ШТАНГОВЫЙ НАСОС ДЛЯ МАЛОДЕБИТНЫХ СКВАЖИН

Полезная модель относится к скважинным штанговым насосам для эксплуатации нефтяных скважин.
Известен штанговый насос, содержащий установленный на колонне насосных труб цилиндрический корпус с нагнетательным клапаном, всасывающим клапаном, насосной камерой и штоком, соединенным с колонной насосных штанг и выполненный монолитным, причем шток уплотнен относительно насосной камеры (см. патент US №4243361, кл. F04D 21/04, опубл. 06.01.1981).
Недостатком известного устройства является низкая надежность насоса, что связано с тем, что всасывающий клапан закреплен на нижнем конце монолитного штока, что приводит к большим динамическим нагрузкам на шток в процессе нагнетания откачиваемой среды из насосной камеры через нагнетательный клапан в колонну насосных труб.
Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является штанговый насос, содержащий установленный на колонне насосных труб цилиндрический корпус с нагнетательным клапаном, всасывающим клапаном, насосной камерой и штоком, соединенным с колонной насосных штанг, причем шток уплотнен относительно насосной камеры, которая образована расположенной в цилиндрическом корпусе соосно последнему с образованием кольцевого канала трубой, всасывающий клапан расположен под цилиндрическим корпусом, нагнетательный клапан расположен над всасывающим клапаном на выходе насосной камеры в нижней ее части, всасывающий клапан со стороны выхода и нагнетательный клапан со стороны входа сообщены с насосной камерой, со стороны выхода нагнетательный клапан сообщен с кольцевым каналом, который, в свою очередь, сообщен с колонной насосных труб выше цилиндрического корпуса (см. патент на полезную модель RU №138051, кл F04B 47/00, опубл. 27.02.2014).
Недостатком данного штангового насоса является сравнительно большой радиальный габарит, что усложняет его использование в скважинах малого диаметра и боковых стволах.
Задача полезной модели заключается в устранении указанных выше недостатков.
Технический результат заключается в том, что достигается возможность использования штангового насоса в скважинах малого диаметра путем уменьшения радиального габарита штангового насоса.
Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что штанговый насос содержит установленный на колонне насосных труб цилиндрический корпус с нагнетательным клапаном, всасывающим клапаном, насосной камерой и штоком, соединенным с колонной насосных штанг, причем шток уплотнен относительно насосной камеры, которая образована расположенной в цилиндрическом корпусе соосно последнему с образованием кольцевого канала трубой, всасывающий клапан расположен под цилиндрическим корпусом, нагнетательный клапан расположен над всасывающим клапаном на выходе насосной камеры в нижней ее части, всасывающий клапан со стороны выхода и нагнетательный клапан со стороны входа сообщены с насосной камерой, со стороны выхода нагнетательный клапан сообщен с кольцевым каналом, который, в свою очередь, сообщен с колонной насосных труб выше цилиндрического корпуса, при этом насос снабжен опорной трубой, соединенной с нижней частью трубы, образующей насосную камеру, седло нагнетательного клапана закреплено на нижней части опорной трубы поперек кольцевого канала, а над седлом с возможностью осевого перемещения установлен затвор нагнетательного клапана, причем седло нагнетательного клапана выполнено в виде цилиндрического плоского кольца с выполненными в нем отверстиями, затвор нагнетательного клапана выполнен в виде кольца и снабжен направляющей трубой, охватывающей опорную трубу, а в месте перехода затвора нагнетательного клапана в направляющую трубу выполнены сквозные отверстия.
Седло нагнетательного клапана, предпочтительно закреплено на нижней части опорной трубы посредством резьбового соединения.
Над затвором нагнетательного клапана может быть установлено коаксиально направляющей трубе упорное кольцо, а затвор нагнетательного клапана подпружинен относительно последнего.
Над затвором нагнетательного клапана может быть установлен коаксиально опорной трубы дополнительный груз в виде трубы.
