УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДОЗИРОВАННОЙ ПОДАЧИ РЕАГЕНТА В СКВАЖИНУ, ОБОРУДОВАННУЮ ШТАНГОВЫМ НАСОСОМ

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к установкам для дозированной подачи реагента в скважину.
Известно устройство для подачи реагента в скважину, оборудованную штанговым насосом, содержащее контейнер для реагента и дозировочный насос, включающий цилиндр, плунжер, всасывающий и нагнетательный клапаны, а также втулку с фрикционным фонарем на наружной поверхности (А.С. №966229, Е 21 В 43/00).
Дозировочное устройство приводится в действие за счет изменения длины насосных труб при работе штангового насоса, при этом подача реагента на прием насоса производится дозировочным поршнем за счет его возвратно поступательного движения по отношению к цилиндру, обеспеченного взаимодействием плунжера с выступом на внутренней поверхности втулки, закрепленной на эксплутационной колонне фрикционным фонарем.
Недостатком устройства является низкая эксплутационная надежность, так как механизм привода дозировочного насоса, находясь в пластовой жидкости, подвержен коррозионному воздействию и засорению механическими примесями, содержащимися в жидкости. Приемный клапан дозировочного насоса находится непосредственно под контейнером с реагентом, выполненным из насосно-компрессорных труб, также подвержен засорению механическими примесями. Недостатком устройства является также то, что в случае простоя станка- качалки, приемный клапан дозировочного насоса находится в открытом состоянии и происходит утечка реагента из контейнера. Недостатком устройства является отсутствие возможности точной регулировки расхода реагента.
Наиболее близким к изобретению является устройство для дозированной подачи реагента в скважину, оборудованную штанговым насосом, содержащее контейнер для реагента, размещенный под штанговым насосом и дозировочный насос с приводом, при этом его подвижная часть связана с нижним подвижным
Недостатком данного устройства является низкая надежность, так как привод дозировочного насоса, связанный с его плунжером, находится в пластовой жидкости и подвержен коррозии и засорению механическими примесями. Приемный клапан дозировочного устройства находится непосредственно под контейнером с реагентом и также подвержен засорению механическими примесями. В период остановки станка-качалки происходит утечка реагента из контейнера, так как всасывающий клапан открыт.
Целью предполагаемого изобретения является повышение надежности устройства в условиях эксплуатации скважин с агрессивными жидкостями, содержащими механические примеси, а также повышение точности дозирования реагента.
Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для дозированной подачи реагента в скважину, оборудованную штанговым насосом, содержащим контейнер для реагента, плунжерный дозировочный насос с приводом и узел фиксирования его в скважине, новым является то, что контейнер для реагента установлен под дозировочным насосом и снабжен в нижней части поршнем и заглушкой с отверстием. Привод плунжерного дозировочного насоса выполнен в виде подвижной клапанной коробки, включающей всасывающий и нагнетательный клапаны, а также осевую цилиндрическую полость с установленным в ней плунжером, гидравлически связанную внизу с контейнером для реагента осевым каналом, а вверху с приемным патрубком штангового насоса посредством радиального и продольного каналов, выполненных в стенке клапанной коробки. Плунжер дозировочного насоса зафиксирован в скважине посредством тяги жестко соединенной с центратором посредством торцевой гайки с продольными каналами и винтов, при этом винты установлены в продольных щелевых каналах корпуса клапанной коробки, а центратор» выполненный из пластинчатых пружин, закреплен на цилиндре, установленном на корпусе клапанной коробки. Тяга плунжера в верхней части выполнена с упором, а внутри корпуса клапанной коробки установлена опорная втулка, при этом опорная втулка установлена выше упора тяги на величину, равную длине хода плунжера дозировочного насоса, на расстоянии от торца тяги равном максимально возможной длине хода плунжера и винтовой резьбой, а на торце тяги установлена фиксирующая контргайка.
Благодаря тому, что в заявляемом устройстве подачи реагента в скважину, контейнер для реагента установлен под дозировочным насосом и снабжен в
торцевой части донным обратным клапаном, приемный клапан дозировочного насоса не соприкасается с пластовой жидкостью не происходит его коррозия и засорение механическими примесями.
Благодаря тому, что привод плунжерного дозировочного насоса выполнен в виде подвижной клапанной коробки, включающей всасывающий и нагнетательный клапаны, а также осевую цилиндрическую полость с установленным в ней плунжером, гидравлически связанную с контейнером для реагента осевым каналом, а также приемным патрубком штангового насоса радиальным и продольным каналами, выполненными в стенке клапанной коробки, привод плунжера дозировочного насоса также не соприкасается с пластовой жидкостью и также не подвержен коррозии и засорению механическими примесями.
