×
27.06.2020
220.018.2c47

Способ восстановления работоспособности клапанов плунжерного глубинного насоса

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002724697
Дата охранного документа
25.06.2020
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности для очистки клапанов в скважинных штанговых насосных установках. Для реализации способа восстановления работоспособности клапанов плунжерного глубинного насоса останавливают работу устьевого привода глубинного насоса. Приподнимают при помощи штанг подвижные конструктивные элементы насоса. Опускают подвижные конструктивные элементы до взаимодействия с неподвижными для очистки и восстановления работоспособности клапанов. Предварительно для скважинных условий определяют наиболее эффективную частоту колебаний, обеспечивающих воздействие на седла и запорные элементы клапанов и позволяющих восстановить работоспособность клапанов. Подбирают резонатор из прочного и износостойкого материала, генерирующего определенные колебания. Оснащают перед спуском в скважину подвижные, неподвижные или подвижные и неподвижные конструктивные элементы насоса резонаторами, обеспечивающие генерацию колебаний при взаимодействии во время очистки клапанов, до восстановления работоспособности клапанов. Достигается технический результат – осуществление восстановления проходимости и обеспечение качественного запирания клапанов без механического воздействия на клапаны и использования внешних источников промывки. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности для очистки клапанов в скважинных штанговых насосных установках.

Известен способ обеспечения работы всасывающего клапана глубинного штангового насоса (патент RU № 2258836, МПК F04B 47/00, опубл. 20.08.2005 Бюл. № 23), заключающийся в том, что на установленный в нижнем конце цилиндра всасывающий клапан в виде плавающего шарика, расположенного в корпусе клапана над его седлом, воздействуют потоком добываемой жидкости, возникающим по причине разности давлений между разделенными всасывающим клапаном полостями, причем при работе всасывающего клапана осуществляют в ритме работы насоса механическую очистку клапанной полости и принудительное закрытие всасывающего клапана под воздействием на него дополнительного усилия, а при отказе всасывающего клапана его принудительное закрытие осуществляют путем механического воздействия на него нижним окончанием плунжера в сочетании с расхаживанием последнего.

Недостатками способа являются узкая область применения, так как предназначен для очистки только всасывающего клапана, сложность обслуживания и снижение эффективности, связанные с необходимостью внесения конструктивных изменений в стандартные изделия, что приводит к ухудшению работы насоса из-за замедления работы всасывающего клапана.

Наиболее близким по технической сущности является скважинный штанговый насос (патент SU № 1525319, МПК F04B 53/14, F04B 47/02, опубл. 30.11.1989), содержащий цилиндр, размещенный в полости цилиндра плунжер, всасывающий и нагнетательный клапаны, установленные соответственно в полостях цилиндра и цилиндра и снабженные седлом, запорным элементом и полой клеткой, причем полая клетка всасывающего клапана выполнена с соосно на ней полым штоком, причем полая клетка всасывающего насоса установлена подвижно в осевом направлении и подпружинена относительно его седла, а со стороны нижнего торца своего нижнего торца снабжена расположенным эксцентрично ее оси выступом, обращенная к запорному элементу поверхность которого выполнена овальной, причем шток и выступ установлены с возможностью взаимодействия соответственно с запорными элементами нагнетательного и всовывающего клапанов при опускании штанг вниз.

Для этого насоса осуществляют способ очистки клапанов, включающий остановку привода насоса наращивание технологическим патрубком сверху колонны штаг, доопускание полого плунжера при помощи штанг в крайнее нижнее положение до взаимодействия запорного элемента нагнетательного клапана со штоком выполненной подвижно в осевом направлении и поджатым пружиной относительно седла клеткой всасывающего клапана, после отжатия запорного органа нагнетательного клапана вверх штоком обеспечивется взаимодействие полого плунжера с клеткой с сжатием пружины до взаимодействия овальной поверхности выступа с запорным элементом всасывающего клапана и отжатием его в сторону для обеспечения прямой промывки за счет сквозного сообщения полостей скважинного насоса с полостью колонны насосных труб и скважиной.

