Результат интеллектуальной деятельности: Скважинный штанговый насос

Изобретение относится к области нефтяной промышленности и может быть использовано для эксплуатации скважин с углом отклонения от вертикали от 43 до 110 градусов, оборудованных установками скважинных штанговых насосов.

Известен скважинный штанговый насос, включающий цилиндр с всасывающим клапаном, расположенный в цилиндре с зазором плунжер с нагнетательным клапаном (патент РФ №2289037, МПК F04B 47/00, опубликован 10.12.2006г.).

Известен скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр с всасывающим клапаном, полый плунжер с нагнетательным клапаном, размещенный в цилиндре и разделяющий его полость на всасывающую и нагнетательную полости (патент РФ №2340792, МПК F04B 47/00, опубликован 10.12.2008г.).

Известен штанговый глубинный насос для горизонтальных скважин, спускаемый в скважину на насосно-компрессорных трубах и включающий цилиндр, плунжер, самоустанавливающиеся всасывающий и нагнетательный клапаны и шток (патент РФ №2623345, МПК F04B 47/00, опубликован 23.06.2017г.).

Недостатком известных штанговых насосов является то, что малейшая деформация изгиба цилиндра при спуско-подъемных операциях и при эксплуатации насоса в скважине с углом отклонения от вертикали более 43 градусов приводит к заклиниванию плунжера в цилиндре, что приводит к поломке насоса и, как следствие, замене насоса подъемом всей компоновки.

Технический результат заключается в повышении надежности работы скважинного штангового насоса за счет исключения деформации изгиба цилиндра при спуско-подъемных операциях и при эксплуатации насоса в скважине и, как следствие, исключения заклинивания плунжера в цилиндре насоса.

Технический результат достигается скважинным штанговым насосом, спускаемым в скважину на насосно-компрессорных трубах, включающим цилиндр, самоустанавливающийся всасывающий клапан, плунжер, самоустанавливающийся нагнетательный клапан, при этом, согласно изобретению, цилиндр снабжен кожухом, образующим с ним кольцевую полость и установленным с упором в верхнюю и нижнюю муфты цилиндра, при этом кожух выполнен их нескольких частей, между которыми размещены центраторы, подвижно установленные на цилиндре, причем верхняя часть кожуха соединена при помощи резьбы с верхним центратором.

Кроме того, в кожухе выполнены отверстия для слива жидкости.

Кроме того, перед корпусом всасывающего клапана установлена камера накопления газа с отверстиями для отвода газа в затрубное пространство.

Кроме того, камера накопления газа имеет форму «воронки».

На чертеже представлен общий вид в разрезе скважинного штангового насоса.

Скважинный штанговый насос содержит цилиндр 1 с самоустанавливающимся всасывающим клапаном 2 в нижней части, размещенный внутри цилиндра 1 плунжер 3 с самоустанавливающимся нагнетательным клапаном 4. Цилиндр 1 снабжен кожухом 5, установленным между верхней 6 и нижней 7 муфтами цилиндра 1 и образующим с цилиндром 1 кольцевую полость 8.

Кожух 5 выполнен из нескольких частей, между которыми размещены центраторы 9 и 10, подвижно установленные на цилиндре 1. При этом верхняя часть кожуха 5 соединена при помощи резьбы с верхним центратором 9. Центраторы служат для ориентирования кожуха 5 в стволе скважины с уклоном более 43 градусов от вертикали.

В кожухе 5 выполнены отверстия 11 для слива жидкости при подъеме насоса на поверхность по окончании работ.

Перед корпусом всасывающего клапана установлена камера накопления газа 12, которая имеет форму «воронки». В камере 12 выполнены отверстия 13 для отвода газа в затрубное пространство скважины с целью исключения влияния газа, содержащегося в добываемой пластовой жидкости, на работу клапанов.

Внутри камеры 12 перед всасывающим клапаном 2 размещен фильтр 14 для очистки закачиваемой в насос жидкости от механических примесей.

Предлагаемый скважинный штанговый насос работает следующим образом.

Во время сборочных операций, придерживая ключом верхний центратор 9, откручивают верхнюю часть кожуха 5 до тех пор, пока верхняя часть кожуха 5 не упрется в верхнюю муфту 6, а нижняя часть кожуха 5 – с определенным усилием в нижнюю муфту 7. Усилия, с которыми верхняя и нижняя части кожуха 5 упираются в верхнюю 6 и нижнюю 7 муфты цилиндра 1, «растягивают» кожух 5, при этом также растягивая цилиндр 1. Таким образом, кожух 5 всегда будет держать цилиндр 1 насоса под определенным усилием на растяжение, тем самым исключая малейшие деформации изгиба цилиндра 1 при спуско-подъемных операциях и при эксплуатации насоса в скважине с углом отклонения от вертикали более 43 градусов, предотвращая тем самым заклинивание плунжера 3 в цилиндре 1.

Глубинный насос спускают в горизонтальную скважину на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) 15. Плунжер 3 соединяется с колонной штанг (на фиг. не показана) через переходник 16. После спуска насоса в скважину осуществляют возвратно-поступательное движение штанг с помощью наземного станка-качалки. При ходе колонны штанг с плунжером 3 в цилиндре 1 вверх, самоустанавливающийся всасывающий клапан 2 открывается и пластовая жидкость поступает через фильтр 14 в подплунжерную полость. При этом газ, содержащийся в пластовой жидкости, через отверстия 13 камеры накопления газа 12 отводится в затрубное пространство. В процессе хода плунжера 3 вниз всасывающий клапан 2 закрывается, нагнетательный клапан 4 открывается, и пластовая жидкость из подплунжерной полости перетекает в надплунжерную полость и далее поступает в колонну НКТ 15. Далее цикл работы насоса повторяется.

Отверстия 11 в кожухе 5 служат для слива жидкости, которая попадает в кольцевую полость 8 между кожухом 5 и цилиндром 1 в процессе эксплуатации насоса, при подъеме оборудования, тем самым предотвращая загрязнение окружающей среды при извлечении насоса.

Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает исключение деформации изгиба цилиндра насоса при спуско-подъемных операциях и при эксплуатации насоса в скважине, что предотвращает заклинивание плунжера в цилиндре, повышая надежность работы скважинного штангового насоса.