Свердловинний штанговий насос для відкачування високов’язкої нафти

Корисна модель відноситься до нафтової промисловості, зокрема до техніки для експлуатації свердловин з високов'язкою продукцією. Відомий вставний свердловинний штанговий насос, який містить циліндр, розміщені у ньому плунжер з нагнітальним клапаном і привідним штоком, закріплені на циліндрі посадочний ніпель і приймальний клапан [Махмудов С.А. Монтаж, эксплуатация и ремонт скважинных штанговых насосных установок. - М.:, Недра, 1987, с.45-46]. Недоліком відомого насоса під час відкачування високов'язких нафт є великий гідравлічний опір при проходженні рідини між кулькою та кліткою внаслідок суттєвого звуження прохідного каналу та його складної конфігурації, що зменшує коефіцієнт наповнення насоса. Найбільш близьким за технічною суттю до пристрою, що заявляється, є свердловинний штанговий глибинний насос для відкачування високов'язкої нафти з низькою об'ємною подачею [Патент України на корисну модель №146 U, МПК6 F04В47/02, опубл.30.04.98р., бюл. №2], який містить циліндр з посадочним ніпелем, розміщені у ньому плунжер з нагнітальним клапаном і привідним штоком та закріплений на циліндрі кульковий приймальний клапан насоса підвищеної об'ємної подачі. Недоліками даного насоса є запізнення закриття клапана внаслідок «шукання» кулькою місця посадки (особливо при відкачуванні високов'язкої нафти), а також її зависання на початку такту нагнітання пластової рідини у колону труб. Зазначені недоліки зменшують коефіцієнт наповнення штангового глибинного насоса (ШГН) і його об'ємну подачу. В основу корисної моделі поставлено завдання створення конструкції свердловинного штангового насоса для відкачування високов'язкої нафти, у якому з'єднання приймального клапана штоком з поршнем і виконання посадочних поверхонь конічними дозволяє збільшити коефіцієнт наповнення ШГН і його об'ємну подачу при одночасному підвищенні його експлуатаційної надійності. Поставлене завдання вирішується тим, що у свердловинному штанговому насосі для відкачування високов'язкої нафти, який містить циліндр з посадочним ніпелем, розміщені у ньому плунжер з нагнітальним клапаном та приводним штоком, приймальний клапан з сідлом та запірним елементом, запірний елемент приймального клапана жорстко з'єднано штоком з поршнем, у корпусі приймального клапана виконано радіальні отвори, які розміщено над поршнем, причому між поршнем і сідлом приймального клапана встановлено пружний елемент, а посадочні поверхні сідла приймального клапана і запірного елемента виконано конічними. Суттєвими відмінними ознаками пристрою, що заявляється, є те, що запірний елемент приймального клапана жорстко з'єднано штоком з поршнем, у корпусі приймального клапана виконано радіальні отвори, які розміщено над поршнем, причому між поршнем і сідлом приймального клапана встановлено пружний елемент, а посадочні поверхні сідла приймального клапана і запірного елемента виконано конічними. На кресленні Фіг.1 схематично показано свердловинний штанговий насос для відкачування високов'язкої нафти з закритим приймальним клапаном, на Фіг.2 - приймальний клапан у відкритому положенні. Свердловинний штанговий насос для відкачування високов'язкої нафти містить циліндр 1, в якому розміщено плунжер 2 з закріпленим на ньому нагнітальним клапаном 3 і привідним штоком 4. У верхній частині циліндра 1 закріплено посадочний ніпель 5, а знизу приєднано приймальний клапан 6. Приймальний клапан 6 складається з корпуса 7, в якому розміщено сідло клапана 8, запірний елемент 9, шток 10, пружний елемент 11 та поршень 12. Для підведення рідини в корпусі 7 виконано радіальні отвори 13. Свердловинний штанговий насос для відкачування високов'язкої нафти працює наступним чином. Після встановлення циліндра 1 з посадочним ніпелем 5 у замковій опорі (на схемі умовно не показано) плунжер 2, під дією сил, які передаються привідним штоком 4, здійснює зворотно-поступальний рух у циліндрі 1. Під час руху плунжера 2 вверх відбувається такт всмоктування насоса. При цьому нагнітальний клапан 3 закритий, а приймальний клапан 6 - відкритий (Фіг.2). Рідина через радіальні отвори 13 у корпусі 7 та сідло приймального клапана 8 потрапляє у порожнину циліндра 1. Рух рідини під час її протікання через отвори 13 у корпусі 7 в циліндр 1 створює перепад тиску на поршні 12, що сприяє підйому запірного елемента 9. Під час руху плунжера 2 вниз (такт нагнітання), нагнітальний клапан 3 відкривається, а приймальний клапан 6 закривається під впливом сили тяжіння та імпульсу сили пружного елементу 11, що діє на поршень 12 і передається запірному елементу 9 штоком 10. Геометричні розміри та жорсткість пружного елемента 11 вибирають з умови забезпечення вільного відкриття приймального клапана 6 і надання запірному елементу 9 імпульсу сили на початку такту нагнітання. Виконання посадочних поверхонь запірного елемента 9 та сідла приймального клапана 8 конічними дозволяє спростити процеси виготовлення, монтажу та роботи приймального клапана. Технічний результат від використання свердловинного штангового насоса для відкачування високов'язкої нафти полягає у збільшенні коефіцієнта наповнення ШГН і його об'ємної подачі при одночасному підвищенні експлуатаційної надійності свердловинного штангового насоса.