Недостатками способа и устройства являются сложность обслуживания, связанная с необходимостью применения насосных агрегатов, и снижение эффективности, связанные с необходимостью внесения конструктивных изменений в стандартные изделия, что приводит к ухудшению работы насоса из-за замедления работы всасывающего клапана, а механическое воздействие на запорные органы может привести к их выводу из строя.

Технической задачей предполагаемого изобретения является создание способа восстановления работоспособности клапанов плунжерного глубинного насоса, позволяющего без механического воздействия на запорные органы клапанов и использования внешних источников промывки осуществить восстановление проходимость и обеспечить качественное запирание клапанов.

Техническая задача решается способом восстановления работоспособности клапанов плунжерного глубинного насоса, включающим остановку работы устьевого привода глубинного насоса, приподнятие при помощи штанг подвижных конструктивных элементов насоса, опускание подвижных конструктивных элементов до взаимодействия с неподвижными для очистки и восстановления работоспособности клапанов.

Новым является то, что предварительно для скважинных условий определяют наиболее эффективную частоту колебаний, обеспечивающих воздействие на седла и запорные элементы клапанов и позволяющих восстановить работоспособность клапанов, подбирают резонатор из прочного и износостойкого материала, генерирующего определенные колебания, оснащают перед спуском в скважину подвижные, неподвижные или подвижные и неподвижные конструктивные элементы насоса резонаторами, обеспечивающие генерацию колебаний при взаимодействии во время очистки клапанов, до восстановления работоспособности клапанов.

Новым является также то, что при использовании в качестве плунжерного глубинного насоса вставного насоса в качестве неподвижного конструктивного элемента используют зафиксированную внутри скважины замковую опору, сверху которой устанавливают резонатор, выполненный с возможностью взаимодействия с цилиндром глубинного насоса.

Новым является также то, что при использовании в качестве плунжерного глубинного насоса вставного насоса в качестве подвижного конструктивного элемента используют цилиндр глубинного насоса, снаружи которого устанавливают резонатор, выполненный с возможностью взаимодействия с замковой опорой, зафиксированной внутри скважины.

Новым является также то, что при использовании в качестве плунжерного глубинного насоса вставного насоса в качестве неподвижного конструктивного элемента используют зафиксированную внутри скважины замковую опору, сверху которой устанавливают резонатор, а в качестве подвижного конструктивного элемента используют цилиндр глубинного насоса, снаружи которого устанавливают резонатор, причем резонаторы установлены с возможностью взаимодействия при установке цилиндра в замковую опору.

Новым является также то, что при спуске цилиндра глубинного насоса в составе колонны лифтовых труб в качестве неподвижного конструктивного элемента используют цилиндр, сверху всасывающего клапана которого устанавливают резонатор, выполненный с возможностью взаимодействия с плунжером глубинного насоса.

Новым является также то, что при спуске цилиндра глубинного насоса в составе колонны лифтовых труб в качестве подвижного конструктивного элемента используют плунжер, снизу которого устанавливают резонатор, выполненный с возможностью взаимодействия с ограничителем, располагаемым над всасывающим клапаном цилиндра.

Новым является также то, что при спуске цилиндра глубинного насоса в составе колонны лифтовых труб в качестве неподвижного конструктивного элемента используют цилиндр, сверху всасывающего клапана которого устанавливают резонатор, а в качестве подвижного конструктивного элемента используют плунжер, снизу которого устанавливают резонатор, причем резонаторы выполнены с возможностью взаимодействия при доопускании плунжера в цилиндр.

На фиг. 1 изображена схема реализации способа при использовании цилиндра в составе лифтовой колонны труб.

На фиг. 2 изображена схема реализации способа с вставным глубинным насосом.

