Результат интеллектуальной деятельности: ШТАНГОВАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА

Изобретение относится к технике механизированной добычи нефти и может быть использовано при добыче вязких нефтей.

Известна штанговая насосная установка, содержащая колонны насосных труб и штанг, цилиндр с установленными одна над другой ступенями разного диаметра, два полых плунжера меньшего и большего диаметра с всасывающим и нагнетательным клапанами, установленными в плунжере большего диаметра, полость этого плунжера между клапанами сообщается с полостью, образованной цилиндрами двух ступеней, с помощью расположенных между клапанами отверстий, площадь поперечного сечения которых больше площади поперечного сечения клапанов, при этом расстояние от верхнего конца плунжера большего диаметра до места сочленения равна длине хода плунжеров, два полых плунжера связаны между собой и с тяжелым низом, размещенным вне полости насосно-компрессорных труб, подвижно расположенных в цилиндре с образованием рабочих камер меньшего и большего диаметров, а также замковую опору и фильтр (патент RU №2175402, F04B 47/00, 2000).

Недостатками известной штанговой установки являются небольшой межремонтный период работы установки по причине снижения подачи насоса из-за засорения фильтра, а также ограничение величины диаметра большего цилиндра вследствие крепления замковой опорой ступени цилиндра меньшего диаметра.

Решаемой задачей и ожидаемым техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности эксплуатации штанговой насосной установки за счет совершенствования конструкции установки и, соответственно, увеличения межремонтного периода.

Поставленная задача решается тем, что штанговая насосная установка, содержащая колонны насосных труб и штанг; цилиндр с установленными одна над другой ступенями разного диаметра, имеющий сквозной проход в нижней торцевой части ступени большего диаметра; подвешенные на колонне насосных штанг два соединенных соосно между собой и подвижно расположенных внутри цилиндра полых плунжера меньшего и большего диаметра с всасывающим и нагнетательным клапанами, установленными в плунжере большего диаметра, полость которого сообщается с полостью цилиндра с помощью отверстий, при этом максимальное расстояние от верхнего конца плунжера большего диаметра до места сочленения ступеней цилиндра равна длине хода плунжеров; фильтр; груз, соединенный с нижним концом плунжера большего диаметра и имеющий возможность движения через сквозной проход, отличается тем, что груз имеет верхнюю полую часть, сообщающуюся через всасывающий клапан с полостью плунжера большего диаметра, фильтр расположен в полой части груза, замковая опора выполнена на уровне сквозного прохода, оснащенного втулкой-скребком, причем при крайнем верхнем положении плунжеров низ фильтра расположен не выше уровня втулки-скребка.

Конструкция устройства показана на чертеже.

1 - Колонна насосно-компрессорных труб.

2 - Цилиндр.

3 - Плунжер меньшего диаметра.

4 - Плунжер большего диаметра.

5 - Всасывающий клапан.

6 - Нагнетательный клапан.

7 - Отверстия.

8 - Груз.

9 - Фильтр.

10 - Разобщающая перегородка.

11 - Труба.

12 - Втулка-скребок.

13 - Уплотнитель.

14 - Замковая опора.

Штанговая насосная установка содержит колонны насосно-компрессорных труб 1 и штанг (не показана), цилиндр 2 с установленными одна над другой ступенями разного диаметра, два полых плунжера верхнего меньшего 3 и нижнего большего 4 диаметра с всасывающим 5 и нагнетательным 6 клапанами, установленными в плунжере большего диаметра 4. Полость в плунжере большего диаметра 4 между клапанами 5 и 6 сообщается с полостью, образованной цилиндром двух ступеней, с помощью расположенных между клапанами отверстий 7, площадь поперечного сечения которых больше площади поперечного сечения клапанов. При этом расстояние от верхнего конца плунжера большего диаметра до места сочленения ступеней цилиндра 2 равна длине хода плунжеров. Два полых плунжера 3 и 4 соединены между собой и с грузом 8, состоящим из цельной нижней и полой верхней частей, причем верх груза 8 соединен с плунжером большего диаметра 4. Плунжеры 3 и 4 подвижно расположены в цилиндре 2, образуют рабочие камеры меньшего и большего диаметров. Полая часть груза 8 сообщается с полостью плунжера большего диаметра с помощью всасывающего клапана 5. Фильтр 9 штанговой насосной установки выполнен в полой части груза 8. Разобщающая перегородка 10 соединена с трубой 11, являющейся продолжением ступени цилиндра большего диаметра 4, и оснащена втулкой-скребком 12 для очистки фильтра. При крайнем верхнем положении плунжеров низ фильтра 9 расположен не выше уровня втулки-скребка 12. Этим обеспечивается поступление нефти на прием насоса во время всего цикла работы устройства. При крайнем нижнем положении плунжеров верх фильтра 9 может располагаться на уровне, ниже и выше уровня втулки-скребка 12. Часть трубы 11 с уплотнителем 13 закреплена в замковой опоре 14, расположенной ниже цилиндра 2. Это позволяет не ограничивать диаметр большей ступени цилиндра диаметром замковой опоры.

Штанговая насосная установка работает следующим образом. При ходе вверх всасывающий клапан 5 закрывается под действием избыточного давления в полости цилиндра 2 между плунжерами 3 и 4, а нагнетательный клапан 6 открывается, поток жидкости движется вверх по ходу колонны штанг со скоростью, обеспечиваемой добываемым объемом нефти; фильтр 9, выполненный в полой верхней части груза 8, проходя втулку-скребок 12, самоочищается. Периодическая очистка фильтра 9 позволяет сократить число подземных ремонтов глубинно-насосного оборудования из-за засорения фильтра 9. При ходе вниз нагнетательный клапан 6 закрывается за счет возникающего в полости между плунжерами 3 и 4 разрежения, а всасывающий клапан 5 открывается за счет давления на приеме насоса; жидкость, поступая через фильтр 9, заполняет рабочую камеру большего диаметра плунжера 4. Груз 8, находящийся вне полости насосно-компрессорных труб 1, облегчает движение плунжеров 3, 4 и колонны штанг вниз в вязких средах, при этом жидкость, находящаяся в насосно-компрессорных трубах 1, всем объемом перемещается вниз по ходу движения колонны штанг.

Эксплуатация штанговой насосной установки предложенной конструкции позволяет увеличить межремонтный период работы установки.