СКВАЖИННАЯ ШТАНГОВАЯ ГЛУБИННО-НАСОСНАЯ УСТАНОВКА

Полезная модель относится к оборудованию нефтедобывающей промышленности, для добычи нефти.
Известен скважинный насос с механическом уплотнением вала, или штока, содержащим упругую обойму, на наружной или внутренней поверхностях которой выполнены эксцентрично расположенные бурты или соответственно эксцентрично расположенные расточки, на буртах или расточках установлены уплотнительные кольца, притертые друг к другу по торцам и поджатые упругой обоймой к уплотняемым поверхностям, каждое уплотнительное кольцо имеет участок в виде сектора, рабочая поверхность которого выполнена цилиндрической с радиусом, равным радиусу уплотняемой поверхности, остальная часть кольца имеет форму, обуславливающую наличие щелевого зазора между кольцом и уплотняемой поверхностью [1]. Недостатком является сложность конструкции и трудоемкость изготовления.
Известна насосная установка, включающая колонну штанг, штанговый насос с плунжером, муфтой с механическим уплотнением из металлических колец, поджатых эластичной обоймой [2].
Недостатком данной конструкции является то, что при повышенных перепадах давлений необходимо использовать соответственно большее количество уплотнительных колец в механическом уплотнении. Но при этом эффективность работы колец снижается. Сила трения возрастает, и уплотнительные кольца быстрее изнашивается.
Также известен (прототип) скважинный насос, включающий цилиндр с всасывающим клапаном, расположенный в цилиндре с зазором плунжер с нагнетательным клапаном, пары магнитных колец с ферромагнитной жидкостью, размещенной в зазоре между плунжером и цилиндром, парамагнитные прокладки [3].
Недостатком данной конструкции является то, что размещенная в зазоре между плунжером и цилиндром ферромагнитная жидкость находится там постоянно, это создает дополнительную нагрузку на колонну штанг при ходе плунжера вниз и повышенный расход электроэнергии.
Задача полезной модели - повышение надежности работы плунжерного насоса и, тем самым повышения надежности установки, обеспечение минимального зазора между плунжером и уплотнительными кольцами, для уменьшения перетока добываемого флюида.
Поставленная задача решается тем, что скважинная штанговая глубинно-насосная установка включает колонну насосно-компрессорных труб, колонну штанг, штанговый насос с плунжером, муфтой с механическим уплотнением, всасывающим и нагнетательным клапанами. Механическое уплотнение включает чередующиеся кольца, выполненные из магнитного и немагнитного материалов (нержавеющая сталь), а установка включает дозировочный агрегат с двумя трубопроводами малого диаметра, гидравлически соединенными с полостью насоса, для подачи магнитной и немагнитной жидкости.
На фиг. схематически изображена заявляемая установка, где
1 - станок-качалка,
2 - колонна НКТ,
3 - корпус механического уплотнения,
4 - плунжер,
5 - уплотнительные кольца из магнитного материала,
6 - уплотнительные кольца из немагнитного материала,
7 - трубопровод для подачи немагнитной жидкости,
8 - трубопровод для подачи магнитной жидкости,
9 - дозировочный агрегат,
10 - колонна штанг.
Заявляемая установка работает следующим образом. При ходе плунжера вверх по трубопроводу малого диаметра 8 подается магнитная жидкость в корпус механического уплотнения 3, где установлена группа чередующихся колец выполненных из магнитного материала 5 и немагнитного материала 6, в результате взаимодействия уплотнительных колец из магнитного материала 5 с магнитной жидкостью происходит герметизация зазора, что уменьшает утечки. При этом создается эффект "тяжелого низа". При ходе плунжера 4 вниз, по трубопроводу малого диаметра 7 подается немагнитная жидкость в корпус механического уплотнения 3, которая вымывает магнитную жидкость из зазора, в результате этого плунжер 4 свободно перемещается вниз.
Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает надежность скважинной штанговой глубинно-насосной установки, а минимальный зазор между плунжером и уплотнительными кольцами уменьшает утечки в паре и переток добываемого флюида.
Источники информации:
1. Патент №2195592, F16J 15/26, 2002.
2. Захаров Б.С. Специальные типы штанговых насосов - М.: ОАО "ВНИИОЭНГ", 2008.
3. Патент №2172867, F04B 47/00, 2001.