На фиг. 3 изображен вариант исполнения резонатора.

Конструктивные элементы и технологические соединения, не влияющие на реализацию способа, на фигурах не показаны или показаны условно.

Способ реализуется в следующей последовательности.

В скважину 1 (фиг. 1 и 2) в интервал установки спускают плунжерный глубинный насос, состоящий из цилиндра 2 с всасывающим клапаном 3 внизу и полого плунжера 4 с нагнетательным клапаном 5, расположенным снизу. При этом плунжер 4 соединяют штангами 6 (фиг. 1) с устьевым приводом (не показан). Устьевой привод (станок-качалка, цепной привод, гидравлический привод или т.п.) через штанги 6 передает возвратно поступательное движение плунжеру 4 (фиг. 1 и 2) При ходе плунжера 4 вниз в цилиндре 2 ниже плунжера 4 создается избыточное давление, закрывающее всасывающий клапан 3 и открывающее нагнетательный клапан 5 для перетока жидкости из подплунжерной полости цилиндра 2 в надплунжерную. При ходе плунжера 4 вверх в цилиндре 2 ниже плунжера 4 создается разряжение, а выше плунжера 4 создается деление столбом жидкости, в результате закрывается нагнетательный клапан 5, поднимающий столб жидкости выше плунжера 4 в объеме надплунжерной полости цилиндра 2, охваченного рабочем ходом плунжера 4, а всасывающий клапан 3 открывается для перетока жидкости из скважины в подплунжерную полость цилиндра 2. При повторении цикла скважинная жидкость глубинным насосом перекачиввается на поверхность.

Чаще всего использую два варианта установки в скважине 1 глубинных насосов:

1. При спуске цилиндра 2 (фиг. 1) глубинного насоса в составе колонны лифтовых труб 7 в качестве неподвижного конструктивного элемента используют цилиндр 2, а в качестве подвижного элемента – плунжер 4.

2. При использовании в качестве плунжерного глубинного насоса вставного насоса (фиг. 2) в качестве неподвижного конструктивного элемента используют зафиксированную внутри скважины, например, якорем (не показан на фиг. 2) с пакером 10 замковую опору 11, а в качестве подвижного элемента – цилиндр 2.

В ходе работы седла 8 и 9 соответствующих клапанов 3 и 5 и сами клапаны 3 и 5 засоряются (например, глинистым раствором, асфальто-смолистыми отложениями, продуктами коррозии или т.п.), что приводит к снижению эффективности работы глубинного насоса или выходу его из строя. Для очистки клапанов 3 и 4 и седел 8 и 9 было решено использовать волновое воздействие – механическое колебание. Как показали исследования на скважинах Республики Татарстан (РТ) наибольшею эффективно очищают волны частотой 10 – 320 Гц. Для генерации подобных частот хорошо подошли из металлов твердые и износостойкие инструментальные стали У7 (твердостью HRC 59 – 61) и Х12МФ (твердостью HRC 56 – 59), из которых решено было изготавливать резонаторы, спускаемые в составе глубинного насоса. Так как плунжерный насос представляет собой плунжерную пару: цилиндр 2 (фиг. 1 и 2) и плунжер 4 с установочными резьбами (не показаны) сверху и снизу, к которым присоединяют соответственно седла 8 и 9 с клапанами 3 и 5 штанги 6 (фиг. 1) к плунжеру 4 и лифтовые трубы 7 (при наличии) к цилиндру 2. Резонаторы решили устанавливать с использование стандартных установочных резьб глубинного насоса или в стыки между конструктивными элементами. Например, резонатор 12 (фиг. 3), устанавливаемый снизу плунжера 4 (фиг. 1) диаметром 48 мм и изготовленный из стали Х12МФ, оснащен установочной резьбой 13 (фиг. 3) наружными 14 и внутренними 15 проточками для обеспечения необходимой генерируемой частоты колебаний. Для других типов резонаторов, различного исполнения, диаметра, выпиленных из другого материала и т.д. конструктивное исполнение может быть другим. Например, для установки между муфтами снаружи могут быть выпилен буртик (не показан), для присоединения сверху к замковой опоре 11 (фиг. 2) наружной нижней резьбой (не показана) и т.д. Способов соединения резонаторов с глубинным насосом множество и авторы на это не претендуют. Для изготовления резонаторов достаточно выбранного материала, обрабатываемого на токарном станке, что очень дешево и практично. Резонаторы очень легко заменяются на новые при выходе из строя, облегчая обслуживание. Глубинный насос после спуска настраивают так, чтобы резонаторы ни с чем не взаимодействовали в ходе работы глубинного насоса.

