ШЛАМОУЛОВИТЕЛЬ СКВАЖИННОГО НАСОСА

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности, а именно к устройствам, применяющимся для защиты погружного скважинного насосного оборудования от воздействия механических примесей, содержащихся в добываемой жидкости, в процессе освоения и эксплуатации скважин.
Известен шламоуловитель, входящий в состав скважинной насосной установки, состоящий из корпуса, внутри которого размещен нагнетательный патрубок с обратным клапаном, в седле которого выполнены осевые отверстия для прохода пластовой жидкости (см. патент RU №2135836, кл. F04D 15/02, 27.08.1999).
Недостатком указанного шламоуловителя является недостаточная эффективность очистки от механических частиц, а также возможность засорения осевых отверстий.
Наиболее близким к полезной модели является шламоуловитель скважинного насоса, содержащий стальной цилиндрический корпус, на концах которого установлены нижний и верхний переводники для монтажа его в колонну насосно-компрессорных труб, и в котором размещен с образованием заглушенного снизу кольцевого пространства внутренний проходной патрубок с обратным шаровым клапаном и расположенным со стороны его верхнего конца отсекателем шлама, выполненным в виде обращенного вверх дном стакана, в боковой стенке которого выполнены отверстия, наклоненные под острым углом к продольной оси отсекателя шлама против движения потока откачиваемой из скважины среды (см.патент RU на полезную модель №59170, кл. F04D 15/02, 10.12.2006).
Однако данный шламоуловитель имеет сложную конструкцию и сравнительно высокое гидравлическое сопротивление для проходящего через него потока откачиваемой среды, что может привести к выходу шламоуловителя из строя.
Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является устранение указанных выше недостатков.
Технический результат заключается в повышении надежности работы шламоуловителя скважинного насоса за счет упрощения его конструкции и снижения гидравлических потерь в проточной части шламоуловителя.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что шламоуловитель скважинного насоса содержит стальной цилиндрический корпус, на концах которого установлены нижний и верхний переводники для монтажа его в колонну насосно-компрессорных труб, и в котором размещен с образованием заглушенного снизу кольцевого пространства внутренний проходной патрубок с обратным шаровым клапаном и расположенным со стороны его верхнего конца отсекателем шлама, выполненным в виде обращенного вверх дном стакана, в боковой стенке которого выполнены отверстия, наклоненные под острым углом к продольной оси отсекателя шлама против движения потока откачиваемой из скважины среды, обратный шаровой клапан расположен в отсекателе шлама, причем седло обратного шарового клапана расположено ниже отверстий в боковой стенке стакана, над этими отверстиями в стакане образована полость для размещения в ней шарового затвора обратного шарового клапана при работе шламоуловителя, а внутренний проходной патрубок выполнен с центратором его положения в цилиндрическом корпусе.
Нижний переводник может быть посредством резьбы соединен с нижней частью цилиндрического корпуса и с нижней частью проходного патрубка.
В ходе проведенного исследования была выявлена возможность увеличения наработки на отказ штанговых глубинных насосов путем повышения надежности и эффективности очистки добываемой жидкости от механических частиц за счет упрощения конструкции шламоуловителя и снижения гидравлических потерь за счет обеспечения практически прямолинейного движения потока откачиваемой из скважины среды до обратного шарового клапана и после отсекателя шлама, а также повышения защиты шарового затвора обратного шарового клапана, путем размещения последнего в полости над отверстиями в боковой стенке стакана, что позволяет резко снизить возможность засорения этого клапана от образующихся в процессе эксплуатации скважинного насоса механических примесей.
На чертеже представлен продольный разрез шламоуловителя скважинного насоса.
Шламоуловитель содержит цилиндрический корпус 1, выполненный из отрезка трубы с внутренним диаметром не менее 76 мм, на концах которого установлены нижний 3 и верхний 8 переводники для монтажа шламоуловителя в колонну насосно-компрессорных труб. Нижний переводник 3 также служит переводником для соединения цилиндрического корпуса 1 с нижней частью внутреннего проходного патрубка 2, выполненного из трубы диаметром 42 мм. На внутреннем проходном патрубке 2 выполнен центратор 9 для центрирования внутреннего проходного патрубка 2 в цилиндрическом корпусе 1. На верхнем конце внутреннего проходного патрубка 2 посредством переводника 4 установлен отсекатель шлама 5, внутри которой расположены седло 7 обратного шарового клапана и его шаровой затвор 6, а в боковой стенке выполненного в виде перевернутого стакана отсекателя шлама 5 выполнены, предпочтительно, шесть отверстий 12 под острым углом, предпочтительно 45°, к продольной оси отсекателя шлама 5 против движения потока откачиваемой из скважины среды, служащих для прохождения последней. Объем пространства, образованный внутренней поверхностью цилиндрического корпуса 1 и внешней поверхностью внутреннего проходного патрубка 2 от нижнего переводника 3 до отсекателя шлама 5, является карманом 11 шламоуловителя, причем карман 11 шламоуловителя всегда заполнен жидкостью глушения, которая при ходе плунжера скважинного штангового насоса вниз не сжимается, и на процесс его работы не влияет.
В верхней части верхнего переводника 8 выполнено отверстие 10 под сливной винт.
Шламоуловитель соединяется с нижней частью корпуса цилиндра штангового насоса (на чертеже не показан) и спускается в скважину. Откачиваемая из скважины пластовая жидкая среда при работе скважинного штангового насоса поступает сначала во внутренний проходной патрубок 2 и по нему попадает в отсекатель шлама 5, в котором поток пластовой жидкой среды проходит через седло 7 обратного клапана, отверстия 12, выполненные под углом 45° к продольной оси отсекателя шлама 5 и поступает в карман 11. При этом происходит резкое изменение направления движения добываемой пластовой жидкой среды, а также уменьшение скорости ее движении, в следствии чего механические частицы отбиваются от внутренней поверхности цилиндрического корпуса 1 и оседают в нижней части кармана 11 шламоуловителя, а добываемая пластовая жидкая среда через верхний переводник 8 поступает в цилиндр (на чертеже не показан) скважинного штангового насоса, где отбирается плунжером и через эксплуатационные НКТ подается на устье скважины.
Применение шламоуловителей в скважинах с высокой концентрацией механических примесей существенно повышает долговечность скважинного штангового насоса за счет снижения износа его рабочих органов от воздействия гидроабразивной смеси, дает возможность увеличить коэффициент подачи насоса и наработку на отказ.