Штанговый насос для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к добыче нефти при одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважиной.
Известен штанговый насос (патент RU №2165010, МПК E21B 43/00, 47/00, опубл. 10.04.2001 в бюл. №10), включающий в себя цилиндр, расположенный в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с нагнетательным клапаном, установленный в нижнем конце цилиндра удлинительный ниппель с боковым всасывающим клапаном и втулочным упором плунжера. Боковой всасывающий клапан расположен сбоку вне зоны действия плунжера, а удлинительный ниппель в нижней торцевой части снабжен заглушкой, причем в верхней части цилиндра выполнено отверстие, сообщенное с межтрубным пространством, расположенное на большем от упора плунжера расстоянии, чем длина плунжера.
Недостатками данного штангового насоса являются:
низкая работоспособность насоса, связанная с небольшим проходным сечением бокового всасывающего клапана, как следствие небольшая пропускная способность штангового насоса, что к тому же влечет за собой риск засорения клапана плавающими мусором и асфальтосмолопарафиновыми отложениями;
низкая надежность насоса, связанная с высоким риском повреждения корпуса бокового всасывающего клапана при спускоподъемных операциях в интервалах кривизны ствола скважины или местах стыка муфтовых соединений обсадных труб.
Наиболее близким аналогом является штанговый насос для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов (патент RU №2221136, МПК E21B 43/14, опубл. 10.01.2004 в бюл. № 1), включающий цилиндр с верхним и нижним удлинительными патрубками, основным и боковым всасывающими клапанами, плунжер с нагнетательным клапаном, при этом боковой всасывающий клапан размещен на стенке цилиндра и делит его по длине на две части, пропорциональные производительностям пластов, при этом штанговый насос выполнен с возможностью присоединения к колонне лифтовых труб, а также к хвостовику с пакером.
Недостатками данного штангового насоса являются:
низкая работоспособность насоса, связанная с небольшим проходным сечением бокового всасывающего клапана, как следствие небольшая пропускная способность штангового насоса, что к тому же влечет за собой засорения клапана плавающими мусором и асфальтосмолопарафиновыми отложениями;
низкая надежность насоса, связанная с высоким риском повреждения корпуса бокового всасывающего клапана при спускоподъемных операциях в интервалах набора кривизны ствола скважины или местах стыка муфтовых соединений обсадных труб.
Техническая проблема, на решение которой направлена заявленная полезная модель, заключается в повышении надежности работы штангового насоса.
Техническим результатом для решения указанной технической проблемы является обеспечение безопасного прохождения интервалов кривизны или стыков муфтовых соединений обсадных труб при спускоподъемных операциях.
Технический результат достигается штанговым насосом для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов, включающим цилиндр с верхним и нижним удлинительными патрубками, основным и боковым всасывающими клапанами, плунжер с нагнетательным клапаном, при этом боковой всасывающий клапан размещен на стенке цилиндра и делит его по длине на две части, пропорциональные производительностям пластов, при этом штанговый насос выполнен с возможностью присоединения к колонне лифтовых труб, а также к хвостовику с пакером.
Новым является то, что верхний и нижний удлинительные патрубки цилиндра снабжены муфтами с наплавленными по наружной поверхности центраторами, при этом центраторы выполнены в виде несимметричных цилиндров, вытянутых в сторону расположения бокового всасывающего клапана, на торцах центраторов выполнены фаски, при этом на центраторе верхнего удлинительного патрубка фаска, направленная к устью скважины, выполнена с большим углом относительно фаски, направленной к забою скважины, а на центраторе нижнего удлинительного патрубка фаска, направленная к забою скважины, выполнена с большим углом относительно фаски, направленной к устью скважины, боковой всасывающий клапан выполнен одного типоразмера с основным всасывающим клапаном.
Новым является также то, что центраторы выполнены из полиамида.
На фиг. 1 изображена схема штангового насоса для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов.
На фиг. 2 изображен вид сверху штангового насоса для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов.
