УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ШТАНГОВЫЙ ГЛУБИННЫЙ НАСОС

Полезная модель относится к нефтяной промышленности и может найти применение при добыче нефти из нефтяных скважин штанговыми глубинными насосами (ШГН).
При эксплуатации ШГН увеличивается глубина формирования асфальтосмолистопарафиновых отложений (АСПО) в насосно-компрессорных трубах, приводящая к зависанию (заклиниванию) колонны штанг и выходу скважины в ожидании подземного ремонта. Скважина находится в простое, производится подземный ремонт скважины с вывозом глубиннонасосного оборудования насосно-компрессорных труб (НКТ) и штанг на мойку и пропарку, растут производственные затраты, ухудшаются коллекторские свойства пласта вследствие дополнительного глушения скважины для установки бригады подземного ремонта скважин (ПРС), уменьшается прирост нефти.
Основной вид текущего ремонта штанговых глубинных насосов - это промывка клапанов насоса от смол и мелких частиц, находящихся в добываемой жидкости и откладывающихся на шаровых клапанных парах в процессе работы насоса.
Проведение профилактических обработок скважин в процессе эксплуатации от АСПО, оснащенных насосами ШГН путем обратной промывки также неэффективно вследствие низкой пропускной способности клапанов. При этом наблюдается слабая циркуляция раствора и рост давления на выкиде насосного агрегата типа ЦА-320.
Известен скважинный, штанговый насос, содержащий цилиндр с размещенным в нем полым плунжером с нагнетательным клапаном, всасывающий клапан (см. авт. свид. № 1756627, МПК F04В 47/02, за 1992 г.).
В этом скважинном штанговом насосе, наиболее близком к предлагаемому, невозможно производить профилактическую прямую промывку скважин от АСПО без подъема НКТ.
Задачей полезной модели является создание насоса, позволяющего производить не только профилактические промывки скважин без подъема НКТ, но и подземный ремонт скважины с подъемом НКТ без жидкости.
Эта задача решается тем, что универсальный штанговый глубинный насос, содержащий цилиндр с размещенным в нем плунжером с нагнетательным клапаном, всасывающий клапан, насос дополнительно снабжен сливным клапаном, состоящим из цилиндрического корпуса с центральным боковым сливным отверстием и расположенным внутри него извлекаемым полым запорным цилиндром, образующими плунжерную пару, при этом боковая поверхность полого запорного цилиндра имеет проточки, в которых расположены уплотнительные кольца из маслостойкой резины, а запорный цилиндр установлен на штоке плунжера насоса с возможностью свободного хода штока насоса, при этом сливной клапан установлен через муфту НКТ над цилиндром насоса, а всасывающий клапан выполнен в виде промывочного клапана, содержащего удлиненный патрубок, внутри которого расположен внутренний цилиндр с пазом и с отверстиями для прохода жидкости, шаровую клапанную пару для всасывания, нажимный шток, расположенную под ним и связанную с нажимным штоком с помощью резьбы, нажимную рейку, восьмиугольную каретку, которая установлена сверху нажимной рейки и вставлена в паз внутреннего цилиндра, при этом нажимной шток подпружинен относительно восьмиугольной каретки пружиной сжатия, упорную шайбу с отверстиями для прохода жидкости, и которая соединена с верхней частью нажимного штока с помощью резьбы, а верхний конец удлиненного патрубка соединен посредством муфты с НКТ, а нижний конец - через соединительную муфту с приемным корпусом сливного клапана.
Отличительными признаками предлагаемого универсального глубинного насоса являются наличие сливного клапана, состоящего из цилиндрического корпуса с центральным боковым сливным отверстием и расположенным внутри него извлекаемым полым запорным цилиндром, образующими плунжерную пару, наличие на боковой поверхности запорного цилиндра проточек, в которых расположены уплотнительные кольца из маслостойкой резины, установка на штоке плунжера насоса запорного цилиндра с возможностью свободного хода штока насоса, установка сливного клапана через муфту НКТ над цилиндром насоса, выполнение всасывающего клапана в виде промывочного клапана, представляющего собой удлиненный патрубок, внутри которого расположен внутренний цилиндр с пазами и с отверстиями для прохода жидкости, наличие шаровой клапанной пары для всасывания, расположенной внутри внутреннего цилиндра, наличие нажимного штока, наличие нажимной рейки с шарнирно закрепленным на ней клином, расположенной над нажимным штоком и связанной с ним с помощью резьбы, наличие восьмиугольной каретки, установленной сверху нажимной рейки и вставленной в паз внутреннего цилиндра, подпружиненность нажимного штока относительно восьмиугольной каретки пружиной сжатия, наличие упорной шайбы с отверстиями для прохода жидкости и соединение ее с верхней частью нажимного штока с помощью резьбы, соединение верхнего конца удлиненного патрубка посредством муфты с НКТ, а нижнего его конца через соединительную муфту с приемным корпусом сливного клапана.
Благодаря наличию этих признаков, предлагаемый универсальный штанговый глубинный насос позволяет производить профилактические прямые промывки для предотвращения АСПО на скважинах, оборудованных невставными (простыми) насосами типа НГН в процессе эксплуатации скважины через клапана насоса, не поднимая его на поверхность, при этом промывается всасывающий (приемный) фильтр насоса, кроме того дает возможность сократить количество подземных ремонтов скважин, позволяет увеличить межремонтный период работы насоса и обеспечить безаварийную работу скважин, позволяет по мере необходимости производить обработку подземного оборудования скважины дистиллятом и другими химическими реагентами методом прямой промывки для растворения и удаления парафина и других отложений, позволяет повысить качество обработки и сократить расход химических реагентов за счет того, что реагенты закачивают в трубное пространство по НКТ.
