×
15.06.2019
219.017.83b7

Результат интеллектуальной деятельности: ПОГРУЖНОЙ СКВАЖИННЫЙ НАСОС С ПРИЕМНЫМ ФИЛЬТРОМ

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области машиностроения, в частности к погружным скважинным насосам с приемным фильтром и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности. Насос содержит цилиндрический корпус, соединенный с фильтром. Фильтр выполнен в виде перфорированного цилиндрического хвостовика с ячейками, телескопически соединенного с корпусом с возможностью ограниченного упором осевого перемещения. Фильтр снабжен средством очистки, выполненным в виде охватывающего хвостовик скребка. Скребок выполнен в виде перфорированного цилиндра с образованием чередующихся отверстий и выступов, ответно выполненных ячейкам хвостовика. Скребок снабжен по торцам, ответно корпусу насоса и хвостовику, верхним и нижним кольцом соответственно ответно корпусу и хвостовику. При этом верхнее кольцо жестко соединено с корпусом насоса. Повышается надежность. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, к погружным скважинным насосам с приемным фильтром, 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 полостью 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 погружной скважинный насос с приемным фильтром, содержащий с корпус, цилиндрический перфорированный хвостовик, внутренняя полость которого сообщена со входом насоса, скребок, охватывающий хвостовик, при этом хвостовик и скребок установлены с возможностью относительного возвратно-поступательного движения (см. Пат. РФ №2020269, 1994 г.).

Недостатками указанного устройства являются сложность конструкции и недостаточная надежность работы.

Известен погружной скважинный насос с приемным фильтром, содержащий цилиндрический корпус, самоочищающийся фильтр, включающий перфорированный хвостовик, внутренняя полость которого сообщена со входом насоса, охватывающий хвостовик скребок, при этом хвостовик и скребок выполнены с возможностью относительного возвратно-поступательного и углового перемещения (см. А.с. СССР №1617199, 1988 г.), который принят за прототип.

Очищение поверхности фильтра путем относительного осевого и углового перемещения хвостовика и скребка позволяет повысить эффективность очистки.

Недостатками известного устройства являются недостаточная надежность и сложность конструкции очищающего устройства.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности работы за счет упрощения конструкции.

Решение технической задачи достигается тем, что в погружном скважинном насосе с приемным фильтром, содержащем цилиндрический корпус, фильтр, выполненный в виде перфорированного цилиндрического хвостовика со сквозными ячейками и средство очистки фильтра, выполненное в виде скребка, имеющее способность охватывать хвостовик и снабженное по торцам верхним и нижним кольцами соответственно ответно корпусу и хвостовику, при этом хвостовик и скребок с нижним кольцом установлены с возможностью относительного возвратно-поступательного движения и сообщения полости хвостовика со входом насоса, согласно техническому решению, хвостовик телескопически соединен с корпусом насоса с возможностью ограниченного упором осевого перемещения, скребок выполнен в виде перфорированного цилиндра с образованием чередующихся отверстий и выступов, ответно выполненных ячейкам хвостовика, при этом верхнее кольцо жестко соединено с корпусом насоса.

В корпусе насоса со стороны фильтра выполнена, ответно последнему, цилиндрическая обточка с образованием бурта, а между торцом хвостовика и буртом установлена пружина.

Скребок выполнен разрезным по всей длине с возможностью его постоянного взаимодействия с хвостовиком.

Конструкция предлагаемого устройства поясняется чертежом.

На фиг. 1 представлена схема вертикальной погружной скважинной насосной установки;

На фиг. 2 - схема фильтра установки на фиг. 1;

На фиг. 3 - схема установки погружного насоса на горизонтальном отводе скважины;

На фиг. 4 - схема фильтра насосной установки на фиг. 3.

Погружная скважинная насосная установка вертикальной скважины включает, например, штанговый насос 1 (фиг. 1), включающий корпус 2, выполненный в виде цилиндра с установленным полым плунжером 3, в нижней части плунжера 3 установлен нагнетательный клапан 4, а в нижней части корпуса 2 - всасывающий клапан 5 с образованием рабочей полости 6 насоса. Насос 1 в нижней части, соосно корпусу 2, снабжен приемным фильтром, выполненным в виде цилиндрического перфорированного хвостовика 7 (фиг. 2) с ячейками 8, телескопически соединенного с корпусом 2 с возможностью ограниченного упором 9 осевого перемещения и с образованием полости 10 хвостовика 7. В нижней части корпуса 2 выполнена, например, ответно хвостовику 7, цилиндрическая обточка (на фиг. не указана) с образованием бурта 11.