Штанговый насос состоит из цилиндра 1 с верхним 2 и нижним 3 удлинительными патрубками, основным 4 и боковым 5 всасывающими клапанами.
Внутри цилиндра 1 находится плунжер 6 с нагнетательным клапаном 7. Боковой всасывающий клапан 5 размещен на стенке цилиндра 1 и делит его по длине на две части, пропорциональные производительностям пластов. При этом штанговый насос выполнен с возможностью присоединения к колонне лифтовых труб, а также к хвостовику с пакером (на фиг. 1, 2 не показаны).
Верхний 2 и нижний 3 удлинительные патрубки цилиндра снабжены муфтами 8 и 9.
По наружной поверхности муфт 8 и 9 наплавлены центраторы 10 и 11 соответсвенно.
Удлинение муфт 8 и 9 обеспечивает размещение на ней центраторов 10 и 11.
Наличие центраторов 10 и 11 обеспечивает безопасный спуск и подъем насоса при увеличении габаритов корпуса и типоразмера бокового всасывающего клапана, благодаря отклонению оси насоса.
При этом центраторы 10 и 11 выполнены в виде несимметричных цилиндров, вытянутых в сторону расположения бокового всасывающего клапана 5.
На торцах центраторов 10 и 11 выполнены фаски 12, 13, 14, 15.
При этом на центраторе 10 верхнего удлинительного патрубка 2 фаска 12, направленная к устью скважины, выполнена с большим углом относительно фаски 13, направленной к забою скважины.
На центраторе 11 нижнего удлинительного патрубка 3 фаска 14, направленная к забою скважины, выполнена с большим углом относительно фаски 15, направленной к устью скважины.
Форма центраторов 10 и 11 обеспечивает безопасное прохождение интервалов кривизны или стыков муфтовых соединений обсадных труб, как при подъеме, так и при спуске для сохранения целостности бокового всасывающего клапана 5, и как следствие повышается надежность насоса
Боковой всасывающий клапан 5 выполнен одного типоразмера с основным всасывающим клапаном 4.
Одинаковый типоразмер клапанов 4 и 5 обеспечивает высокую пропускную способность штангового насоса, что к тому же исключает засорение клапана плавающими мусором и асфальтосмолопарафиновыми отложениями.
Так же новым является то, что центраторы 10 и 11 выполнены из полиамида. Выполнение центраторов 10 и 11 из этого материала позволяет оперативно сорвать (сломать) цетраторы 10 и 11 с удлиненных муфт 8 и 9 в случае заклинивания при спускоподъемных операциях из-за дефектов эксплуатационной колонны или образования асфальтосмолопарафиных отложений в скважине, что предотвращает аварийную ситуацию при проведении ремонта. Уменьшает затраты на подземный ремонт.
Штанговый насос для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов работает следующим образом.
При движении плунжера 6 вверх основной всасывающий клапан 4 открывается и жидкость из низконапорного пласта под действием забойного давления P1 поступает в полость цилиндра 1 насоса, при этом боковой всасывающий клапан 5 перекрыт плунжером 6 или находится выше плунжера 6 и все равно закрыт перепадом давления. После прохождения плунжером 6 бокового всасывающего клапана 5 последний открывается, т.к. забойное давление Р2>Р1, а основной всасывающий клапан 4 под действием этого же перепада давления закрывается. При дальнейшем движении плунжера 6 вверх в полость цилиндра 1 поступает жидкость только из высоконапорного пласта. При достижении верхней точки плунжер 6 меняет направление движения, жидкость перетекает через нагнетательный клапан 7 из подплунжерной полости цилиндра в надплунжерную. После достижения плунжером 6 нижней точки цикл повторяется.
Таким образом, предлагаемая полезная модель повышает работоспособность и надежность работы штангового насоса для одновременно раздельной эксплуатации двух пластов, обеспечивающего высокую пропускную способность, безопасное прохождение интервалов кривизны или стыков муфтовых соединений обсадных труб при спускоподъемных операциях, исключающего засорение клапана плавающими мусором и асфальтосмолопарафиновыми отложениями, а также предотвращение аварийных ситуаций.