Предлагаемый универсальный штанговый глубинный насос иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-4.
На фиг.1 показан общий вид универсального штангового глубинного насоса;
на фиг.2 - всасывающего (промывочного) клапана;
на фиг.3 - сечение А-А на фиг.2;
на фиг.4 - сечение В-В на фиг.2.
Универсальный штанговый глубинный насос содержит (фиг.1) цилиндр 1, с размещенным в нем полым плунжером 2 со штоком 3 и нагнетательным клапаном 4, всасывающим клапаном 5. Насос снабжен сливным клапаном, состоящим из цилиндрического корпуса 6 с центральным боковым сливным отверстием 7 и расположенным внутри него извлекаемым полым запорным цилиндром 8, составляющих между собой плунжерную пару. Боковая поверхность полого запорного цилиндра 8 имеет проточки (на чертеже не показаны), в которых расположены уплотнительные кольца 9 из маслостойкой резины для надежной герметизации данного узла и предотвращения утечки добываемой жидкости из сливного отверстия 7. Запорный цилиндр 8 неподвижен и через него проходит шток 3 плунжера 2 насоса с возможностью свободного хода штока 3 насоса. Сливной клапан установлен через муфту 10 НКТ над цилиндром 1 насоса, а всасывающий клапан 5 выполнен в виде промывочного клапана (фиг.2, 3), который состоит из удлиненного патрубка 11, а внутри него расположен внутренний цилиндр 12 с пазом 13 (фиг.4) и с отверстиями 14 для прохода жидкости, шаровую клапанную пару 15 для всасывания, расположенную внутри внутреннего цилиндра 12, нажимной шток 16, расположенную под нажимным штоком 16 и связанную с ним с помощью резьбы, нажимную рейку 17, на которой шарниром 18 закреплен клин 19, восьмиугольную каретку 20, установленную сверху нажимной рейки 17 и вставленную в паз 13 внутреннего цилиндра 12. Нажимной шток 16 подпружинен относительно восьмиугольной каретки 20 пружиной сжатия 21. Верхняя часть нажимного штока 16 соединена с помощью резьбы с упорной шайбой 22, которая имеет отверстия 23 для прохода жидкости. Верхний конец удлиненного патрубка 11 соединен посредством муфты 24 с НКТ, а нижний его конец соединен через соединительную муфту 25 с приемным корпусом 26 сливного клапана 6.
Универсальный штанговый глубинный насос работает следующим образом.
При необходимости промывки скважины колонну штанг опускают вниз до упора. Плунжер 2 насоса упирается в упорную шайбу 22 и перемещает нажимной шток 16 в нижнее положение, при этом клин 19 проходит в клапанную пару 15, выталкивает шарик из седла и образует зазор в шаровой клапанной паре 15. В это время шарик нагнетательного клапана плунжера 2 нажимным штоком 16 поднимается из седла плунжера 2. Жидкость из трубного пространства через зазоры в нагнетательном клапане плунжера 2 через отверстие 23 упорной шайбы 22, зазоры между восьмиугольной кареткой 20 и удлиненным патрубком 11, отверстие 14 внутреннего цилиндра 12, зазоры в всасывающем (промывочном) клапане 5 проходит в затрубное пространство. При подъеме колонны штанг нажимный шток 16 под действием пружины сжатия 21 возвращается в исходное положение. Далее насос работает в обычном режиме.
При проведении подземного ремонта скважины (фиг.1) колонна штанг, соединенная со штоком 3 насоса, извлекается из скважины вместе с плунжером 2 и извлекаемым запорным цилиндром 8, при этом открывается сливное отверстие 7 и технологическая жидкость из внутренней полости НКТ попадает в межтрубное пространство НКТ и эксплуатационной колонны, т.е. подъем НКТ производится без жидкости.
Таким образом, использование данного насоса в комплекте с сливным и промывочным клапанами позволит производить профилактические прямые промывки для предотвращения АСПО на скважинах, оборудованных невставными (простыми) насосами типа НГН в процессе эксплуатации скважины через клапана насоса, не поднимая его на поверхность, при этом промывается всасывающий фильтр насоса. Применение промывочного клапана (всасывающего) позволит также по мере необходимости производить обработку подземного оборудования скважины дистиллятом и другими химическими реагентами методом прямой промывки не только для растворения и удаления парафина, но и других отложений, при этом химические реагенты закачиваются в трубное пространство по НКТ, а это повышает качество обработки и сокращает расход химических реагентов. А применение сливного клапана не усложняет компоновку глубинно-насосного оборудования и позволяет производить подземный ремонт скважины с подъемом НКТ без жидкости.
Были проведены испытания предлагаемого универсального штангового глубинного насоса, которые дали возможность сократить количество подземных ремонтов скважины, увеличили межремонтный период работы насоса и обеспечили безаварийную работу скважин. Намечено внедрение предлагаемого универсального штангового глубинного насоса в 2010 и последующие годы на скважинах ОАО «Татнефть».