В верхней части хвостовика 7, выполнены, например, как минимум, два закрытых продольных сквозных паза 12 с возможностью взаимодействия с нижней и верхней стенок (на фиг. не указаны) пазов 12 с упором 9. Упор 9 может быть выполнен в виде, например, штифтов или разрезного пружинного кольца, установленного в кольцевой канавке 13 корпуса 2.

Скребок 14, охватывающий хвостовик 7, выполнен в виде перфорированного цилиндра с чередующимися отверстиями 15 и выступами 16, ответно выполненными ячейкам 8 хвостовика 7. Скребок 14 по торцам снабжен верхним 17 и нижним 18 кольцами, выполненными, например, в виде центраторов. Кольца 17 и 18 выполнены соответственно ответно корпусу 2 насоса 1 и хвостовику 7. Кольцо 17 жестко соединено с корпусом 2, а хвостовик 7 выполнен с возможностью осевого перемещения относительно кольца 18.

Размер отверстий 15 скребка 14 намного больше размера ячеек 8 хвостовика 7.

Насос 1 с хвостовиком 7 опущен в эксплуатационную колонну 19 скважины. Корпус 2 насоса 1 соединен с колонной насосно-компрессорных труб (НКТ) 20, а плунжер 3 соединен с приводом (на фиг. не показан) посредством колонны штанг 21 и полированного штока 22.

Скважина в верхней части оснащена устьевым оборудованием 23.

Погружная скважинная насосная установка с горизонтальным отводом включает бесштанговый насос 24 (фиг. 3), например, винтовой насос с валом 25, соединенный с погружным электродвигателем 26.

Хвостовик 7 установлен между насосом 24 и двигателем 26 с возможностью ограниченного упором 9 (фиг. 4) осевого перемещения относительно насоса 1 и двигателя 26. Двигатель 26 снабжен, например, цилиндрическим выступом 27, охватывающим вал 25, а в нижней части хвостовика 7 выполнено сквозное отверстие 28, ответно выполненное выступу 27.

Хвостовик 7 подпружинен пружиной 29 относительно бурта 11 корпуса 2 насоса 24.

Насосная установка снабжена также устьевым оборудованием 23 и станцией управления 30 электродвигателем 26, оснащенным, например, регулируемы приводом.

Устройство работает следующим образом.

Пусть плунжер 3 находится в крайнем нижнем положении (фиг. 1). Нагнетательный клапан 4 чуть приоткрыт, а всасывающий клапан 5 закрыт. Хвостовик 7 (фиг. 2) под действием собственного веса находится в крайнем нижнем положении. Это достигается тем, что вес хвостовика 7 больше суммарных сил трения скребка 14 по поверхности хвостовика 7. Выступы 16 скребка взаимодействуют с боковой поверхностью хвостовика 7.

Рассмотрим все возможные варианты очистки поверхности хвостовика 7 скребком 14, вызванные:

1) Снижением давления в полости 10 хвостовика 7 при засорении ячеек 8.

2) Изменением давления жидкости в колонне НКТ, которое может быть вызвано следующими причинами:

2.1) Изменением расхода насоса;

2.2) Остановкой и пуском в работу насоса;

2.3) Изменением ускорения жидкости внутри колонны НКТ.

Рассмотрим конкретнее описанные выше варианты.

Снижение давления в полости хвостовика: При движении плунжера 3 вверх давление в рабочей полости 6 снижается. Клапан 4 закрывается. Под действием перепада давления клапан 5 открывается, и жидкость, например, из пласта, (на фиг. не показан) через полость 10 и ячейки 8 хвостовика 7 перетекает в рабочую полость 6 насоса 1.

Когда ячейки 8 перфорированного хвостовика 7 не засорены, его пропускная способность высокая. Поэтому перепад давления жидкости через хвостовик 7 незначительный.

Со временем ячейки 8 хвостовика 7 засоряются механическими примесями и вязкой нефтью. При ходе плунжера 3 вверх, при цикле всасывания, перепад давления через ячейки 8 хвостовика 7 возрастают. Давление в полости 10 хвостовика 7 снижается. Под действием перепада давления между давлением пласта и полости 10 подвижный хвостовик 7 начинает перемещаться вверх. Выступы 16 скребка 14, скользя по поверхности хвостовика 7, очищают ячейки 8 от механических примесей и вязкой нефти. При этом скребок 14, неподвижно установленный в корпусе 2, остается неподвижным.

При ходе нагнетания, когда плунжер 3 перемещается вниз, давление в полости 10 становится равным пластовому давлению. Подвижный хвостовик 7 под действием его веса опускается вниз. При этом выступы 16 скребка 14 дополнительно очищают поверхность хвостовика 7.

