Энергосберегающий штанговый глубинный насос для добычи газожидкостной продукции из скважин

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности для добычи газожидкостной продукции из скважины на нефтяных месторождениях. Скважинный штанговый насос содержит цилиндр, полый плунжер с установленным в нем всасывающим клапаном. Шток размещен в цилиндре и связывает плунжер с колонной насосных штанг. Насос содержит герметизирующий узел и нагнетательный клапан. Шток выполнен в виде установленной в цилиндре полой штанги, соединенной с переводником, с отверстием для прохода добываемой жидкости, расположенным выше герметизирующего узла, жестко закрепленного в цилиндре. В верхней части цилиндра ниже герметизирующего узла выполнено дренажное отверстие. Снижается энергоемкость и увеличивается срок службы подземного и наземного оборудования за счет снятия нагрузок от веса столба жидкости в колонне насосно-компрессорных труб. 1 ил.

 

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности и технологиям по механизированной добыче скважинной продукции штанговыми насосами и может быть использовано на нефтяных месторождениях для снижения энергоемкости и увеличения срока службы подземного и наземного оборудования.

Известен скважинный штанговый насос, который содержит цилиндр с всасывающим клапаном, полый плунжер с нагнетательным клапаном, размещенный в цилиндре и разделяющий его полость на всасывающую и нагнетательную полости. Отверстия в плунжере служат для периодического сообщения всасывающей полости цилиндра с полостью плунжера. Часть всасывающей полости цилиндра образована внутренней поверхностью цилиндра, охватывающей нижний конец плунжера и имеющей диаметр, превышающий диаметр наружной поверхности плунжера. Отверстия для периодического сообщения всасывающей полости цилиндра с полостью плунжера выполнены в стенке нижнего конца плунжера (патент РФ №2340792, МПК F04B 47/00, опубл. 10.12.2008).

Известен штанговый дифференциальный насос, содержащий цилиндр с плунжером, состоящий из двух частей различного диаметра; всасывающий и нагнетательные клапаны и уплотнительное устройство, выполненное в виде герметичной замкнутой полости, заполненной смазывающей жидкостью, образованной боковой поверхностью плунжера и кольцевыми выступами, выполненными на внутренней поверхности цилиндра (патент РФ №2440512, МПК F04B 47/00, опубл. 20.01.2012).

Недостатком в конструкции насоса является нагруженность штанговой колонны столбом поднимаемой на поверхность жидкости.

Известен скважинный штанговый насос (патент SU 889891, МПК F04B 47/02, опубл. 15.12.1981), состоящий из корпуса с насосно-компрессорными трубами, цилиндра, полого плунжера с установленным в нем всасывающим клапаном, размещенного в цилиндре, подплунжерная полость которого постоянно сообщена с затрубным пространством, штока, связывающего плунжер с колонной насосных штанг, уплотнительного узла и гидролинии для сообщения над плунжерной полости цилиндра.

Конструкция насоса устраняет в некоторой степени насосные штанги от инерционных нагрузок, создаваемых столбом жидкости в насосно-компрессорных трубах, но не разгружает колонну штанг от веса поднимаемой жидкости.

Задача изобретения - создание штангового глубинного насоса, позволяющего значительно повысить долговечность колонны штанг и снизить энергозатраты.

Технический результат - снятие нагрузок от веса столба жидкости в колонне насосно-компрессорных труб за счет того, что при движении плунжера насоса вверх статический столб добываемой жидкости не нагружает колонну штанг благодаря наличию дренажного отверстия в верхней части цилиндра.

Задача решается, а технический результат достигается скважинным штанговым насосом, содержащим цилиндр, полый плунжер с установленным в нем всасывающим клапаном, размещенный в цилиндре, шток, связывающий плунжер с колонной насосных штанг, герметизирующий узел, нагнетательный клапан. В отличие от прототипа шток выполнен в виде установленной в цилиндре полой штанги, соединенной с переводником, с отверстием для прохода добываемой жидкости, расположенным выше герметизирующего узла, жестко закрепленного в цилиндре, при этом в верхней части цилиндра ниже герметизирующего узла выполнено дренажное отверстие.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показано:

1 - штанговый переводник

2 - полая штанга, установленная в цилиндре

3 - отверстие полой штанги

4 - цилиндр

5 - дренажное отверстие

6 - плунжер

7 - всасывающий клапан

8 - нагнетательный клапан

9 - обсадная колонна

10 - насосно-компрессорные трубы

А - герметизирующий узел.

Работа заявляемого насоса осуществляется следующим образом.

После спуска насоса в обсадную колонну 9 на штангах и посадки его в замковую опору, спущенную на насосно-компрессорных трубах 10, производится опрессовка узла «А», и при положительном результате насос включается в работу. При движении колонны штанг вниз жидкость, находящаяся в насосе, проходит через клапан 8, полую штангу 2 и выходит через отверстие 3 в кольцевое пространство между насосно-компрессорными трубами 10 и полой штангой 2, затем поднимается вверх к устью скважины. Одновременно пространство, находящееся в насосе выше плунжера 6, заполняется жидкостью через дренажное отверстие 5. При движении плунжера 6 вверх цилиндр 4 заполняется жидкостью через всасывающий клапан 7, а жидкость, находящаяся в пространстве выше плунжера 6, выходит через отверстие 5 в полость обсадной колонны 9. В результате, при движении плунжера вверх, штанговая колонна нагружается только своим весом, исключая вес столба жидкости, находящегося над плунжером. Дренажное отверстие 5 исключает запирание поршня в цилиндре.

Благодаря «эффекту разгрузки» также значительно снижается нагрузка как на двигатель привода, так и на станок-качалку, что позволит использовать двигатели меньшей мощности и увеличить срок службы наземного оборудования.

Таким образом, изобретение позволяет добиться снятия нагрузок от веса столба жидкости в колонне насосно-компрессорных труб за счет того, что при движении плунжера насоса вверх статический столб добываемой жидкости не нагружает колонну штанг.

Скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр, полый плунжер с установленным в нем всасывающим клапаном, размещенный в цилиндре, шток, связывающий плунжер с колонной насосных штанг, герметизирующий узел, нагнетательный клапан, отличающийся тем, что шток выполнен в виде установленной в цилиндре полой штанги, соединенной с переводником, с отверстием для прохода добываемой жидкости, расположенным выше герметизирующего узла, жестко закрепленного в цилиндре, при этом в верхней части цилиндра ниже герметизирующего узла выполнено дренажное отверстие.