СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС

Полезная модель относится к области насосного оборудования и может быть использована для добычи высоковязких жидкостей из скважин.
Известен шариковый клапан для высоковязких нефтей с принудительным закрытием, содержащий подпружиненный прижимной элемент и центральный стержень. При открытии клапана жидкость отжимает кольцевой элемент, а шарик свободно перемещается в пространстве ограниченном центральным штырем и стенками клапана, обеспечивая равномерный износ шарика и седла клапана. При закрытии клапана пружина посредством подпружиненного элемента прикладывает к шарику дополнительное усилие, обеспечивающее принудительное закрытие клапана [1].
В предлагаемой полезной модели нами использован указанный клапан.
Наиболее близким техническим решением выбранным нами в качестве прототипа является дифференциальный штанговый насос, содержащий верхний и нижний цилиндры и соединенные между собой штоком плунжеры, причем нижний цилиндр выполнен подвижным. Управляемый тарельчатый нагнетательный клапан соединен с колонной штанг и при помощи штока соединен с нижним заглушенным плунжером. Нижний цилиндр выполнен с возможностью перемещения на величину хода управляемого всасывающего клапана, запорный орган которого установлен на верхнем конце нижнего цилиндра, а седло на нижнем конце верхнего цилиндра [2].
Недостатком насоса является наличие клапанов тарельчатого типа, которые быстро и неравномерно изнашиваются вследствие контактирования одними и теми же поверхностями, причем нагнетательный клапан испытывает значительные ударные нагрузки при закрытии. Кроме того, после спуска насосно-компрессорных труб спускают только плунжеры насосов с клапанами.
Задачей полезной модели является создание дифференциального штангового насоса с управляемыми шариковыми клапанами для добычи высоковязкой жидкости, обеспечивающими значительный ресурс.
Для успешного решения поставленной задачи в скважинном штанговом насосе, содержащем колонну штанг, верхний и нижний цилиндры с соединенными между собой штоком верхним и нижним плунжерами, верхний и нижний управляемые клапаны, плунжеры содержат подпружиненные шариковые клапаны, причем верхний цилиндр установлен в замковой опоре, а нижний цилиндр выполнен неподвижным.
Указанные признаки позволяют устранить недостатки, присущие прототипу, за счет использования управляемых шариковых клапанов и спуска в замковую опору верхнего насоса в сборе.
Нам не известны скважинные штанговые насосы, обладающие совокупностью вышеперечисленных признаков, что означает соответствие предлагаемого насоса требованиям, предъявляемым к полезным моделям.
На фигуре схематично изображен скважинный штанговый насос.
Скважинный штанговый насос содержит нижний 1 и верхний 2 цилиндр установленный в замковой опоре 3. Верхний плунжер 4 соединенный с колонной штанг 5, содержит верхний подпружиненный шариковый клапан 6. Верхний плунжер 4 с помощью штока 7 соединен с нижним плунжером 8, содержащим нижний подпружиненный шариковый клапан 9. Нижний цилиндр 1 соединен с насосно-компрессорными трубами 10.
Штанговый дифференциальный насос работает следующим образом.
При ходе вверх колонны штанг 5 верхний плунжер 4 перемещается в верхнем цилиндре 2 и соединенный с ним шток 7 перемещает нижний плунжер 8. Нижний шариковый клапан 9 закрывается, а верхний клапан 6 открывается под действием разности прокачиваемых объемов верхнего насоса меньшего диаметра и нижнего насоса большего диаметра. Происходит нагнетание жидкости с производительностью равной разности производительности нижнего и верхнего насосов.
В верхней мертвой точке оба клапана 6 и 9 принудительно закрываются под действием пружин. При ходе вниз перемещение верхнего 4 и нижнего 8 плунжеров приводит к открытию нижнего шарикового клапана 9 под действием разности прокачиваемых объемов верхнего и нижнего насоса. Происходит цикл всасывания.
Далее цикл работы насоса повторяется.
Предлагаемое устройство штангового насоса обеспечивает добычу высоковязких жидкостей.
Источники информации:
1. Патент РФ на полезную модель №76693
2. Патент РФ №2313696.