Учитывая, что размер отверстий 15 скребка 14 намного больше размера ячеек 8 хвостовика 7, его пропускная способность остается высокой.

Изменение расхода насоса: При ходе нагнетания расход насоса определяется скоростью плунжера 3 и разностью площадей плунжера 3 и полированного штока 22, диаметр которого составляет примерно половину диаметра плунжера 3. При ходе же плунжера 3 вниз (цикл всасывания), расход насоса определяется скоростью плунжера 3 и площадью полированного штока 22, т.е. составляет примерно третью часть расхода при цикле нагнетания. Учитывая квадратичную зависимость гидравлического сопротивления в канале НКТ 20 от скорости жидкости, гидравлическое сопротивление в колонне НКТ 20 резко снижается при цикле всасывания. В связи со значительной длиной колонны НКТ 20, составляющей от 800 м до 2000 м, нижняя часть НКТ 20, и вместе с ней и корпус 2 насоса 1 со скребком 14, совершают возвратно-поступательное движение.

Учитывая, что хвостовик 7 соединен телескопически с корпусом 2 с возможностью относительного ограниченного осевого перемещения, скорость и перемещение хвостовика 7 будет отличаться от скорости и перемещения скребка 14.

Остановка и пуск насоса: При остановке насоса 1 давление в колонне НКТ 20 резко снижается, и она укорачивается. Низ НКТ 20 и вместе с ним насос 1 со скребком 14 перемещаются вверх. Хвостовик 7 под действием силы тяжести остается практически неподвижным. При подъеме вверх выступы 16 скребка 14 очищают ячейки 8 хвостовика 7. При пуске насоса 1 давление в колонне НКТ 20 возрастает, и она удлиняется. Низ НКТ 20, и вместе с ним насос 1 со скребком 14 опускаются вниз, дополнительно очищая поверхность хвостовика 7.

При приближении плунжера 3 в крайнее верхнее положение, давление в колонне НКТ 20 снижается. Колонна НКТ 20 укорачивается. И насос 1 со скребком 14 перемещается вверх.

Изменение ускорения жидкости в колонне НКТ: В начале цикла нагнетания жидкость, находящаяся в колонне НКТ 20, приобретает ускорение, создавая дополнительный перепад давления. Под действием создавшегося перепада давления колонна НКТ 20 удлиняется, и насос 1 со скребком 14 резко перемещается вниз. При этом очищаются ячейки 8.

Таким образом, при засорении ячеек 8 хвостовик 7 поднимается вверх, остающийся неподвижным скребок 14 выступами 16 очищает ячейки 8. Кроме того, при изменении давления в колонне НКТ 20 вследствие изменения расхода (подачи) насоса 1, ускорения жидости в канале НКТ 20, а также при остановке-пуске насоса 1 происходит перемещение скребка 14 относительно хвостовика 7.

Предлагаемое техническое решение позволяет автоматически включить в работу скребок 14 при засорении ячеек 8 хвостовика 7, изменении расхода и ускорения жидкости в канале НКТ 20.

Рассмотрим работу фильтра погружной насосной установки в скважине с горизонтальным отводом.

Добыча нефти из скважин с горизонтальным отводом осуществляется, как правило, погружными насосами, а именно, центробежными или винтовыми насосами.

Погружная скважинная насосная установка включает, например, винтовой насос 24 (фиг. 3 и 4) с валом 25, соединенным с погружным двигателем 26. Под действием пружины 29 хвостовик 7 максимально отодвинут от насоса 1.

Рассмотрим все возможные варианты очистки поверхности хвостовика 7 скребком 14, вызванные снижением давления в полости 10 хвостовика 7 при засорении ячеек 8, а также изменением давления жидкости в колонне НКТ 20.

Засорение ячеек хвостовика: При засорении ячеек 8 хвостовика 7 давление в полости 10 снижается. Под действием перепада давления между давлением пласта и полости 10 хвостовик 7 перемещается в сторону насоса 24, сжимая пружину 29, скользя по поверхности корпуса 2 и цилиндрического выступа 27 двигателя 26. При этом выступы 16 скребка 14 очищают ячейки 8 хвостовика 7. При увеличении пропускной способности хвостовика 7 давление в полости 10 нормализуется, и хвостовик 7 под действием усилия пружины 29 отдвигается от насоса 1.

Изменение расхода насоса: Изменение расхода насоса 1 может происходит вследствие снижения коэффициента наполнения при засорении ячеек 8 хвостовика 7, или при принудительном изменении расхода насоса 1 посредством станции управления 30 с регулируемым приводом электродвигателя 26.