Рассмотрим оба варианта установки.

1. Перед спуском в скважину 1 (фиг. 1) снизу плунжера 4 устанавливают резонатор 12 и/или над всасывающим клапаном 3 в цилиндре 2 устанавливают резонатор 16. При засорении или выходе из строя клапанов 3 и/или 5 устьевой привод останавливают штанги 6 приподнимают и наращивают технологическим патрубком (не показан), который обеспечивает доопускание плунжера 4, обеспечивающего для генерации необходимых колебаний при возвратно-поступательных перемещениях штока 6 взаимодействие резонатора 12 плунжера 4 с упором 17 или резонатором 16, или резонатора 16 с плунжером 4. Для восстановления работоспособности клапанов 3 и 5 в 90 % случаях достаточно 3 – 5 соударений резонатора(ов) 12 и/или 16. В случаях не восстановления работоспособности операцию очистки колебаниями клапанов 3 и 5 повторяют до восстановления их работоспособности.

2. Перед спуском в скважину 1 (фиг. 2) сверху замковой опоры 11 устанавливают резонатор 18 и/или снаружи цилиндра 2 устанавливают резонатор 19. При засорении или выходе из строя клапанов 3 и/или 5 устьевой привод останавливают штанги 6 (фиг. 1) приподнимают до взаимодействия плунжера 4 (фиг. 2) с верхним ограничителем (не показан) цилиндра 2 и совместного подъема до извлечения замка 20 цилиндра 2 из замковой опоры 11 (определяется снижением веса штанг на устьевом индикаторе веса – не показан). После чего штанги 6 (фиг. 1) вместе с плунжером 4 (фиг. 2) и цилиндром 2 опускают до входа замка 20 в замковую опору 11, обеспечивая для генерации необходимых колебаний взаимодействие резонатора 19 цилиндра 2 с замковой опорой 11 или резонатором 18, или резонатора 18 с цилиндром 2. После чего подъем плунжера 4 с цилиндром 2 повторяют для генерации колебаний резонаторами 18 и/или 19. Для восстановления работоспособности клапанов 3 и 5 в 90 % случаях достаточно 2 – 3 соударений резонатора(ов) 18 и/или 19. В случаях не восстановления работоспособности операцию очистки колебаниями клапанов 3 и 5 повторяют до восстановления их работоспособности.

После восстановления работоспособности клапанов 3 и 5 (фиг. 1 и 2) приводят все в первоначальное состояние. Штанги 6 соединяют с устьевым приводом и запускают в работу для подъема жидкости из скважины 1 (фиг. 1 и 2) на поверхность.

Как показала практика в 9 из 10 (90 %) случаев удается восстановить работоспособность клапанов 3 и 5 после первого цикла, в отличии от промывки клапанов 3 и 5 (60 % успешности). При этом межремонтный период, требующий извлечения глубинного насоса из скважины 1, увеличился как минимум в два раза.

Предлагаемый способ восстановления работоспособности клапанов плунжерного глубинного насоса позволяет без механического воздействия на клапаны и использования внешних источников промывки осуществить восстановление проходимости и обеспечить качественное запирание клапанов.


