УСТАНОВКА СО СКВАЖИННЫМ ШТАНГОВЫМ НАСОСОМ

Полезная модель относится к технике добычи нефти, в частности к скважинным штанговым насосам, и может быть использована в нефтегазодобывающей отрасли.
Известна установка со скважинным штанговым насосом, содержащим размещенный в цилиндре с микронными зазорами полый длинномерный плунжер, выполненный в виде стержня, в котором в нижней части размещен нагнетательный клапан, а в верхней части имеются перепускные отверстия. В нижней части цилиндра имеется всасывающий клапан, (см. книгу Мищенко И.Т. Скважинная добыча нефти: Учебное пособие для вузов. - М:М71 ФГУП Издательство «Нефть и газ» РГУ им. И.М.Губкина, 2003 стр.588, рис.9.3).
При откачке из скважины сред, содержащих абразивные частицы, например песок, даже при малом содержании последнего, происходит заклинивание плунжера в цилиндре, Кроме того, наличие в нефти песка проводит к интенсивному изнашиванию цилиндра и плунжера, причем износ цилиндра и плунжера не компенсируется во время работы. Увеличенный зазор в уплотнении «цилиндр-плунжер» снижает надежность работы всей установки.
Наиболее близкой к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является установка со скважинным штанговым насосом, содержащая подвешенный на колонне труб плунжерный штанговый насос, включающий цилиндрический корпус с всасывающим клапаном в нижней его части и расположенным в корпусе полом плунжере с нагнетательным клапаном в нижней части и перепускными отверстиями в верхней части. Внешняя поверхность полого плунжера уплотнена относительно внутренней цилиндрической поверхности корпуса посредством механического уплотнения с двумя группами уплотнительных колец, установленного в верхней части корпуса, а полый плунжер подвешен на колонне насосных штанг с помощью штока с возможностью возвратно-поступательного перемещения в корпусе (см. книгу Захарова Б.С. Специальные типы штанговых насосов, Москва, ОАО ВНИИОЭНГ, 2008, стр.63, рис.25, стр.73, рис. 30а).
В данной установке представляется возможность повысить надежность ее работы за счет исключения заклинивания плунжера в скважинах с небольшим количеством песка в перекачиваемой среде. Наработка насоса увеличивается, так как во время работы происходит автоматическая компенсация износа уплотнительной пары. Кольца механического уплотнения прижимаются к плунжеру резиновой обоймой и таким образом зазор в уплотнении во время работы не увеличивается. Однако при повышенном количестве песка в перекачиваемой среде происходит интенсивное изнашивание уплотнения и плунжера, а при очень высоком содержании песка в перекачиваемой среде плунжер заклинивает.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является защита уплотнения от попадания в него абразивных частиц - песка, пропанта, частиц породы и т.п.
Технический результат заключается в повышении надежности работы установки со скважинным штанговым насосом.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что установка со скважинным штанговым насосом содержит подвешенный на колонне труб плунжерный штанговый насос, включающий цилиндрический корпус с всасывающим клапаном в нижней его части и расположенным в корпусе полом плунжере с нагнетательным клапаном в нижней части и перепускными отверстиями в верхней части, причем внешняя поверхность полого плунжера уплотнена относительно внутренней цилиндрической поверхности корпуса посредством уплотнения с двумя группами уплотнительных колец, установленного в верхней части корпуса, при этом полый плунжер подвешен на колонне насосных штанг с помощью штока с возможностью возвратно-поступательного перемещения в корпусе, а между группами уплотнительных колец уплотнения образована полость, к которой подведена капиллярная трубка, гидравлически соединяющая уплотнение с емкостью с затворной жидкостью, установленной на верху.
Уплотнение может быть выполнено механическим.
На верху на трубке может быть установлено насосное устройство.
Емкость может быть выполнена герметичной и гидравлически соединена с источником давления, например газовым баллоном с редуктором.
На трубке внизу может быть установлен обратный клапан. Емкость целесообразно заполнить жидкостью с плотностью выше, чем плотность жидкости, перекачиваемой плунжерным штанговым насосом.
На фиг.1 схематически представлена установка с насосным устройством для подачи затворной жидкости.
На фиг.2 схематически представлена установка с емкостью выполненной герметичной и гидравлически соединенной с источником давления, например газовым баллоном с редуктором.
Установка содержит подвешенный на колонне труб 1 плунжерный штанговый насос 2, включающий цилиндрический корпус 3 с всасывающим клапаном 4 в нижней его части и расположенным в корпусе 3 полом плунжере 5 с нагнетательным клапаном 6 в нижней части и перепускными отверстиями 7 в верхней части. Внешняя поверхность полого плунжера 5 уплотнена относительно внутренней поверхности корпуса 3 посредством уплотнения 8 с двумя группами уплотнительных колец (далее - двойное уплотнение). Полый плунжер 5 подвешен на колонне насосных штанг 9 с помощью штока 10 с возможностью возвратно-поступательного перемещения в корпусе 3, а двойное уплотнение 8 соединено посредством трубки 11 с расположенной наверху емкостью 12 с затворной жидкостью 13.,
Трубка 11 выполнена капиллярной и подключена к полости двойного уплотнения 8 между его уплотнениями 14 и 15.
Двойное уплотнение 8 предпочтительно выполняют механическим, однако не исключено использование других видов двойного уплотнения, например манжет из эластичного материала, щелевого или комбинированного.
Наверху на трубке 11 может быть установлено насосное устройство 16 (см. фиг.1), либо (см. фиг.2) емкость 12 может быть выполнена герметичной и гидравлически соединена с источником давления, например газовым баллоном 17 с редуктором.
На трубке 11 внизу может быть установлен обратный клапан 18, а каждое уплотнение 14 и 15 двойного уплотнения 8 может быть выполнено в виде группы уплотнительных колец (не показано на чертеже).
Емкость 12 заполнена затворной жидкостью 13 с плотностью выше, предпочтительно более чем в 1,17 раза, чем плотность жидкости. Скважинная установка работает следующим образом.
При ходе вверх полого плунжера 5 нагнетательный клапан 6 плунжерного штангового насоса 2 закрывается, а всасывающий клапан 4 корпуса 3 открывается, что вызывает поступление перекачиваемой жидкости в корпус 3 плунжерного штангового насоса 2. При ходе вниз полого плунжера 5 нагнетательный клапан 6 открывается, а всасывающий клапан 4 корпуса 3 закрывается, что вызывает поступление перекачиваемой жидкости из полого плунжера 5 в колонну труб 1 через перепускные отверстия 7. Затем цикл работы плунжерного штангового насоса 2 повторяется.
Одновременно затворная жидкость по капиллярной трубке 11 под весом столба затворной жидкости в ней и в емкости 12, либо насосным устройством 16, либо из герметичной емкости 12 под действием источника давления, например газового баллона 17 с редуктором подается между уплотнениями 14 и 15 двойного уплотнения 8, что предотвращает поступление в уплотняемое пространство перекачиваемой жидкости.
Данная установка надежно работает в том случае, если давление затворной жидкости в полости двойного уплотнения поддерживается выше давления уплотняемой жидкости на 5-10%.
Настоящая полезная модель может быть использована в нефтяной и других отраслях промышленности, где требуется откачка из скважины различных жидких сред, в том числе нефти с абразивными примесями.