ШТАНГОВЫЙ СКВАЖИННЫЙ НАСОС ДВОЙНОГО ДЕЙСТВИЯ

Полезная модель относится к машинам объемного вытеснения, используемым в нефтедобывающей промышленности, в частности - к штанговым скважинным насосам двойного действия для подъема жидкостей с больших глубин.
Известны:
установка скважинная штанговая с насосом двойного действия (патент RU 2364708, МПК E21B 43/00 (2006.01), опубл. 20.08.2009), состоящим из цилиндра с нижним нагнетательным клапаном, верхним и нижним всасывающими клапанами, плунжером, установленным в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного движения и имеющим верхний нагнетательный клапан;
штанговый скважинный насос двойного действия (патент RU 2436996, МПК F04B 47/00 (2006.01), опубл. 20.12.2011), содержащий цилиндр, в котором установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения полый плунжер, образующий подплунжерную и надплунжерную полости, в подплунжерной полости установлены нижние всасывающий и нагнетательный клапаны, а в надплунжерной - верхние всасывающий и нагнетательный клапаны.
Недостатком таких насосов является низкая надежность, что объясняется возможностью несрабатывания нагнетательных клапанов при эксплуатации насоса в скважинах, осложненных образованием асфальтосмолопарафинистых отложений.
Наиболее близким к заявляемому и принятым в качестве прототипа является штанговый скважинный насос двойного действия (патент RU 2436996).
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности работы насоса за счет обеспечения надежности срабатывания нагнетательных клапанов.
Поставленная задача решается, усовершенствованием штангового скважинного насоса двойного действия, содержащего цилиндр, в котором установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения полый плунжер, образующий подплунжерную и надплунжерную полости, в подплунжерной полости установлены нижние всасывающий и нагнетательный клапаны, а в надплунжерной - верхние всасывающий и нагнетательный клапаны.
Это усовершенствование заключается в том, что верхний и нижний нагнетательные клапаны выполнены тарельчатыми, запорные элементы которых установлены на плунжере, что обеспечивает надежное открытие и закрытие нагнетательных клапанов и их согласованную работу при возвратно-поступательном перемещении плунжера, т.к. данные клапана принудительного действия.
Кроме того, штанговый скважинный насос может быть снабжен сбивным клапаном, установленным в подплунжерной полости между последней и затрубным пространством, что позволяет слить жидкость из колонны НКТ при демонтаже насоса и повысить за счет этого удобство демонтажа.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых на фиг.1 представлена схема предлагаемого насоса при крайнем нижнем положении плунжера, на фиг.2 - то же при ходе плунжера вверх, на фиг.3 - то же при крайнем верхнем положении плунжера, на фиг.4 - то же при ходе плунжера вниз.
Штанговый скважинный насос двойного действия содержит цилиндр 1, в котором установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения полый плунжер 2, образующий подплунжерную 3 и надплунжерную 4 полости. В подплунжерной полости 3 установлены нижние всасывающий 5 и нагнетательный 6 клапаны, а в надплунжерной полости 4 - верхние всасывающий 7 и нагнетательный 8 клапаны. Верхний 8 и нижний 6 нагнетательные клапаны выполнены тарельчатыми, запорные элементы 9 и 10 которых установлен на плунжере 2. Позицией 11 обозначены нижние боковые отверстия плунжера 2, позицией 12 - полый шток, позицией 13 -нагнетательный клапан, позицией 14 - колонна НКТ, позицией 15 - верхние боковые отверстия плунжера 2. Клапан 13 служит для исключения влияния столба жидкости на работу клапанов насоса (путем отсечения столба жидкости в НКТ над насосом), а также для исключения попадания механических примесей внутрь полого плунжера при остановке насоса.
Штанговый насос снабжен сбивным клапаном 16, установленным в подплунжерной полости 3 между последней и затрубным пространством для слива жидкости из колонны НКТ при подъеме насоса. Позицией 17 обозначен цилиндр для уплотнения полого штока 12, позицией 18 - якорное устройство для фиксации цилиндра 17.
Предлагаемый штанговый насос работает следующим образом.
Штанговый насос устанавливают в скважину в требуемый интервал установки. Плунжер 2 перемещается колонной штанг, соединенной с приводом (не показаны). При ходе колонны штанг вверх открывается нижний всасывающий клапан 5, добываемая жидкость поступает в подплунжерную полость 3, нижний нагнетательный тарельчатый клапан 6 закрыт (Фиг.2). Верхний всасывающий 7 клапан закрыт. После достижения верхней точки (Фиг.3) колонна штанг движется вниз (Фиг.4), всасывающий клапан 5 закрывается, нижний нагнетательный тарельчатый клапан 6 открывается, добываемая жидкость через нижние боковые отверстия 11 плунжера 2 поступает в полый шток 12 и далее через открытый нагнетательный клапан 13 поступает в колонну НКТ 14. При этом верхний нагнетательный тарельчатый клапан 8 закрыт, а верхний всасывающий клапан 7 открыт, добываемая жидкость поступает в надплунжерную полость 4. При ходе колонны штанг вверх, плунжер 2 перемещается вверх, нижний всасывающий клапан 5 открывается, нижний нагнетательный тарельчатый клапан 6 закрывается, верхний нагнетательный тарельчатый клапан 8 открывается, и добываемая жидкость из надплунжерной полости 4 вытесняется плунжером 2 и вытекает через верхние отверстия 15 плунжера 2 в полый шток 12. Далее при ходе колонны штанг вниз через открытый нагнетательный клапан 13 добываемая жидкость вытесняется в колонну НКТ 14 и на дневную поверхность.
Таким образом, при эксплуатации штангового насоса осуществляется подача добываемой жидкости, как при ходе колонны штанг и связанного с ней плунжера 2 вверх, так и при ходе вниз. При этом за счет установки запорных элементов 9 и 10 на плунжере 2 и выполнения нагнетательных клапанов 6 и 8 тарельчатыми обеспечивается надежное их открытие и закрытие при перемещении плунжера 2.
При демонтаже внутренняя часть насоса, состоящая из полого штока 12 и плунжера 2, вынимается вместе с колонной насосных штанг при движении вверх. Якорное устройство 18 цилиндра 17 при этом отсоединяется. В колонну НКТ с устья бросается металлический пруток «лом», который пролетает через внутреннюю полость насоса и ломает полый штырь сбивного клапана 16. После слома штыря скважинная жидкость при подъеме насоса сливается из колонны НКТ в затрубное пространство.