Способ восстановления работоспособности клапанов плунжерного глубинного насоса
Способ восстановления работоспособности клапанов плунжерного глубинного насоса
Способ восстановления работоспособности клапанов плунжерного глубинного насоса
Способ восстановления работоспособности клапанов плунжерного глубинного насоса
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 432 items.
10.11.2015
№216.013.8abc

Гибкий вал (варианты)

Изобретение относится к оборудованию для нефтяной промышленности и предназначено для использования в устройствах для глубокой перфорации пластов. Гибкий вал, содержащий упругий шланг, оболочку в виде отдельных цилиндрических звеньев с центральным отверстием, контактирующих друг с другом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002567123
Дата охранного документа: 10.11.2015
10.04.2016
№216.015.2ef6

Способ ремонтно-изоляционных работ в скважине

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к способам герметизации нарушений эксплуатационной колонны, ликвидации негерметичности цементного кольца в малопроницаемых пластах и ограничения водопритока в скважине. Технический результат изобретения заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002580534
Дата охранного документа: 10.04.2016
20.08.2016
№216.015.4ec2

Способ разработки залежи, осложненной вертикальными разломами

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к разработке пластовых залежей нефти, осложненных вертикальными разломами, вытеснением рабочим агентом. Технический результат - повышение эффективности разработки за счет экономии рабочего агента и энергии для его закачки в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595105
Дата охранного документа: 20.08.2016
12.01.2017
№217.015.59c9

Облегченный тампонажный состав

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к строительству нефтяных и газовых скважин, и может быть использовано при цементировании эксплуатационной колонны верхних надпродуктивных интервалов скважины тампонажным материалом с добавлением пеностекла. Облегченный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002588026
Дата охранного документа: 27.06.2016
13.01.2017
№217.015.6cfd

Способ изоляции притока вод в необсаженном горизонтальном участке ствола добывающей скважины

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к области эксплуатации и ремонта скважин и изоляции притока пластовых вод в горизонтальные скважины. Техническим результатом изобретения является повышение качества водоизоляционных работ - ВИР, возможность оценки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002597220
Дата охранного документа: 10.09.2016
13.01.2017
№217.015.7895

Способ ремонтно-изоляционных работ в скважине (варианты)

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к ремонтно-изоляционным работ в скважинах с применением тампонажных составов. Технический результат предложенного изобретения заключается в повышение эффективности ремонтно-изоляционных работ в скважине за счет использования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599154
Дата охранного документа: 10.10.2016
13.01.2017
№217.015.78dc

Способ обработки призабойной зоны горизонтального ствола скважины, вскрывшей карбонатный коллектор

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при обработке призабойной зоны горизонтальных стволов скважин, вскрывших карбонатный коллектор. Технический результат - повышение эффективности обработки. По способу определяют давления поглощения жидкости в открытом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599155
Дата охранного документа: 10.10.2016
13.01.2017
№217.015.7948

Способ поинтервальной обработки призабойной зоны горизонтального ствола скважины

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при обработке призабойной зоны горизонтальных стволов скважин, вскрывших карбонатную породу. Технический результат - повышение эффективности обработки. По способу определяют давление поглощения жидкости в открытом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002599156
Дата охранного документа: 10.10.2016
13.01.2017
№217.015.8156

Способ очистки призабойной зоны пласта нагнетательной скважины после проведения гидравлического разрыва пласта

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам очистки призабойных зон низкопроницаемых пластов в нагнетательных скважинах после проведения в них гидравлического разрыва пласта (ГРП). После проведения ГРП в скважину спускают колонну НКТ с пакером, производят замену...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601879
Дата охранного документа: 10.11.2016
13.01.2017
№217.015.816c