Остановка и пуск в работу насоса: При остановке насоса 1 резко снижается давление в канале НКТ 20. Происходит сокращение длины НКТ 20, и ее низ вместе с насосом 1 и скребком 14 перемещаются в сторону устья. Хвостовик 7, имеющий способность ограниченного осевого перемещения относительно насоса 1, остается практически неподвижным. Выступы 16 скребка 14 очищают ячейки 8 хвостовика 7. При пуске насоса 1 в работу происходит обратный процесс.

Изменение ускорения жидкости в НКТ: При изменении расхода насоса 1, его пуске и остановке, происходит ускоренное движение жидкости в канале НКТ 20. Давление в НКТ 20 резко меняется, что приводит к чередующемуся удлинению и укорачиванию длины НКТ 20.

При выполнении скребка 14 разрезной по всей его длине выступы 16 постоянно прижаты к хвостовику 7 под действием силы упругости. При возможном износе выступов 16 они остаются прижатыми к хвостовику 7.


ПОГРУЖНОЙ СКВАЖИННЫЙ НАСОС С ПРИЕМНЫМ ФИЛЬТРОМ
ПОГРУЖНОЙ СКВАЖИННЫЙ НАСОС С ПРИЕМНЫМ ФИЛЬТРОМ
ПОГРУЖНОЙ СКВАЖИННЫЙ НАСОС С ПРИЕМНЫМ ФИЛЬТРОМ
ПОГРУЖНОЙ СКВАЖИННЫЙ НАСОС С ПРИЕМНЫМ ФИЛЬТРОМ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 11-20 of 59 items.
09.08.2018
№218.016.78de

Способ подбора кислотного состава для интенсификации добычи нефти

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и касается способа подбора кислотного состава. Способ включает в себя отбор проб нефти до проведения обработки призабойной зоны кислотным составом, пробоподготовку, основанную на обезвоживании нефти способом центрифугирования, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002663417
Дата охранного документа: 06.08.2018
01.09.2018
№218.016.81c5

Способ изоляции обводненных интервалов продуктивного пласта в горизонтальных скважинах на месторождениях с низкопроницаемыми коллекторами

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может найти применение для изоляции обводненных интервалов продуктивного пласта в горизонтальных скважинах на месторождениях с низкопроницаемыми коллекторами. Способ включает обработку обводненного интервала пласта физическим воздействием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002665494
Дата охранного документа: 30.08.2018
28.09.2018
№218.016.8c6f

Подъемная система буровой установки

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к буровым установкам для эксплуатационного и разведочного бурения нефтяных и газовых скважин. Технический результат заключается в предотвращении ослабления подвижной ветви талевого каната в барабане и нарушения навивки каната на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002668101
Дата охранного документа: 26.09.2018
09.11.2018
№218.016.9bff

Погружной скважинный насос с приемным фильтром

Группа изобретений относится к нефтедобывающей отрасли, в частности к погружным скважинным насосам с приемным фильтром. Устройство содержит приводной вал, цилиндрический корпус, соединенный телескопически с фильтром. Фильтр выполнен в виде перфорированного цилиндрического стакана с центральным...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002671884
Дата охранного документа: 07.11.2018
14.11.2018
№218.016.9cf8

Способ разработки месторождений сверхвязкой нефти

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности. Технический результат - повышение эффективности разработки залежей на месторождениях сверхвязкой нефти, снижение вязкости нефти, обеспечение достаточного прогрева пласта для создание паровой камеры, снижение энергетических затрат от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002672272
Дата охранного документа: 13.11.2018
30.11.2018
№218.016.a201

Подъемная система буровой установки

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к подъемной системе буровых установок для эксплуатационного и разведочного бурения нефтяных и газовых скважин. Технический результат заключается в исключении ослабления подвижной ветви каната и нарушения его навивки на барабан при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002673495
Дата охранного документа: 27.11.2018
14.12.2018
№218.016.a6f2

Насос

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к вертикальным плунжерным насосам, особенно для перекачивания высоковязких жидкостей с содержанием механических примесей и газа, в частности к скважинным штанговым насосам, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002674843
Дата охранного документа: 13.12.2018
19.12.2018
№218.016.a8d8

Способ извлечения высоковязкой нефти и природного битума из залежи

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к способам разработки месторождений высоковязкой нефти или природного битума горизонтальными скважинами. Техническим результатом является создание технологичного способа извлечения высоковязкой нефти и природного битума из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002675276
Дата охранного документа: 18.12.2018
27.12.2018
№218.016.ac23

