СКВАЖИННЫЙ ВАКУУМНЫЙ НАСОС

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, к технике добычи нефти из скважин и предназначена для откачивания из нефтяных скважин продукции пласта.
Известен скважинный штанговый насос (патент РФ №2295651, опубл. 20.03.2007 г.). Скважинный штанговый насос содержит цилиндр и расположенный подвижно в нем плунжер, в котором лазерной установкой просверлено расчетное количество отверстий, сообщающих полость плунжера с зазором между цилиндром и плунжером. Площадь всех отверстий превышает площадь кольцевого зазора между стенками плунжера и цилиндра на 25-30%. Расположенный в полом плунжере винтообразный скребок очищает просверленные отверстия от крупных частиц.
Недостатком известной конструкции является относительно низкая пропускная способность, обусловленная сложностью обеспечения сообщения между полостью плунжера с зазором между цилиндром и плунжером; причем просверленные отверстия не защищены от мелких включений.
Известен скважинный штанговый насос (патент РФ №2321772, опубл. 20.02.2006 г.). Скважинный штанговый насос содержит неподвижный цилиндр, подвижный цилиндр и неподвижный плунжер. Неподвижный цилиндр связан с колонной насосно-компрессорных труб. В верхней части подвижного цилиндра установлен нагнетательный клапан, корпус которого соединен со штоком. На штоке смонтирован центратор и автосцепное устройство с возможностью соединения штока с колонной штанг. Внутри подвижного цилиндра установлен неподвижный полый плунжер, соединенный в нижней части с полым приемным патрубком, выполненным с внутренним диаметром, равным внутреннему диаметру плунжера, и наружным диаметром, меньшим наружного диаметра плунжера. Приемный полый патрубок и неподвижный цилиндр в нижней части соединены между собой с помощью корпуса разрядного клапана и образуют кольцевую разрядную камеру. Разрядный клапан периодически обеспечивает сообщение разрядной камеры с затрубным пространством. В верхней части полого плунжера установлен всасывающий клапан, расположенный соосно с нагнетательным клапаном.
Недостатком известной конструкции является сложность конструкции и относительно невысокая производительность насоса, обусловленная необходимостью «подгонки» давления в разрядной камере до давления, соответствующего термодинамическим условиям среды.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является скважинный штанговый насос (патент РФ №2346183, опубл. 10.02.2009 г.). Скважинный штанговый насос содержит цилиндр, плунжер, соединенный со штангой, расположенной в полости насосной трубы, нагнетательный и всасывающий клапаны. Всасывающий клапан выполнен в виде шарика, расположенного в корпусе. Цилиндр выполнен с герметичным дном и снабжен гильзой, соосно и с зазором установленной в его полости. Плунжер выполнен в виде кольцевого поршня и установлен в кольцевой полости между напротив лежащими боковыми стенками цилиндра и гильзы. Кольцевой поршень соединен со штангой с помощью полого штока, установленного соосно кольцевому поршню и закрепленного к его нижнему торцу. На нижнем торце полого штока выполнено дно с центральным отверстием для установки и фиксации гайкой резьбовой части штанги. На боковой стенке полого штока выполнено сквозное отверстие.
Недостатком прототипа является сложность его конструкции, обусловленная сочетанием шести цилиндрических поверхностей, и относительно низкая производительность насоса, вследствие отсутствия защиты сквозных отверстий в цилиндре с кольцевым поршнем от попадания различных включений.
Технический результат - упрощение конструкции скважинного насоса, повышение его производительности.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном скважинном насосе, содержащем привод и колонну согласно полезной модели насос дополнительно содержит вакуумную установку, кран, отводную трубу; колонна скважины в верхней части соединена патрубком с вакуумной установкой, кроме этого, колонна имеет врезку отводной трубы с краном, а для поддержания давления на пласт предусмотрена как минимум одна дополнительная скважина, соединяющая нефтяной пласт с атмосферой.
Скважинный вакуумный насос показан на фигуре; он состоит из следующих деталей и сборочных единиц: скважинная колонна 1, дополнительная скважина 2, патрубок 3, вакуумная установка 4, кран 5, отводная труба 6. На фигуре также показан нефтяной пласт 7.
Скважинная колонна 1 в верхней части соединена патрубком 3 с вакуумной установкой 4, кроме этого, колонна имеет врезку отводной трубы 6 с краном 5; дополнительная скважина 2 соединяет нефтяной пласт 7 с атмосферой или в ней создается искусственное давление.
Скважинный вакуумный насос работает следующим образом. Вакуумная установка 4 после ее включения откачивает воздух из колонны 1, кран 5 отводной трубы 6 в это время закрыт; в скважинной колонне 1 образуется разряжение; нефтяной пласт 7 находится через дополнительную скважину 2 под атмосферным давлением или искусственно созданным давлением. Появляется результирующая сила, равная разности атмосферного давления и остаточного давления в колонне (разряжение).
Под действием этой силы нефть поднимается вверх по скважинной колонне 1; после того как она перекроет отводную трубу 6 открывают кран 5: нефть выливается из нее в емкость (на чертеже не показано).
Во время работы вакуумной установки 4 столб нефти в скважинной колонне 1 находится постоянно.
Возле рабочей скважины могут быть размещены несколько дополнительных скважин 2 для передачи атмосферного давления на нефтяной пласт 7.
Применение скважинного вакуумного насоса позволяет повысить во много раз производительность скважин, сократить затраты на их обслуживание.