ГЛУБИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ ТРУБНЫЙ НАСОС С ИЗВЛЕКАЕМЫМ ВСАСЫВАЮЩИМ КЛАПАНОМ

Изобретение относится к нефтегазодобывающей отрасли промышленности и может быть использовано в скважинных штанговых насосных установках.
Известно устройство для обеспечения работы всасывающего клапана глубинного штангового насоса (RU 2258837 С2, Бюл. №23 20.08.2005 г.), предназначенное для добычи вязкой нефти с повышенным содержанием парафина, проявлением эмульсии из наклонных скважин. В корпусе всасывающего клапана встроен толкатель клапана с возможностью возвратно-поступательного движения в пределах рабочего хода клапана и взаимодействия с нижним окончанием плунжера с одной стороны, а с другой - шариком всасывающего клапана,
Однако, всасывающий клапан этого насоса жестко соединен с цилиндром насоса и не относится к извлекаемым.
По конструктивным и функциональным признакам наиболее близким аналогом, прототипом, является глубинный штанговый трубный насос с механическим креплением извлекаемого всасывающего клапана (Каталог "Глубинные штанговые насосы ОАО "Ижнефтемаш", ред.2-2001 стр.43), содержащий цилиндр с установленным на его нижней части якорным башмаком под анкерный дорн с уплотнительным кольцом и узлом всасывающего клапана, включающего в себя анкерный ниппель, открытый корпус всасывающего клапана с продольными проходными равнорасположенными по окружности пазами, шарик с седлом, ловильную цапфу, расположенный в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного
движения полый плунжер, верхний конец которого снабжен открытым корпусом клапана, а нижний конец - нагнетательным клапаном, состоящим из закрытого корпуса нагнетательного клапана с шариком и седлом, ловильной втулки, присоединенной к закрытому корпусу нагнетательного клапана.
Эффективность работы клапанов, в том числе всасывающего клапана, существенно снижается и насос перестает работать при добыче высоковязкой с повышенным содержанием парафина нефти из наклонных скважин с проявлением эмульсии. Всасывающий клапан зависает в открытом положении, забивается парафином, что приводит к преждевременному отказу всего глубинно-насосного оборудования.
Ставится техническая задача, заключающаяся в повышении надежности работы всасывающего извлекаемого клапана глубинного штангового насоса.
Поставленная задача достигается тем, что глубинный штанговый трубный насос с извлекаемым всасывающим клапаном, содержащий цилиндр с установленным на его нижней части якорным башмаком под анкерный дорн с уплотнительным кольцом и узлом всасывающего клапана, включающего в себя анкерный ниппель, открытый корпус всасывающего клапана с продольными проходными равнорасположенными по окружности пазами, шарик с седлом, ловильную цапфу, расположенный в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного движения полый плунжер, верхний конец которого снабжен открытым корпусом клапана, а нижний конец - нагнетательным клапаном, состоящим из закрытого корпуса нагнетательного клапана с шариком и седлом, ловильной втулки, присоединенной к закрытому корпусу нагнетательного клапана, выполнен так, что в открытом корпусе всасывающего клапана выполнено центральное отверстие под толкатель, оканчивающийся в верхней части ловильной цапфой и установленный с возможностью возвратно-поступательного движения в пределах рабочего хода клапана и взаимодействия с последним,
причем на ловильной цапфе на уровне продольных проходных равнорасположенных по окружности пазов открытого корпуса всасывающего клапана предусмотрены размещенные в последних выступы.
На фиг.1 изображен продольный разрез глубинного штангового трубного насоса с извлекаемым всасывающим клапаном в его закрытом положении (в дальнейшем - насоса); на фиг.2 - сечение по линии А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение по линии Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - продольный разрез насоса в открытом положении всасывающего клапана.
На нижнем конце цилиндра (не показан) через удлинительный ниппель 1 (фиг.4) и муфту 2 установлен якорный башмак 3, находящийся в замковом соединении с анкерным дорном 4, на котором зафиксировано уплотнительное кольцо 5 с помощью ниппельного анкера 6. Открытый корпус 7 извлекаемого всасывающего клапана снабжен продольными проходными равнорасположенными по окружности пазами 8 (фиг.3) для прохождения добываемой жидкости и соединен с ниппельным анкером 6, фиксирующим седло 9 шарика 10 (фиг.4) извлекаемого всасывающего клапана.
В открытом корпусе 7 всасывающего клапана выполнено центральное отверстие под толкатель 11, оканчивающийся в верхней части ловильной цапфой 12 и установленный с возможностью возвратно-поступательного движения в пределах рабочего хода клапана и взаимодействия с последним. На ловильной цапфе 12 на уровне продольных проходных равнорасположенных по окружности пазов 8 открытого корпуса 7 всасывающего клапана предусмотрены размещенные в этих пазах выступы 13 (фиг.2, 4), что исключает проворот ловильной цапфы 12.
В цилиндре расположен с возможностью возвратно-поступательного движения полый плунжер (не показаны), верхний конец которого снабжен открытым корпусом клапана, а нижний конец - нагнетательным клапаном, состоящим из закрытого корпуса нагнетательного клапана с шариком и седлом, ловильной втулки, присоединенной к закрытому корпусу
нагнетательного клапана (каталог №Глубинные штанговые насосы ОАО "Ижнефтемаш", ред.2-2001 стр.43).
Насос работает следующим образом.
Соединенный с колонной насосно-компрессорных труб цилиндр, оснащенный якорным башмаком 3 (фиг.4), узлом извлекаемого всасывающего клапана с ловильной цапфой 12 под ловильную втулку, установленную на нижнем окончании полого плунжера (не показаны), спускается в скважину, затем, - колонна насосных штанг с плунжером. Производится подгонка плунжера. В исходном положении (фиг.1) всасывающий клапан 10 и нагнетательный клапан (не показан) закрыты. При ходе плунжера вверх нагнетательный клапан закрыт, а всасывающий клапан 10 открывается вместе с толкателем 11 и ловильной цапфой 12 (фиг.4) за счет образования разряжения в подплунжерной полости. Добываемая нефть поступает в подплунжерную полость. При ходе плунжера вниз всасывающий клапан 10 закрывается (фиг.1) под тяжестью шарика вместе с толкателем 11 и ловильной цапфой 12, что создает положительный эффект при добыче вязкой нефти. При этом одновременно под влиянием потока жидкости из подплунжерной полости открывается нагнетательный клапан и жидкость перетекает в надплунжерную полость 14. Далее процесс повторяется.
Для проведения подземного ремонта скважины необходимо сначала извлечь узел всасывающего клапана из якорного башмака 3. Для этого установленную на конце плунжера ловильную втулку опускают на ловильную цапфу 12, осуществляют залавливание путем поворота колонны насосных штанг в направлении заворота резьбовых соединений штанг с последующим ее подъемом вверх, в результате чего анкерный дорн 4 вместе с узлом всасывающего клапана срывается с якорного башмака 3 и образуется отверстие для слива жидкости из колонны насосно-компрессорных труб при ее подъеме из скважины. Использование изобретения позволит повысить эффективность работы всасывающего
клапана и насоса в целом, рентабельность добычи нефти за счет сокращения подземных ремонтов скважин, связанных с их реанимацией.