Состав для кислотной обработки призабойной зоны пласта

Изобретение относится к нефтяной промышленности. Технический результат - повышение эффективности воздействия на пласт путем значительного снижения скорости реакции кислотного состава с породой пласта, увеличение охвата пласта обработкой, увеличение текущей нефтеотдачи пласта, исключение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601887
Дата охранного документа: 10.11.2016
Showing 1-10 of 27 items.
10.08.2016
№216.015.5503

Способ извлечения из скважины пакера

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при извлечении пакера из скважины. При извлечении пакера из скважины открывают затрубную задвижку, производят натяжение инструмента и закачку под пакер жидкости, жидкость под пакер закачивают под давлением насыщения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002593283
Дата охранного документа: 10.08.2016
12.01.2017
№217.015.5853

Фильтр для очистки скважинной жидкости

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при очистке жидкости в стволе скважины от плавающего мусора и взвешенных частиц. Техническим результатом является повышение эффективности очистки скважинной жидкости. Фильтр для очистки скважинной жидкости включает щелевой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002588228
Дата охранного документа: 27.06.2016
12.01.2017
№217.015.58c5

Шламоуловитель скважинный надпакерный

Изобретение относится к нефтяной промышленности, в частности к защите скважинных пакеров от шлама. Устройство включает патрубок, закрепленные на патрубке пары металлических колец, поддерживаемые ребрами жесткости, размещенные в каждой паре металлических колец между металлическими кольцами...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002588111
Дата охранного документа: 27.06.2016
12.01.2017
№217.015.592d

Надпакерный шламоуловитель

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при очистке скважины с пакером. Устройство включает патрубок, закрепленные на патрубке верхнюю пару металлических конусных колец, обращенных основанием конуса вверх, с закрепленным между конусными кольцами герметизатором...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002588114
Дата охранного документа: 27.06.2016
12.01.2017
№217.015.609c

Фильтр очистки скважинной жидкости

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при очистке жидкости в стволе скважины от плавающего мусора и взвешенных частиц. Устройство включает щелевой патрубок, сетку, клапан, герметизатор межтрубного пространства скважины, муфту, корпус и цилиндрическое днище....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002590924
Дата охранного документа: 10.07.2016
13.01.2017
№217.015.7050

Способ очистки скважинной жидкости

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при очистке скважинной жидкости. Способ включает спуск в скважину и подъем из скважины фильтра очистки скважинной жидкости, содержащего фильтрующую сетку и щелевой патрубок. Спуск фильтра производят со скоростью, не...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002596840
Дата охранного документа: 10.09.2016
13.01.2017
№217.015.9068

Способ удаления отложений из скважины, снабженной штанговым глубинным насосом

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при очистке скважины, снабженной штанговым глубинным насосом от асфальтосмолопарафиновых, сульфидсодержащих, солевых и прочих отложений. При осуществлении способа увеличивают число качаний станка-качалки до состояния, при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603866
Дата охранного документа: 10.12.2016
13.01.2017
№217.015.906c

Способ удаления отложений из скважины, снабженной электроцентробежным насосом

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при очистке скважины от асфальтосмолопарафиновых, сульфидсодержащих, солевых и прочих отложений. При удалении отложений из скважины, снабженной электроцентробежным насосом, проводят закачку горячей нефти в затрубное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603982
Дата охранного документа: 10.12.2016
25.08.2017
№217.015.9cdc

Фильтр очистки пластовой воды

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение на нефтепромысле при очистке попутной воды и прочих технологических жидкостей. Устройство включает корпус, отвод, сетку в отводе, крышку на отводе и уплотнение крышки. Корпус и отвод выполнены цилиндрическими,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610463
Дата охранного документа: 13.02.2017
09.06.2018
№218.016.5bbf

Безопасный шаблон

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при шаблонировании эксплуатационной колонны в процессе текущего, капитального ремонта скважин. Технический результат заключается в повышении эффективности шаблонирования эксплуатационной колонны перед спуском...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002655715
Дата охранного документа: 29.05.2018
+ добавить свой РИД