УСТАНОВКА ШТАНГОВОГО НЕФТЯНОГО НАСОСА

Установка относится к области нефтегазовой промышленности, а конкретно, к технике добычи нефти скважинными штанговыми насосами в скважинах, содержащих в добываемой продукции газ.
Известна установка для эксплуатации газосодержащих скважин, состоящая из штангового насоса и монтируемого ниже его приема газового якоря-устройства для отделения газа от жидкости [Адонин А.Н. Добыча нефти штанговыми насосами. - М.: Недра, 1979. - С.142-162].
Такая установка имеет следующие недостатки:
- отделившийся в результате операции газ отводится в затрубное пространство скважины и, накапливаясь в нем, оттесняет динамический уровень жидкости до приема насоса. Последнее приводит к срыву подачу и выходу его из строя;
- накапливающийся в затрубном пространстве газ создает давление, неблагоприятно сказывающееся на состоянии эксплуатационной колонны;
- для нормальной работы установки скважинного штангового насоса газ из затрубного пространства выпускается в атмосферу, что опасно в пожарном и экологических отношениях.
Наиболее близко с заявляемому решение, содержащее нефтяной штанговый насос, над которым в области устья на штангах монтируется дополнительный насос, сообщающийся при возвратно-поступательном перемещении с затрубным пространством через установленные на колонне насосно-компрессорных труб газоперепускные устройства [Каплан Л.С., Семенов А.В., Разгоняев Н.Ф. Развитие техники и технологий на Туймазинском нефтяном месторождении. - Уфа: РИЦ АНК «Башнефть», 1998. - С.49-51].
В ходе испытания были установлены следующие недостатки данного решения:
а) газоперепускные устройства засоряются механическими примесями, находящимися в добываемой жидкости, и требуют периодической очистки;
б) при ходе плунжера дополнительного насоса вниз в его надплужерную полость засасывается значительный объем жидкости из рабочего манифольда под значительным давлением, что уменьшает свободный объем полости для поступления газа из затрубного пространства;
в) пружины клапанов, эксплуатировавшиеся в среде агрессивной минерализованной жидкости выходят из строя.
Предлагаемая полезная модель решает задачу повышения эффективности эксплуатации установки штангового нефтяного насоса.
Для решения поставленной задачи в предлагаемой установке штангового нефтяного насоса, содержащей насос, насосно-компрессорные трубы, штанги, дополнительный цилиндр с проточным плунжером с образованием надплужерной и подплужерной полостей, связанных с затрубным пространством газоперепускными устройствами, снабженными клапанами, и рабочий манифольд, клапаны газоперепускных устройств выполнены с возможностью всасывания газа снизу, а рабочий манифольд оснащен обратным клапаном.
Клапаны газоперепускных устройств выполнены в основании муфты, соединенной с НКТ, и содержат всасывающий канал и запорный элемент, выполненный в виде шара, расположенного внутри всасывающего канала между штифтом и седлом.
Благодаря изменению конструкции газоперепускных устройств исключается обратное движение жидкости из трубопровода в надплужерную область дополнительного насоса.
На фиг.1. изображена предлагаемая установка штангового нефтяного насоса. На фиг.2 - конструкция газоперепускного устройства.
Установка штангового нефтяного насоса содержит насос 1, насосно-компрессорные трубы (НКТ) 2, установленные внутри обсадной колонны 3, штанги 4, дополнительный цилиндр с плунжером 5, образующим надплунжерную и подплунжерную зоны 6, 7, верхнее и нижнее газоперепускные устройства 8, 9, рабочий манифольд 10, оснащенный обратным клапаном 11, затрубное пространство 12.
Газоперепускные устройства (позиции 8, 9 на фиг.1) включают муфту (фиг.2), в корпусе 13 которой выполнен всасывающий канал 14. Всасывающий канал перекрывается клапаном, состоящим из седла 15, запорного элемента 16 в виде шара и штифта 17, ограничивающего движение шара. Муфта присоединяется к НКТ с помощью резьбы 18.
Клапаны газоперепускных устройств выполнены в основании муфты с возможностью всасывания газа снизу (фиг.2).
Установка работает следующим образом. При ходе колонны штанг 4 вверх (фиг.1) жидкость, находящаяся в надплунжерной зоне 6 выталкивается плунжером 5 в рабочий манифольд 10. В подплунжерной зоне 7 в это время создается разряжение, вследствие некоторого запаздывания движения жидкости в НКТ и от нижнего насоса 1 к верхнему поршню 5. Вследствие этого газ из затрубного пространства 12 через нижнее газоперепускное устройство поступает в подпоршневую зону 7. При ходе колонны штанг 4 вниз разряжение создается в надплунжерной зоне 6 установки, и газ всасывается через верхнее газоперепускное устройство 8. Обратный клапан 11 предотвращает обратное движение жидкости из рабочего манифольда 10, что обеспечивает полное заполнение надплунжерной зоны 6 газом.
Таким образом, предлагаемая конструкция установки штангового нефтяного насоса:
а) исключает накопление на области всасывания выпадающих из жидкости механических примесей различного вида и перекрывающих поступление газа;
б) не требует применения пружины, обеспечивающий возврат запорного элемента в седло, т.к. клапан садиться в седло под действием собственной силы тяжести;
в) исключает поступление жидкости в надплунжерную зону в при ходе поршня вниз и увеличивается коэффициент наполнения зоны газом.
Технологическая и экономическая эффективность установки достигается за счет исключения необходимой периодической очистки газоперепускных устройств путем подъема оборудования из скважины и увеличения коэффициента наполнения надплунжерной области дополнительного насоса газом.