ЗАБОЙНЫЙ ДОЗАТОР ДЛЯ РЕГУЛИРУЕМОЙ ПОДАЧИ ЖИДКОГО РЕАГЕНТА

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к забойным дозаторам в скважине, оборудованной штанговым насосом.
Известен скважинный дозатор (см. Патент RU №2121562, МПК 6 Е21В 37/06, опубл. 10.11.98.), включающий корпус с выполненным в нем проточным каналом, контейнер для реагента, гидравлически связанный с проточным каналом с помощью дросселя и канала замещения. При этом дозатор снабжен промежуточной камерой гидравлически связанной с контейнером с помощью двух установленных в ней трубок, и сепаратором- отстойником, выполненным в проточном канале в месте измерения направления движения потока жидкости, с направления вверх на направление вниз и гидравлически связанным с промежуточной камерой с помощью канала замещения, дроссель дозатора выполнен в виде пористого проницаемого тела, гидравлически связывающего промежуточную камеру с проточным каналом, а канал замещения выполнен в виде трубки, установленной по оси дозатора и соединенной с промежуточной камерой с разворотом потока жидкости на 180°.
Недостатком известного дозатора является сложность конструкции, нетехнологичность и трудоемкость его изготовления.
Известен также дозатор реагента в скважине (см. Патент RU №2230887, МПК 7 Е21В 37/06, опубл. Б.И. №17 от 20.06.2004 г. «Устройство для дозировки реагента в скважине»).
Этот дозатор содержит трубчатый корпус с присоединительными резьбами на концах, разделенный на две камеры перегородкой с обратным клапаном, верхняя из которых с перфорацией для поступления в нее скважинной жидкости и подачи ее на прием всасывающему клапану штангового насоса, а нижняя является контейнером для реагента и снабжена обратным клапаном в нижнем конце, над которым установлен разделитель, и ограничитель-регулятор поступления в верхнюю камеру расчетной дозы реагента из контейнера.
Недостатком вышеуказанного дозатора является также сложность конструктивного исполнения, в частности разделителя, а также элементов для дозирования реагента. Кроме того, он не надежен в работе, поскольку клапана в нем, выполненные в виде дисков трудно поддаются герметизации.
Но тем не менее по технической сущности он более близок к предлагаемому и может быть принят в качестве прототипа.
Технической задачей настоящей полезной модели является устранение вышеперечисленных недостатков прототипа.
Поставленная задача решается описываемым забойным дозатором, содержащим трубчатый корпус с присоединительными резьбами на концах, разделенный на две камеры перегородкой с обратным клапаном, верхняя из которых с перфорацией для поступления в нее скважинной жидкости и подачи ее на прием всасывающему клапану штангового насоса, а нижняя является контейнером для реагента и снабжена обратным клапаном в нижнем конце, над которым установлен разделитель, и ограничитель-регулятор поступления в верхнюю камеру расчетной дозы реагента из контейнера.
Новым является то, что обратный клапан перегородки установлен ввинчиваемым в нее цилиндре в нижней его части, а также с установленным внутри него над обратным клапаном плунжером, нижний конец которого в свою очередь снабжен обратным клапаном, а верхний конец прикреплен к поршню и сообщен с верхней камерой, в которой установлен ограничитель-регулятор движения поршня вверх, в такт возвратно-поступательного движения плунжера штангового насоса.
Новым является также и то, что разделитель выполнен полым и поплавкового типа, а в качестве материала для изготовления выбран полиуретан, а обратные клапаны цилиндра, плунжера и контейнера выполнены в виде шарового клапана.
Приведенные рисунки поясняют суть предложения, где на фиг.1 схематически изображен предлагаемый дозатор реагента, в частичном продольном разрезе.
На фиг.2 - то же, что на фиг.1, в компоновке с цилиндром забойного насоса, спущенного в скважину, при движении его плунжера вниз, при котором поршень дозатора находится в исходном положении, в продольном разрезе.
На фиг.3-то же, что на фиг.2, в случае, когда плунжер насоса движется вверх, при котором поршень с плунжером дозатора под действием перепада давления поднялся до упора об ограничитель-регулятор, в продольном разрезе.
