Результат интеллектуальной деятельности: СКВАЖИННЫЙ НАСОС

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.