Благодаря тому, что плунжер дозировочного насоса зафиксирован в скважине тягой с упором и опорной гайкой с контргайкой на торце, и жестко соединен с центратором винтами, проходящими через продольные щели корпуса клапанной коробки, а центратор выполнен из пластинчатых пружин, закрепленных на цилиндре, установленном на корпусе клапанной коробки, достигается возможность точной установки хода плунжера дозировочного насоса, а, следовательно, его производительности
Благодаря тому, что в верхней части корпуса клапанной коробки установлено опорное кольцо на расстоянии длины хода плунжера от уступа тяги, достигается возможность точной установки ценратора на эксплутационной колонне скважины и жестко связанного с ним плунжера, что обеспечивает точную длину хода и расчетную подачу дозировочного насоса.
Таким образом, заявляемое устройство имеет более высокую надежность при работе в скважинах с коррозионными жидкостями, содержащими механические примеси, а также более высокую точность подачи дозировочного устройства.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид заявляемого устройства. Устройство для дозированной подачи реагента в скважину состоит из трех основных частей: дозировочного насоса 1, центратора 2 и контейнера для реагента 3 с поршнем 4 и заглушкой с отверстием 24. На приемном патрубке 5 штангового насоса закреплен корпус 6 клапанной коробки 7, в которой размещены всасывающий и нагнетательный клапаны 8 и 9, а также плунжер 10 с уплотнением 11. Плунжер, имеющий возможность перемещаться в осевой цилиндрической полости 12 клапанной коробки 7, жестко связан с центратором 2 посредством тяги 13 с опорной гайкой 14, контргайкой 21 и винтов
15, установленных в сквозных щелях 16 корпуса клапанной коробки, при этом высота щели выполняется не менее чем максимальное изменение длины колонны насосных труб. На тяге 13 выполнен упор 17, а на внутренней поверхности корпуса клапанной коробки 6 на расстоянии планируемой длины хода плунжера от упора 17, установлена опорная втулка 18. В опорной гайке 13 и опорной втулке 18 выполнены продольные каналы 19 и 20.
Дозировочная установка первоначально заправляется реагентом, монтируется в НКТ и спускается в скважину под штанговым насосом на расчетную глубину, где фиксируется центратором на эксплутационной колонне. После запуска станка качалки установка приводится в действие за счет изменения длины колонны НКТ и работает следующим образом:
При ходе плунжера штангового насоса вверх, колонна НКТ сокращается. На чертеже дозировочная установка показана в тот момент, когда клапанная коробка 7 занимает при сокращении колонны НКТ верхнее положение. При ходе плунжера штангового насоса вниз происходит удлинение колонны НКТ от веса столба жидкости, а плунжер дозировочного насоса 10 первоначально остается на месте, поскольку жестко связан с эксплутационной колонной тягой 13, опорной гайкой 14, контргайкой 21 и центратором 2. В этом рабочем цикле происходит точная установка плунжера дозировочного насоса, так как при достижении опорным кольцом 18, установленном в подвижном корпусе клапанной коробки упора на тяге 17 происходит корректировка положения центратора 2 в скважине, а, следовательно, корректировка положения плунжера 10 дозировочного насоса. Таким образом, происходит точная установка длины хода плунжера дозировочного насоса, равная, расстоянию между упором тяги 17 и опорным кольцом 18, тем самым достигается расчетная дозировка реагента. В этом такте рабочего цикла дозировочного насоса происходит открытие всасывающего клапана 8 и поступление порции реагента в подплунжерную зону. При сокращении колонны НКТ, клапанная коробка 7 перемещается вверх на длину хода, при этом открывается нагнетательный клапан 9 и порция реагента из подплунжерной зоны через каналы в клапанной коробке 22, 23 и каналы в опорном кольце 20 и гайке 19 поступает на прием штангового насоса
Объем реагента вытесняемого за один цикл, равен произведению диаметра плунжера дозировочного насоса на длину его хода, поэтому, изменяя длину хода плунжера путем завинчивания тяги 13 в опорную гайку 14, можно точно устанавливать подачу дозировочного насоса.
Основными достоинствами заявляемого устройства являются:
- высокая эксплутационная надежность, так как исключен контакт клапанов, каналов и деталей привода с скважинной жидкостью, вследствие чего предотвращено засорение, заклинивание и коррозия дозирующего устройства и преждевременный выход его из строя,
3
- устройство обеспечивает высокую точность дозирования каждого вида применяемых реагентов, так как конструкция обеспечивает простоту и высокую точность регулировки длины хода плунжера путем завинчивания опорной гайки на тягу и точную подвеску плунжера в скважине на центраторе путем его сдвига на эксплутационной колонне упором тяги в период первого цикла работы устройства. (Норматив расхода реагента из расчета на 1 м добываемой жидкости определяется на основании лабораторных исследований.)
К настоящему времени проведены опытно промысловые испытания устройства на двух скважинах ООО "Лукойл-Пермь". Испытания показали высокую эффективность и надежность предложенной конструкции для дозированной подачи реагента в скважину.