Слайдер содержит последовательно установленные на трубе аксиально намагниченные магниты и полюсы из конструкционной стали. Магниты и полюсы разделены на технологические пакеты, которые соединены между собой муфтами. Шток расположен во внутренней трубе, выполненной из нержавеющей стали с хонингованной поверхностью, между которой и поверхностью штока образован зазор. Головка соединена с корпусом статора резьбовым соединением через герметичные проставки, имеющие каналы. К основанию статора прикреплен компенсатор с упругой диафрагмой, которая выполнена в виде пузыря, имеющего диаметр в средней части больше диаметра каждой его концевой части, причем один конец диафрагмы связан с основанием статора, а ее другой конец соединен с муфтой, соединяющей электродвигатель с компенсатором. Повышается надежность работы погружного линейного электродвигателя в среде пластовой жидкости с повышенной температурой. 3 ил.

Скважинный электроплунжерный насос // 2550858

Изобретение относится к области гидравлических машин объемного вытеснения, в частности к погружным бесштанговым плунжерным насосам. Насос содержит корпус с установленным в нем погружным электродвигателем. Плунжер помещен в корпус плунжера, нижняя часть которого установлена в корпусе насоса и зафиксирована в нем, а верхняя часть корпуса плунжера имеет диаметр, соответствующий диаметру нагнетательного трубопровода и герметично соединена с ним. Корпус насоса имеет диаметр меньше, чем диаметр трубы, помещен в защитный кожух с фильтром с образованием полости для перекачиваемой жидкости. На выходном валу электродвигателя зафиксирована втулка с продольными пазами на поверхности, которая размещена в цилиндрической полости, выполненной в нижнем торце плунжера. На внутренней поверхности цилиндрической полости плунжера выполнены пазы. В пазах размещены шарики, образующие подвижное в осевом направлении шлицевое соединение. В средней части плунжера выполнена одна, или более, замкнутая продольная винтовая канавка. В корпусе плунжера зафиксированы шаровые толкатели, обеспечивающие кинематическую связь плунжера с его корпусом и возвратно-поступательное движение плунжера. В средней части корпуса плунжера выполнен радиальный канал, а в плунжере выполнены глухой радиальный канал и кольцевая проточка. В верхней части корпуса плунжера над плунжером выполнена нагнетательная полость, являющаяся рабочим цилиндром насоса. Радиальный глухой канал плунжера соединен с рабочим цилиндром насоса. Рабочий цилиндр насоса соединен с нагнетательной трубой трубопровода через выпускной клапан. Повышается надежность, долговечность и производительность насоса. 1 ил.

Погружной насосный агрегат // 2568022

Изобретение относится к области насосного оборудования и может быть использовано для подъема жидкости с большой глубины. Насосный агрегат включает заполненный маслом корпус, эластичную оболочку, реверсивный электродвигатель, ведущий вал которого соединен с первой передачей винт-гайка качения. Подшипники установлены на передаче винт-гайка качения. Полый шток, соединяющий гайку со штангой, уплотнен в корпусе. Агрегат снабжен двумя последовательно соединенными между собой передачами винт-гайка качения, имеющими противоположные направления движения винтовой поверхности. Гайка передачи, винт которой связан непосредственно с валом электродвигателя - первая передача, соединена с внешним полым штоком и далее внешней полой штангой, охватывающими соответственно гайку качения второй передачи, соединенную с внутренним полым штоком, и связанную с ним внутреннюю штангу, образуя при этом разнонаправленный привод для плунжерного насоса, снабженного всасывающими и нагнетательными клапанами. В цилиндрах насоса расположены плунжеры, выполненные с возможностью движения в противоположных направлениях. Повышается ресурс работы агрегата и его технические характеристики за счет снижения нагрузок на упорные подшипники привода, на эластичные элементы протектора и применения новой разнонаправленной двухходовой конструкции плунжерного насоса. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.