В ходе проведенного исследования удалось создать конструкцию штангового насоса, в которой всасывающий и нагнетательный клапаны установлены соосно насосной камере, причем нагнетательный клапан охватывает насосную камеру, а всасывающий клапан расположен под насосной камерой, что в сочетании с тем, что насосная камера образована трубой, в которой перемешается шток, в частности монолитный шток выполняющий функцию плунжера штангового насоса, и тем, что штанговый насос снабжен опорной трубой, соединенной с нижней частью трубы, образующей насосную камеру, седло нагнетательного клапана закреплено на нижней части опорной трубы поперек кольцевого канала, а над седлом с возможностью осевого перемещения установлен затвор нагнетательного клапана, причем седло нагнетательного клапана выполнено в виде цилиндрического плоского кольца с выполненными в нем отверстиями, затвор нагнетательного клапана выполнен в виде кольца и снабжен направляющей трубой, охватывающей опорную трубу, а в месте перехода затвора нагнетательного клапана в направляющую трубу выполнены сквозные отверстия позволило резко сократить радиальный габарит при обеспечении необходимого проходного сечения для нагнетания откачиваемой среды в колонну труб, что позволило создать конструкцию штангового насоса, который может быть использован в малодебитных скважинах малого диаметра.
На чертеже представлен продольный разрез штангового насоса с извлеченным из него штоком.
Штанговый насос содержит установленный на колонне насосных труб 1 цилиндрический корпус 2 с нагнетательным клапаном 3, всасывающим клапаном 4, насосной камерой 5 и штоком (не показан на чертеже), соединенным с колонной насосных штанг (не показана на чертеже) и установленным в насосной камере 5 с возможностью осевого перемещения относительно нее, причем шток уплотнен относительно насосной камеры 5 механическим уплотнением.
Насосная камера 5 образована расположенной в цилиндрическом корпусе 2 соосно последнему с образованием кольцевого канала 6 трубой 7.
Всасывающий клапан 4 расположен под цилиндрическим корпусом 2, а нагнетательный клапан 3 расположен над всасывающим клапаном 4 на выходе насосной камеры 5 в нижней ее части.
Всасывающий клапан 4 со стороны выхода и нагнетательный клапан 3 со стороны входа сообщены с насосной камерой 5. Со стороны выхода нагнетательный клапан 3 сообщен с кольцевым каналом 6, который, в свою очередь, сообщен с колонной насосных труб 1 выше цилиндрического корпуса 2.
Штанговый насос снабжен опорной трубой 8, соединенной с нижней частью трубы 7, образующей насосную камеру 5.
Седло 9 нагнетательного клапана 3 закреплено на нижней части опорной трубы 8 поперек кольцевого канала 6, а над седлом 9 с возможностью осевого перемещения установлен затвор 10 нагнетательного клапана 3.
Седло 9 нагнетательного клапана 3 выполнено в виде цилиндрического плоского кольца с выполненными в нем отверстиями 11.
Затвор 10 нагнетательного клапана 3 выполнен в виде кольца и снабжен направляющей трубой 12, охватывающей опорную трубу 8, а в месте перехода затвора 10 нагнетательного клапана 3 в направляющую трубу 12 выполнены сквозные отверстия 13.
Седло 9 нагнетательного клапана 3, предпочтительно закреплено на нижней части опорной трубы 8 посредством резьбового соединения.
Над затвором 10 нагнетательного клапана 3 может быть установлено коаксиально направляющей трубе 12 упорное кольцо 14, а затвор 10 нагнетательного клапана 3 подпружинен относительно последнего.
Над затвором 10 нагнетательного клапана 3 может быть установлен коаксиально опорной трубы 8 дополнительный груз в виде трубы (не показаны на чертеже).
В цилиндрическом корпусе 2 насосной установки под нагнетательным клапаном 4 может быть установлено комбинированное сливное устройство 15, состоящее из полого штуцера 16, один конец которого гидравлически соединен с затрубным пространством скважины, а другой конец закрыт калиброванной разрывной мембраной 17.
Работа штангового насоса осуществляется следующим образом.
При ходе штока вверх жидкость из скважины через всасывающий клапан 4 поступает в насосную камеру 5 насоса. При ходе штока вниз откачиваемая среда из насосной камеры 5 штоком выдавливается через нагнетательный клапан 3 в кольцевой канал 6 и из последнего далее в колонну насосных труб 1.
Настоящая полезная модель может быть использована в нефтяной и других отраслях промышленности, где требуется откачка из скважины различных жидких сред, в том числе с различными механическими примесями.