СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС

Предложение относится к технике механизированной добычи нефти и может быть использовано при эксплуатации скважин штанговыми насосами с наземным силовым приводом.
Известен вставной штанговый насос (авторской свидетельство SU №576435, МПК 7 F04В 47/02, опубл. в 1977 г.) содержащий цилиндр и плунжер, при этом в нижней части цилиндра расположены узел фиксации его в колонне подъемных труб и всасывающий клапан, а плунжер соединен с колонной штанг и снабжен нагнетательным клапаном, при этом в стенке цилиндра выполнены радиальные сквозные каналы, сообщающие его полость с полостью колонны подъемных труб, но только при крайнем верхнем положении плунжера, то есть когда он находится в верхней мертвой точке в процессе возвратно- поступательных перемещений.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является вставной штанговый насос (Муравьев В.М., Середа И.Г. Основы нефтяного и газового дела. - М.: Недра, 1967, с.172-180, рис.97 в.2) содержащий рабочую пару плунжер-цилиндр с всасывающим клапаном в цилиндре и нагнетательным клапаном в плунжере, причем цилиндр снабжен элементом фиксации в колонне подъемных труб, а плунжер снабжен элементом сцепления с колонной штанг силового наземного привода.
Как прототипу, так и аналогу в той или иной мере присущ общий недостаток, связанный с низкой эффективностью работы всасывающего клапана, что обусловлено тем, что в процессе перекачки скважинной жидкости в ней содержатся грязь, механические примеси, которые оседают на седле всасывающего клапана и не позволяют шарику герметично «сесть» на седо, в результате в процессе работы насоса появляются пропуск скважинной жидкости, а это значительно снижает коэффициент подачи насоса.
Технической задачей полезной модели является повышение эффективности работы всасывающего клапана и коэффициента подачи насоса.
Указанная задача решается скважинным штанговым насосом, содержащим рабочую пару плунжер-цилиндр с всасывающим клапаном в цилиндре и нагнетательным клапаном в плунжере, причем цилиндр снабжен элементом фиксации в колонне подъемных труб, а плунжер снабжен элементом сцепления с колонной штанг силового наземного привода.
Новым является то, что цилиндр удлинен снизу, а к шарику всасывающего клапана снизу закреплен шток, соединенный с поршнем, имеющим сквозные продольные отверстия, при этом поршень установлен в удлиненную часть цилиндра и имеет возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения с шариком всасывающего клапана.
На фигуре схематично изображена конструкция предлагаемого скважинного штангового насоса.
Скважинный штанговый насос содержит рабочую пару плунжер 1 - цилиндр 2 с всасывающим клапаном 3 в цилиндре 2 и нагнетательным клапаном 4 в плунжере 1. Цилиндр 2 снабжен элементом фиксации (на фиг. не показано) в колонне подъемных труб 5, а плунжер 1 снабжен элементом сцепления 6 с колонной штанг 7 силового наземного привода (на фиг. не показано). Цилиндр 2 удлинен снизу, а к шарику 8 всасывающего клапана 3 снизу закреплен шток 9, соединенный с поршнем 10, имеющим сквозные продольные отверстия 11. Поршень 10 установлен снизу в удлиненную часть цилиндра 2 и имеет возможностью осевого возвратно-поступательного перемещения с шариком 8 всасывающего клапана 3.
Скважинный штанговый насос работает следующим образом.
Скважинный штанговый насос спускают в заданный интервал подъемных труб 5, при этом цилиндр 2 фиксируют с помощью элемента фиксации в колонне подъемных (насосно-компрессорных) труб 5. После чего запускают насос в работу посредством силового
наземного привода, причем в процессе перемещения колонны штанг 7, соединенной элементом сцепления 6 с плунжером 1 происходит всасывание скважинной жидкости, которая с приема насоса сквозь сквозные продольные отверстия 11 поршня 10 поступает через открывшийся всасывающий клапан 3 (шарик 8 всасывающего клапана 3, соединенный с поршнем 10 посредством штока 9 поднимаются вверх) в под плунжерное пространство 12 цилиндра 2 выше всасывающего клапана 3, заполняя его, при этом нагнетательный клапан 4 закрыт (шарик герметично сидит на седле нагнетательного клапана 4). Достигнув конца хода вверх (верхней мертвой точки) колонна штанг 7, соединенная элементом сцепления 6 с плунжером 1 перемещается вниз, при этом всасывающий клапан 3 закрывается (шарик 8 всасывающего клапана 3, соединенный с поршнем 10 посредством штока 9 опускаются вниз и герметично садится на седло всасывающего клапана 3), а нагнетательный клапан 4 открывается (шарик нагнетательного клапана 4 поднимается вверх) и перепускает скважинную жидкость из под плунжерного пространства 12 в над плунжерное пространство 13 цилиндра 2 и далее в колонну подъемных труб 5. Достигнув конца хода вниз (нижней мертвой точки) колонна штанг 7, соединенная элементом сцепления 6 с плунжером 1 начинает двигаться вверх и в дальнейшем цикл работы насоса повторяется.
В предлагаемом скважинном штанговом насосе благодаря тому, что цилиндр удлинен снизу, а к шарику всасывающего клапана снизу закреплен шток, соединенный с поршнем, установленным в удлиненную часть цилиндра, создается дополнительное трение поршня о цилиндр, что в сумме с весом вышеупомянутых элементов увеличивает усилие открытия-закрытия всасывающего клапана и обеспечивает оптимальные условия для герметичной посадки шарика на седло всасывающего клапана при перекачки скважинной жидкости, содержащей механические примеси и грязь, а это исключает пропуски жидкости в процессе работы насоса и повышает эффективность работы всасывающего клапана и коэффициент подачи насоса.