Скважинный штанговый насос
Владельцы патента RU 2684517:
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" (RU)
Изобретение относится к области машиностроения, к скважинным штанговым насосам и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности. Скважинный штанговый насос содержит цилиндр со всасывающим клапаном, приемный фильтр, выполненный соосно цилиндру в виде перфорированного цилиндрического хвостовика. Хвостовик телескопически соединен с цилиндром и выполнен с возможностью ограниченного упором цилиндра осевого перемещения. Перфорированный хвостовик снабжен центральным стержнем, выполненным с возможностью взаимодействовать со всасывающим клапаном. Упрощается конструкция. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области машиностроения, к скважинным штанговым насосам, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности.
Известен штанговый скважинный насос (Каталог "Скважинные штанговые насосы для добычи нефти" ЦИНТИХимнефтемаш. М., 1988, с. 22), содержащий рабочий цилиндр, внутри которого с минимальным зазором перемещается полый плунжер с нагнетательным клапаном, связанный с колонной насосных штанг, в нижней части цилиндра установлен всасывающий клапан, вход которого соединен с выходом фильтра.
Недостатками известного штангового скважинного насоса являются снижение объемной подачи с засорением фильтра, а также значительная трудоемкость подъема и опускания насоса для очистки фильтра
Известен скважинный штанговый насос, вход которого соединен с полостью приемного фильтра, выполненного в виде перфорированного хвостовика соосно насосу, а выход насоса через обратный клапан сообщен с колонной насосно-компрессорных труб (НКТ), а последняя, через нормально закрытый обратный клапан, с полостью фильтра (см. Патент РФ №2415253, 2011 г.), который принят за прототип.
Недостатками указанного устройства значительная трудоемкость смыва фильтра путем подачи жидкости под давлением из НКТ в полость фильтра.
Целью предлагаемого технического решения является упрощение конструкции насоса.
В скважинном штанговом насосе, содержащем цилиндр со всасывающим клапаном, приемный фильтр, выполненный соосно цилиндру в виде цилиндрического перфорированного хвостовика, внутренняя полость которого сообщена с входом всасывающего клапана, согласно техническому решению, перфорированный хвостовик телескопически соединен с цилиндром и выполнен с возможностью ограниченного упором осевого перемещения, снабжен центральным стержнем, имеющим способность взаимодействовать со всасывающим клапаном.
Наименьшее расстояние от торца стержня до всасывающего клапана меньше наибольшего хода хвостовика.
В верхней части подвижного хвостовика выполнены, как минимум, два закрытых продольных паза возможностью взаимодействия верхней и нижней стенок пазов с упором.
Конструкция предлагаемого устройства поясняется чертежом.
На фиг. 1 представлена схема скважинного штангового насоса с приемным фильтром;
На фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1;
Скважинный штанговый насос содержит цилиндр 1 (см. фиг. 1) с полым плунжером 2, в нижней части плунжера 2 установлен нагнетательный клапан 3, а в нижней части цилиндра - всасывающий клапан 4 с образованием рабочей полости 5 насоса. Насос в нижней части, соосно цилиндру, 1 снабжен составным цилиндрическим фильтром 6, выполненным в виде перфорированного хвостовика, телескопически соединенного с цилиндром 1 с возможностью ограниченного упором 7 цилиндра 1 осевого перемещения с образованием полости 8 фильтра 6. В верхней части хвостовика 6 выполнены, например, как минимум, два закрытых продольных сквозных паза 9 с возможностью взаимодействия нижней и верхней стенок (на фиг. не указаны) пазов 9 с упором 7. Упор 7 может быть выполнен, например, в виде разрезного пружинного кольца, установленного в кольцевой канавке 10 цилиндра 1.
Фильтр 6 снабжен центральным стержнем 11, выполненный с возможностью взаимодействия со всасывающим клапаном 4. Стержень 11 снабжен, например, направляющим 12 с упором 13, выполненным, например, в виде диска со сквозными отверстиями 14.
Насос с фильтром 6 опущен в эксплуатационную колонну 15 скважины. Плунжер 2 соединен с приводом (на фиг. не показан) посредством колонны штанг 16, а цилиндр 1-е колонной НКТ 17.
Устройство работает следующим образом.
Пусть плунжер 2 находится в нижнем положении (фиг. 1) и осуществляет цикл всасывания. Нагнетательный клапан 3 закрыт, а всасывающий клапан 4 открыт. Фильтр 6 (перфорированный хвостовик) под действием собственного веса находится в нижнем положении.
При движении плунжера 2 вверх давление в рабочей полости 5 снижается. Жидкость, например, из пласта, (на фиг. не показан) через полость 8 хвостовика 6 перетекает в рабочую полость 5.
Когда ячейки (на фиг. не указаны) перфорированного хвостовика 6 не засорены, их пропускная способность высокая. Поэтому перепад давления жидкости через ячейки фильтра 6 незначительный.
Со временем ячейки хвостовика 6 засоряются механическими примесями и вязкой нефтью. При ходе плунжера 2 вверх, при цикле всасывания, перепад давления через ячейки хвостовика 6 возрастают. Давление в полости 8 хвостовика 6 снижается. Под действием создавшегося перепада давления между давлением пласта и полости 8, хвостовик 6 начинает перемещаться вверх. При значительном перепаде давления через фильтр стержень 11 взаимодействует с открытым всасывающим клапаном 4.
При ходе нагнетания, когда плунжер 2 начинает перемещаться вниз, клапан 4 остается открытым. Жидкость из рабочей полости 5 цилиндра 1 через открытый всасывающий клапан 4 перетекает в полость 8 хвостовика 6. Перетекая через ячейки хвостовика 6, жидкость очищает ячейки от механических примесей и вязкой нефти.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет осуществлять автоматическую очистку (регенерацию) приемного фильтра 6 при его засорении.
1. Скважинный штанговый насос, содержащий рабочий цилиндр со всасывающим клапаном, приемный фильтр, выполненный соосно цилиндру в виде цилиндрического перфорированного хвостовика, внутренняя полость которого сообщена с входом всасывающего клапана, отличающийся тем, что перфорированный хвостовик телескопически соединен с цилиндром, выполнен с возможностью ограниченного упором осевого перемещения и снабжен центральным стержнем, имеющим способность взаимодействовать со всасывающим клапаном.
2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что наименьшее расстояние от торца стержня до всасывающего клапана меньше наибольшего хода хвостовика.
3. Насос по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в верхней части подвижного хвостовика выполнены как минимум два закрытых продольных паза с возможностью взаимодействия верхней и нижней стенок пазов с упором.
