ШТАНГОВЫЙ НАСОС ДЛЯ ДОБЫЧИ ВЫСОКОВЯЗКОЙ НЕФТИ

Предложение относится нефтедобывающей промышленности для добычи высоковязкой нефти.
Известен «Штанговый насос с управляемыми клапанами для добычи высоковязкой нефти» (патент RU №2211374, F 04 B 47/00, опубл. Бюл. №24 ОТ 27.08.03 г.), содержащий цилиндр, всасывающий клапан, плунжер, нагнетательный шток-клапан с толкателем, при этом цилиндр, поджатый пружиной сверху, снабжен центрирующим устройством и выполнен с возможностью осевого перемещения внутри кожуха, который жестко соединен с колонной труб, при этом всасывающий состоит из седла цилиндра и запорного элемента с проходным каналом кожуха, причем между цилиндром и кожухом установлен герметизирующий узел.
Недостатками данного устройства являются сложность изготовления сложность конструкции, металлоемкость, уменьшение рабочего хода, связанного с перемещением цилиндра, а также невозможность использования деталей стандартного штангового насоса при его изготовлении.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является «Глубинный штанговый насос» (патент RU №2172866, F 04 B 47/00, опубл. Бюл. №24 от 27.08.01 г.), включающий цилиндр, самоуплотняющийся полый плунжер с нагнетательным клапаном, выполненным в виде штока-клапана с возможностью осевого перемещения, и всасывающий клапан в нижней части цилиндра, при этом в верхней части цилиндра размещен дополнительный нагнетательный клапан, а всасывающий клапан выполнен полнопроходным и нормально открытым, причем шток-клапан снабжен толкателем, установленным с возможностью взаимодействия с плунжером.
Недостатками данного устройства являются невозможность использования его в горизонтальных скважинах и для добычи высоковязких нефти из-за наличия нормально открытого всасывающего клапана, а также сложность конструкции и невозможность использования деталей стандартного штангового насоса при его изготовлении.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является упрощение и удешевление конструкции за счет уменьшения количества деталей и использования деталей
стандартного глубинного насоса при его изготовлении, а также расширение функциональных возможностей за счет возможности добычи высоковязкой нефти в наклонных и горизонтальных скважинах.
Техническая задача решается штанговым насосом для добычи высоковязкой нефти, содержащим цилиндр, всасывающий клапан с седлом, плунжер, нагнетательный шток-клапан с толкателем, взаимодействующим с плунжером.
Новым является то, что всасывающий клапан выполнен нормально закрытым и поджатым к седлу, а шток-клапан жестко соединен с колонной штангой через толкатель, который установлен в плунжер с возможностью ограниченного осевого перемещения.
На Фиг.1 схематично изображена нижняя часть штангового насоса с плунжером в продольном разрезе.
На Фиг.2 изображено сечение А-А плунжерного насоса.
Штанговый насос для добычи высоковязкой нефти содержит цилиндр 1 (см. Фиг.1), нормально закрытый всасывающий клапан 2, поджатый к седлу 3 пружиной 4, плунжер 5, нагнетательный шток-клапан 6 с толкателем 7, взаимодействующим с плунжером с возможностью ограниченного осевого перемещения. Толкатель 7 оснащен упором 8 и соединен жестко с колонной штанг 9, а снизу жестко соединен со штоком-клапаном 6. Причем упор 8 выполнен в виде в виде крыльчатки (см. Фиг.2) центрирующей толкатель 7 (см. Фиг.1) и шток-клапан 6 относительно плунжера 5, исключая радиальные биения.
Причем на практике для изготовления штангового насоса применили цилиндр 1 и плунжер 5 от стандартного штангового насоса. При этом цилиндр оснастили поджатым пружиной 4 всасывающим клапаном 2, а плунжер 5 укоротили (для добычи высоковязкой нефти достаточно укороченного плунжера 5), обработали внутреннюю полость и оснастили штоком-клапаном 6 и толкателем 7 с упором 8.
Штанговый насос работает следующим образом.
Штанговый насос помещают на заданную глубину в скважину (на Фиг.1 и 2 не показана) и сообщают возвратно-поступательные движения колонне штанг 9 (см. Фиг.1).
При перемещении колонны штанг 9 вниз толкатель 8, взаимодействуя с плунжером 5, перемещает его вниз относительно цилиндра 1. При этом шток-клапан 6 находится в открытом состоянии, а всасывающий клапан 2 - в закрытом состоянии, то есть всасывающий клапан 2 плотно прижат пружиной 4 к седлу 3, несмотря на вязкость добываемой нефти и наклон корпуса 1 относительно вертикали. Продукция скважины (высоковязкая нефть) из под плунжерной полости цилиндра 1 перетекает в над плунжерную.
При перемещении вверх колонны штанг 9 шток-клапан 6 находится в закрытом состоянии, взаимодействуя с плунжером 5, который перемещается вверх относительно цилиндра 1. Разрежение под плунжером 5, открывает клапан 2, преодолевая сопротивление пружины 4, и втягивает продукцию скважины в цилиндр 1. При этом продукция скважины, находящаяся в цилиндре 1 над плунжером 5, поднимается к устью (на Фиг.1 и 2 не показано) скважины, где и отбирается в трубопроводы или емкости.
Повторение циклов возвратно поступательных перемещений колонны штанг 9 позволяет производить постоянный отбор высоковязкой нефти.
Использование предлагаемого штангового насоса позволяет упростить и удешевить его конструкцию за счет уменьшения количества деталей и использования деталей стандартного глубинного насоса при его изготовлении, а также производить отбор высоковязкой нефти в вертикальных, наклонных и горизонтальных скважинах.