Заявляемый забойный дозатор содержит корпус 1 (см. фиг.1) с присоединительными резьбами 2 и 3 на концах, разделенный седлообразной перегородкой 4 на две камеры 5 и 6, верхний и нижний соответственно. К средней части перегородки верхним концом на резьбе присоединен цилиндр 7 с седлом 8 в его нижней части, для запорного элемента в виде шара 9. К нижнему концу цилиндра на резьбе присоединен приемник 10 для жидкого реагента. Внутри цилиндра с возможностью возвратно-поступательного перемещения установлен
плунжер 11 с седлом 12 для шара 13. Седло 8 с шаром 9, а также седло 12 с шаром 13 по принципу действия являются обратными клапанами. Плунжер 11 герметизирован сальником 14, вмонтированным в перегородку 4. Верхний конец плунжера сообщен с верхней камерой 5 и присоединен к поршню 15 с помощью резьбы. Верхняя камера в свою очередь состоит из двух частей 16 и 17, верхней и нижней соответственно, с фильтрационными отверстиями 18 и 19, для подачи к приему забойного насоса 20 очищенной от скважинного мусора и песка продукции пласта - скважинной жидкости. Подпоршневая жидкость способствует перемещению поршня 15 вверх до упора об ограничитель 21 его хода под действием перепада давления, создаваемого плунжером 22 забойного насоса 20 (см. фиг.2), при движении его вверх. Нижняя камера 6 служит в качестве контейнера для жидкого реагента. В нижней ее части установлен с возможностью движения вверх полый разделитель 23 поплавкового типа. Для снижения силы трения о стенки камеры его предпочтительно изготовить из полиуретана, а саму камеру из полипропилена. Нижний конец камеры 6 оканчивается башмаком 24 с седлом 25 под шар 26.
В изготовленном варианте дозатора для промысловых испытаний диаметр плунжера выбран 6 мм с диаметром его канала - 2 мм, а в качестве сальника использован колпачок, устанавливаемый на клапанах двигателей внутреннего сгорания. При этом положение ограничителя хода поршня регулируется в зависимости от необходимого объема подачи реагента и рассчитывается по формуле:
реаг
3
V - необходимая доза реагента за один цикл работы насоса, мм;
=3,14;
r - радиус плунжера дозатора, мм;
L - длина хода поршня, мм.
peaг
V задают исходя из дебита скважины.
Забойный дозатор работает следующим образом.
В собранном виде, как это изображено на фиг.2, его опускают в скважину в компоновке с забойным штанговым насосом на колонне насосно-компрессорных труб, присоединив к нижней части хвостовика 27 насоса 20, на резьбе 2, предварительно заполнив контейнер 6 на устье скважины жидким реагентом. В исходном положении
разделитель 23 находится в нижнем положении, и в совокупности с обратным шаровым клапаном 26 башмака 24 предотвращает утечку реагента.
При работе штангового насоса 20, когда его плунжер 22 движется вниз, идет всасывание скважинной жидкости - продукции пласта, при этом поршень 15 с плунжером 11 находится в крайнем нижнем положении, клапана 9 и 13 плунжера 11 соответственно закрыты (см. фиг.2). При ходе плунжера 22 насоса 20 вверх (см. фиг.3) создается депрессия большая, чем под поршнем 15. Под действием перепада давления, поршень с плунжером 11 начинает подниматься вверх, при котором его клапан 13 закрывается, а под ним в цилиндре 8 создается разрежение, за счет чего клапан 9 открывается и из контейнера 6 начинает поступать туда жидкий реагент через приемник 10 (см. фиг.3) и будет продолжать поступать до тех пор, пока поршень 15 не упрется об ограничитель 21 его хода. При этом поступление реагента в цилиндр в подплунжерную полость 28 цилиндра прекращается, и шар 9 садится на седло 8. Жидкий реагент, находящийся в полости 28, ограниченной между днищем цилиндра 7 с клапаном 9 и нижним торцом плунжера 11, и есть та необходимая доза реагента, которая будет подаваться на прием насоса, при опускании его плунжера 22 и поршня 15 вниз, как это было отмечено в описании конструкции дозатора. Эту дозу реагента, подаваемую на прием насоса, регулируют положением ограничителя 21 хода поршня, рассчитываемого по формуле:
peaг
3
V. - необходимая доза реагента за один цикл работы насоса, мм;
=3,14;
r - радиус плунжера дозатора, мм;
L - длина хода поршня, мм.
По мере заполнения цилиндра 7 реагентом, вслед за убывающим в контейнере реагентом перемещается вверх разделитель поплавкового типа, а его место замещает скважинная жидкость, поступающая через клапан 26 башмака 24, который является днищем контейнера 6. Далее цикл подачи реагента на прием насоса повторяется в такт возвратно-поступательного движения его плунжера.
Необходимую дозу реагента за один цикл работы насоса задают исходя из дебита скважины.
Технико-экономическое преимущество предложения заключается в простоте конструкции, надежности в работе и в точности дозирования реагента, следовательно, и в экономном его расходовании.