Способ контроля влагосодержания продукции нефтедобывающей скважины

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, предназначено для контроля влагосодержания продукции нефтедобывающих скважин и может быть использовано при получении информации для систем регулирования добычи продукции на нефтяных месторождениях. Техническим результатом изобретения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002676109
Дата охранного документа: 26.12.2018
22.01.2019
№219.016.b28c

Скважинный штанговый насос

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к вертикальным плунжерным насосам для перекачивания высоковязких жидкостей с содержанием механических примесей и газа, и может быть в скважинных штанговых насосах. Насос содержит цилиндр с центральным отверстием в днище с образованием...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677772
Дата охранного документа: 21.01.2019
Showing 11-20 of 59 items.
10.04.2016
№216.015.32c1

Коронка для ударно-вращательного бурения

Изобретение относится к области металлургии и горного дела, а именно к коронкам для вскрытия леток доменной печи, а также для ударно-вращательного бурения мелко шпуровых скважин. Технический результат заключается в повышении ресурса и скорости бурения. Коронка для ударно-вращательного бурения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581059
Дата охранного документа: 10.04.2016
20.04.2016
№216.015.35d3

Устройство для правки и контроля кривизны штанг

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности, для правки длинномерных стержней, балок, штанг и валов. На неподвижном столе размещены правильные опоры и подпружиненная его контрольная опора, выполненная с возможностью ограниченного перемещения по вертикали...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581701
Дата охранного документа: 20.04.2016
25.08.2017
№217.015.9d93

Насос

Изобретение относится к устройствам для перекачивания густых жидкостей с абразивами, в частности к поршневым насосам. Насос содержит корпус с нагнетательным коллектором и всасывающей полостью, привод. В корпусе выполнено как минимум одно отверстие для размещения как минимум одного цилиндра,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610799
Дата охранного документа: 15.02.2017
25.08.2017
№217.015.ab08

Шарошка бурового долота

Изобретение относится к области горного дела, а именно к шарошкам буровых долот для бурения скважин большого диаметра. Технический результат заключается в увеличении срока службы шарошки. Шарошка бурового долота содержит маслонаполненный корпус, ось, установленную в корпусе на подшипниках,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612172
Дата охранного документа: 02.03.2017
25.08.2017
№217.015.ab32

Шарошка бурового долота

Изобретение относится к области горного дела, а именно к шарошкам буровых долот для бурения скважин большого диаметра под сваи, разработки горных пород. Технический результат заключается в увеличении срока службы шарошки. Шарошка бурового долота содержит корпус, ось, установленную в корпусе на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612171
Дата охранного документа: 02.03.2017
26.08.2017
№217.015.decb

Цилиндропоршневое уплотнительное устройство

Изобретение относится к устройствам для уплотнения двух концентрично расположенных поверхностей и может применяться в области машиностроения, в частности, для уплотнения плунжеров и штоков объемных машин, например насосов, а также вращающихся валов. Уплотнительное устройство содержит цилиндр,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624932
Дата охранного документа: 11.07.2017
19.01.2018
№218.016.0167

Насос

Изобретение относится к устройствам для перекачивания густых и газосодержащих жидкостей с абразивами, в частности к поршневым насосам, в частности к буровым и нефтепромысловым насосам. Насос содержит корпус с нагнетательным коллектором и всасывающей полостью и приводом. В корпусе выполнено одно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629859
Дата охранного документа: 04.09.2017
04.04.2018
№218.016.2f79

Износостойкий наплавочный материал

Изобретение может быть использовано для наплавки рабочих поверхностей деталей машин и оборудования, подвергающихся в процессе эксплуатации интенсивному абразивному изнашиванию. Износостойкий наплавочный материал содержит ингредиенты в следующем соотношении, мас.%: борид вольфрама 28-32,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644718
Дата охранного документа: 13.02.2018
10.08.2018
№218.016.7b58

Скважинный фильтр тонкой очистки

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в эксплуатации нефтяных, газовых, водозаборных скважин при откачке жидких сред с механическими примесями. Устройство включает фильтрующий элемент - металлическую трубу с отверстиями в виде секций, соединенных между...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002663778
Дата охранного документа: 09.08.2018
23.09.2018
№218.016.8a3d

Насос

Изобретение относится к устройствам для перекачивания густых жидкостей с абразивами, в частности к поршневым насосам. Насос содержит корпус с нагнетательным коллектором и всасывающей полостью и приводом. В корпусе выполнено как минимум одно отверстие для размещения как минимум одного цилиндра,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667607
Дата охранного документа: 21.09.2018
+ добавить свой РИД