УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТКАЧКИ ГАЗА ИЗ ЗАТРУБНОГО ПРОСТРАНСТВА
DEVICE FOR PUMPING GAS FROM ANNNULAR SPACE

Изобретение относится к области нефтегазодобывающей промышленности и предназначено для откачки газа из затрубного пространства скважин, оборудованных установками скважинных штанговых насосов.
Известно устройство откачки газа из затрубного пространства скважин, оборудованных станками-качалками, включающее цилиндр, поршень, связанный с балансиром станка-качалки, рабочие камеры, образуемые поршнем и тыльной его стороной со стенками цилиндра, всасывающий газопровод с клапаном, соединяющий цилиндр с затрубным пространством скважины и нагнетательный газопровод с клапаном. Устройство содержит дополнительные всасывающие и нагнетательные газопроводы с клапанами и байпасные, по отношению к клапанам, газопроводы с запорными устройствами, при этом дополнительные всасывающие и нагнетательные газопроводы герметично соединяют часть цилиндра, ограниченную его стенками и тыльной стороной поршня, с всасывающими и нагнетательными газопроводами для сообщения обеих рабочих камер (патент RU №2170337, F21B 43/00, 10.07.2001).
Недостатком данного изобретения является положение компрессора в задней части балансира, что приводит к повышенным нагрузкам на узлы привода штангового насоса и снижает надежность работы устройства. Также отсутствует возможность изменения длины хода штока компрессора, что отрицательно отражается на его производительности.
Наиболее близким по технической сущности является устройство для откачки газа из затрубного пространства (патент RU №2726720 от 10.01.2020), скважин, оборудованных станками-качалками, включающее цилиндр компрессора, поршень, связанный с балансиром станка-качалки, рабочие камеры, образуемые поршнем и цилиндром компрессора, всасывающий газопровод с клапаном, соединяющий цилиндр компрессора с затрубным пространством скважины и нагнетательный газопровод с клапаном, соединяющий цилиндр компрессора с выкидной линией скважины. Компрессор установлен на переднем плече балансира станка-качалки, причем шток компрессора соединен с балансиром шатуном и двумя шарнирами, один из которых вместе с пальцем находится в ряде выполненных на балансире отверстий и соединяет балансир с шатуном, а второй находится на сочленении нижнего конца шатуна со штоком компрессора, который в свою очередь вместе с поршнем установлен в цилиндр соосно его оси за счет центраторов, расположенных на верхнем торце цилиндра, при этом цилиндр компрессора выполнен на стойках, находящихся на подвижной опоре, а шток компрессора обеспечен возможностью направления с помощью упомянутых центраторов.
Однако, длина хода головки балансира станка-качалки ограничена, что ведет к ограничению производительности компрессора по откачке затрубного газа, а размещение штока вышеупомянутого компрессора на балансире станка-качалки исключает прямолинейность движения штока и, соответственно, снижает надежность устройства в целом.
Задачей изобретения является повышение надежности работы устройства по откачке газа из затрубного пространства скважин и увеличение производительности его работы.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве для откачки газа из затрубного пространства скважин, оборудованных станками-качалками, включающем цилиндр компрессора, поршень, рабочие камеры, образуемые поршнем и цилиндром компрессора, всасывающую линию с клапаном, соединяющий цилиндр компрессора с затрубным пространством скважины и нагнетательную линию с клапаном, соединяющую цилиндр компрессора с выкидной линией скважины, согласно изобретению компрессор состоит из двух одинаковых цилиндров, размещенных вертикально симметрично относительно полированного штока и перпендикулярно плоскости большой оси станка-качалки, поршни цилиндров связаны штоками через коромысло, неподвижно закрепленное на полированном штоке, причем нижние торцы двух цилиндров размещены максимально близко к поверхности скважинной площадки и закреплены рамой между собой.
Конструкция устройства для откачки газа из затрубного пространства поясняется чертежами: фиг. 1 - станок-качалка с подвесным компрессором, фиг. 2 - станок-качалка с подвесным компрессором вид сверху, фиг. 3 - всасывающий клапан, фиг. 4 - нагнетательный клапан.
Устройство для откачки газа из затрубного пространства состоит из установленного на прискважинной площадке 1, привода глубинного скважинного штангового насоса - станка качалки, балансир 2 которого приводится в движение электродвигателем 3 с редуктором 4 через кривошипно-шатунный механизм: кривошипы 5, шатуны 6. Головка 7 балансира 2 соединена с полированным штоком 8, к которому неподвижно закреплено коромысло 9 компрессора. Штоки 10, 11 компрессора неподвижно закреплены на коромысле 9, причем их нижние торцы соединены с поршнями 12, 13, размещенными внутри цилиндров 14, 15 соответственно. Две пары поршень 12 цилиндр 14 и поршень 13 цилиндр 15 образуют рабочие камеры 16, 17. Цилиндры 14, 15 компрессора закреплены рамой 18 между собой и расположены максимально близко к поверхности прискважинной площадки 1. Устье 19 скважины оборудовано выкидной линией 20, соединенной с каналом отвода газа, представляющим собой линию всасывания 21, связанную с затрубным пространством 22 скважины, размещенные на ней всасывающие клапаны 23, 24, линию нагнетания 25, нагнетательные клапаны 26, 27, размещенные в поршнях 12, 13.
Работа устройства для откачки газа осуществляется следующим образом. Возвратно-поступательные движения головки 7 балансира 2 обеспечиваются кривошипно - шатунным механизмом, состоящим из кривошипов 5 и шатунов 6 посредством электродвигателя 3 с редуктором 4. При ходе головки 7 балансира 2 вверх, соединенный с ней полированный шток 8 с неподвижно закрепленным на нем коромыслом 9 компрессора и штоками 10, 11 поднимают поршни 12, 13. При этом в рабочих камерах 16, 17, образованных парами поршень 12 цилиндр 14 и поршень 13 цилиндр 15, образуется область низкого давления и газ из затрубного пространства 22 скважины перепускается в рабочие камеры 16, 17. Перепуск газа осуществляется путем открытия всасывающих клапанов 23, 24 линии всасывания 21. При ходе головки 7 балансира 2 вниз, давление в рабочих камерах 16, 17 возрастает, всасывающие клапана 23, 24 закрываются, а открываются нагнетательные клапаны 26, 27, размещенные в поршнях 12, 13 соответственно. Через открытые нагнетательные клапаны 26, 27 газ поступает в линию нагнетания 26 и далее в выкидную линию 20, которой стандартно оборудовано устье 19 скважины. Надежность конструкции устройства для откачки затрубного газа обеспечивается жестким креплением цилиндров 14, 15 компрессора рамой 18, причем, для обеспечения максимально возможного объема рабочих камер 16, 17 цилиндры 14, 15 компрессора размещены максимально близко к поверхности прискважинной площадки 1.
Таким образом, снижая давление газа в затрубном пространстве скважины, использованием предлагаемого устройства увеличивается динамический уровень и появляются возможности для увеличения дебита. Оборудование предлагаемого устройства двумя цилиндрами и, соответственно, двумя рабочими камерами в дважды увеличивает его эффективность работы. Максимально близкое расположение цилиндров к поверхности прискважинной площадки позволяет увеличить объем рабочих камер, что также увеличивает эффективность работы предлагаемого устройства.