Подвесной компрессор к станку-качалке для отвода газа из затрубного пространства нефтяной скважины

Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может быть использована для отбора газа из затрубного пространства скважины, оборудованной штанговым насосом.
Известен подвесной компрессор к станку-качалке для отвода газа из затрубного пространства нефтяной скважины (патент на ПМ RU №169890, МПК E21B 43/00, F04B 35/01, опубл. 05.04.2017 Бюл. №10), включающий прикрепленные к балансиру станка-качалки и его опоре шарниры цилиндра и штока поршня, трубопроводы, связывающие нагнетательную область цилиндра с затрубным пространством и отводящим трубопроводом через соответствующие всасывающий и нагнетательный клапаны, причем цилиндр компрессора частично заполнен маслом, причем поршень по периметру герметично взаимодействует с внутренней поверхностью цилиндра с возможностью возвратно-поступательного движения, разделяя цилиндр на полости высокого - нагнетательную область и низкого давления, при этом полость низкого давления сообщена с полостью высокого давления обводным каналом с клапаном, пропускающим в сторону полости высокого давления, причем шток изготовлен полым.
Недостатком данного компрессора является низкая производительность из-за использования в работе только одной полости цилиндра в работе и, как следствие, для обеспечения необходимой производительности используется в работе компрессор больших габаритных размеров, то есть более металлоемкий.
Наиболее близким является подвесной компрессор для откачки газа из затрубного пространства нефтяной скважины (патент на ПМ RU №176900, МПК E21B 43/00, F04B 35/01, опубл. 01.02.2018 Бюл. №4), включающий цилиндр, частично заполненный жидкостью и выполненный с возможностью подведения всасывающего и напорного газопроводов с клапанами, поршень со штоком, шарнирно закрепленные соответственно к балансиру и стойке станка-качалки, причем шарнир цилиндра компрессора закреплен к основанию стойки, а шток поршня - к балансиру станка-качалки с возможностью использования съемных хомутов, причем полость цилиндра, заполненная жидкостью, расположена над верхней стороной поршня и сообщена с атмосферой.
Недостатком данного компрессора является низкая производительность из-за использования в работе только одной полости цилиндра в работе и, как следствие, для обеспечения необходимой производительности используется в работе компрессор больших габаритных размеров, то есть более металлоемкий.
Технической задачей предполагаемой полезной модели является создание конструкции подвесного компрессора к станку-качалке для отвода газа из затрубного пространства нефтяной скважины, работающего в двух направлениях (при ходе вверх и вниз), что позволяет повысить его производительность и значительно снизить габариты и металлоемкость.
Техническая задача решается подвесным компрессором для откачки газа из затрубного пространства нефтяной скважины, включающим цилиндр, выполненный с возможностью подведения всасывающего и напорного газопроводов с соответственно всасывающим и напорным клапанами, которые сообщены с подпоршневым полостью цилиндра, поршень со штоком, шарнирно прикрепленные соответственно к балансиру и стойке станка-качалки с возможностью использования съемных хомутов.
Новым является то, что всасывающий и напорный газопроводы снабжены соответственно дополнительными всасывающим и напорным клапанами, сообщенными с надпоршневой полостью цилиндра.
На чертеже изображена схема подвесного компрессора в продольном разрезе.
Подвесной компрессор для откачки газа из затрубного пространства нефтяной скважины (не показано) включает цилиндр 1, выполненный с возможностью подведения всасывающего 2 и напорного 3 газопроводов с соответственно всасывающим 4 и напорным 5 клапанами, которые сообщены с подпоршневым полостью 6 цилиндра 1, поршень 7 со штоком 8. Цилиндр 1 и шток 8 поршня 7 при помощи соответственно шарниров 9 и 10 прикреплены к балансиру 11 и стойке 12 станка-качалки (не показан) с возможностью использования съемных хомутов (не показаны). Шарниры 9 и 10 исключают моменты перешиба и, как следствие, заклинивание между цилиндром 1 и поршнем 7 со штоком 8 при работе станка-качалки. На виды съемных хомутов и способы их установки авторы не претендуют, так как они известны из открытых источников (например, патент на ПМ RU №176900). Всасывающий 2 и напорный 3 газопроводы снабжены соответственно дополнительными всасывающим 13 и напорным 14 клапанами, сообщенными с надпоршневой полостью 15 цилиндра 1.
Конструктивные элементы, технологические соединения, задвижки и уплотнения, не влияющие объяснение на работоспособности подвесного плунжера, на чертеже не показаны или показаны условно.
Подвесной компрессор работает следующим образом.
Подвесной компрессор в сборе доставляется к месту установки. Станок-качалку останавливают к балансиру 11 и стойке 12 съемными хомутами через соответствующие шарниры 9 и 10 прикрепляют цилиндр 1 и шток 7 плунжера 8. Всасывающий газопровод 2 сообщают через устьевую арматуру (не показана) с затрубным пространством нефтяной скважины, а напорный газопровод 3 - со сборным газопроводом, транспортным путепроводом (для сбора продукции скважин) или т.п. (авторы на это не претендуют).
После чего запускают в работу станок-качалку. При ходе вверх балансира 11 относительно стойки 12 поршень 7 вытягивается при помощи штока 8 из цилиндра 1, в результате в подпоршневой полости 6 создается избыточное давление, закрывающее всасывающий клапан 4 и отрывающий напорный клапан 5 для выдавливания газа из подпоршневой полости 6 в напорный газопровод 3, а в надпоршневой полости 15 создается разряжение, закрывающее дополнительный напорный клапан 14 и открывающее дополнительный всасывающий клапан 13 для поступления газа из всасывающего газопровода 2 и затрубного пространства нефтяной скважины в надпоршневую полость 15. При ходе вниз балансира 11 относительно стойки 12 поршень 7 вдавливается при помощи штока 8 в цилиндр 1, в результате в подпоршневой полости 6 создается разряжение, закрывающее напорный клапан 5 и открывающее всасывающий клапан 4 для поступления газа из всасывающего газопровода 2 и затрубного пространства нефтяной скважины в подпоршневую полость 6, а в надпоршневой полости 15 создается избыточное давление, закрывающее дополнительный всасывающий клапан 13 и отрывающий дополнительный напорный клапан 14 для выдавливания газа из надпоршневой полости 15 в напорный газопровод 3. Далее циклы повторяются и газ откачивается из затрубья скважины через всасывающий 2 и напорный 3 газопроводы при помощи подвесного компрессора. Выделившийся из газа конденсат из цилиндра 1 сливают периодически при помощи открытия пробки 16, установленной в нижней части цилиндра 1. Так как компрессор производит откачку газа при перемещении балансира 11 относительно стойки 12 вверх и вниз, то необходимую производительность можно добиться при меньших габаритных размерах и, как следствие, меньшей металлоемкости цилиндра 1 и поршня 8.
Предлагаемый подвесной компрессор к станку-качалке для отвода газа из затрубного пространства нефтяной скважины позволяет значительно снизить габариты и металлоемкость за счет повышения его производительности при работе в двух направлениях (при ходе балансира вверх и вниз).