Результат интеллектуальной деятельности: СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС

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.