СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС

Изобретение относится к области нефтяного машиностроения, в частности к насосным установкам для добычи нефти.
Известны штанговые насосы, содержащие цилиндр, плунжер, шток, всасывающий и нагнетательный клапаны (Адонин А.Н. Добыча нефти штанговыми насосами. - М.; Недра, 1979).
Недостатком этих конструкций является ненадежность защиты плунжерной пары от попадания в ее зазор механических примесей содержащихся в добываемой жидкости. Как следствие при эксплуатации имеет место абразивный износ плунжерной пары и уменьшение межремонтного периода насоса, а значит и всей глубиннонасосной установки.
Предлагаемое изобретение решает задачу увеличения межремонтного периода штангового насоса в условиях высокой концентрации механических примесей в добываемой жидкости за счет предотвращения попадания абразивных частиц в зазор плунжерной пары.
На фигуре изображена конструктивная схема штангового насоса при ходе плунжера вниз. Насос включает цилиндр 5 в сборе с седлом всасывающего клапана 10, всасывающий клапан 9, плунжер 7 в сборе с нагнетательным клапаном 8, соединенный через сепаратор б с полым штоком 4, который соединен с клеткой 2 и регулировочной шайбой 3.
Наружный диаметр полого штока несколько меньше диаметра цилиндра, а его длина равна или больше длины хода насоса.
Наружный диаметр цилиндрической части клетки приблизительно равен внутреннему диаметру НКТ над цилиндром насоса и подбирается так,
чтобы была исключена вероятность ее заклинивания. При этом внутренний диаметр НКТ приблизительно равен диаметра насоса.
Рассмотрим работу насоса. При ходе плунжера 7 вверх нагнетательный клапан 8 закрыт, всасывающий клапан 9 открыт, происходит заполнение цилиндра 5 добываемой жидкостью. Плунжер 7, сепаратор 6, полый шток 4 и клетка 2 неподвижны относительно вытесняемого столба жидкости. При этом механические частицы, взвешенные в жидкости над клеткой под действием силы тяжести осаждаются на нее, а часть из них попадает в кольцевой зазор между полым штоком 4 и НКТ 1 и цилиндром 5.
При ходе плунжера вниз (фиг.) всасывающий клапан 9 закрыт, происходит перетекание пластовой жидкости через открытый нагнетательный клапан 8. Поток жидкости, пройдя через плунжер 7, в сепараторе 6 разделяется на два потока.
Первый поток проходит через сепаратор 6, полый шток 4, и через отверстия 11 клетки 2 перетекает в колонну НКТ 1 (сплошные стрелки).
Второй поток проходит через боковые отверстия 13 сепаратора 6, кольцевой зазор между полым штоком 4 и цилиндром 5, затем через отверстия 12 и 11 клетки 2 попадает в колонну НКТ 1, увлекая механические частицы попавшие в кольцевой зазор при предыдущем ходе вверх (разомкнутые стрелки).
Проходя через сепаратор 6, его боковые отверстия 16 и попадая в кольцевой зазор, жидкость резко изменяет направление движения, в следствие чего основная масса крупных механических частиц не попадает в этот поток, а следовательно и не попадает в зазор плунжерной пары при ходе вверх.
Путем подбора проходного диаметра регулировочной шайбы 3 достигается необходимое соотношение количеств добываемой жидкости, проходящей через полый шток и кольцевой зазор исходя из ее вязкости, концентрации механических примесей и скорости откачки.