Свердловинний штанговий насос
Номер патенту: 64323
Опубліковано: 16.02.2004
Автори: Євчук Любомир Володимирович, Тарабаринов Петро Васильович, Заяць Володимир Петрович
Формула / Реферат
1. Свердловинний штанговий насос, що містить циліндр, розміщений у ньому плунжер з нагнітальним клапаном і привідним штоком та закріплений на циліндрі посадочний ніпель і приймальний клапан, який відрізняється тим, що приймальний клапан виконано тарільчатим, під приймальним клапаном розміщено перегородку з осьовим каналом, тарілку приймального клапана обладнано стрижнем, кінець якого виконано у вигляді пера з гвинтовою робочою поверхнею, причому стрижень розміщено в осьовому каналі перегородки, у якій виконано додаткові протічні канали, розміщені по колу, концентричному осьовому каналу перегородки.
2. Свердловинний штанговий насос за п. 1, який відрізняється тим, що гвинтову робочу поверхню пера виконано у вигляді шнека.
Текст
Винахід відноситься до нафтової промисловості, зокрема до видобутку високов'язкої нафти з свердловин штанговими насосами. Відомий вставний свердловинний штанговий насос (Махмудов С.А. Монтаж, эксплуатация и ремонт скважинных штанговых насосных установок, -Μ.:, Недра, 1997г., с.45-46), який містить циліндр, розміщені у ньому плунжер з нагнітальним клапаном і привідним штоком, закріплені на циліндрі посадочний ніпель і приймальний клапан, який використовують для відкачування високов'язкої нафти. Недоліком відомого насоса є високі гідравлічні втрати у приймальному клапані внаслідок суттєвого звуження його проточного каналу, що є причиною недостатнього заповнення циліндра насоса високов’язкою нафтою при обмеженому часі її всмоктування і додаткового загазування циліндра насоса, внаслідок чого зменшується ступінь наповнення циліндра насоса нафтою. Найбільш близьким за технічною суттю до пристрою, що заявляється, є свердловинний штанговий насос для відкачування високов'язкої нафти з низькою об'ємною подачею (деклараційний патент України на корисну модель №146 U, МПК6 F04В47/00, опубл. 30.04.98р., бюл. №2), у якому посадочний ніпель і приймальний клапан виконано ідентично відповідно посадочному ніпелю та приймальному клапану насосів підвищеної об'ємної подачі. Недоліком цього свердловинного штангового насоса є зависання запірної кульки у високов'язкій нафті під час ходу плунжера вниз, що є причиною несвоєчасного закриття приймального клапана і недостатнього заповнення циліндра нафтою. В основу винаходу поставлено завдання створити свердловинний штанговий насос, у якому за рахунок введення нових конструктивних елементів і їх розміщення досягається більш швидке закриття приймального клапана насоса, завдяки чому збільшується ступінь заповнення циліндра насоса нафтою. Поставлене завдання вирішується тим, що у свердловинному штанговому насосі, який містить циліндр, розміщений у ньому плунжер з нагнітальним клапаном і привідним штоком та закріплений на циліндрі посадочний ніпель і приймальний клапан, приймальний клапан виконано тарільчатим, під приймальним клапаном розміщено перегородку з осьовим каналом, тарілку приймального клапана обладнано стрижнем, кінець якого виконано у вигляді пера з гвинтовою робочою поверхнею, причому стрижень розміщено в осьовому каналі перегородки, у якій виконано додаткові проточні канали, розміщені по колу, концентричному осьовому каналу перегородки, а гвинтову робочу поверхню пера виконано у вигляді шнека. Суттєвими відмінними ознаками винаходу є те, що приймальний клапан виконано тарільчатим, під приймальним клапаном розміщено перегородку з осьовим каналом, тарілку приймального клапана обладнано стрижнем, кінець якого виконано у вигляді пера з гвинтовою робочою поверхнею, причому стрижень розміщено в осьовому каналі перегородки, у якій виконано додаткові проточні канали, розміщені по колу, концентричному осьовому каналу перегородки, а гвинтову робочу поверхню пера виконано у вигляді шнека. Виконання приймального клапана тарільчатим дозволяє збільшити прохідний переріз клапана, а також площу поверхні, на яку тисне стовп нафти під час закриття клапана. Розміщення під приймальним клапаном перегородки з осьовим каналом дозволяє чітко центрувати клапан у сідлі під час його посадки. Обладнання тарілки приймального клапана стрижнем, кінець якого виконано у вигляді пера з гвинтовою робочою поверхнею у вигляді шнека, забезпечує центрування стрижня і клапана у перегородці, обтікання нафтою і можливість провертання тарілки у потоці, що зменшує можливість промивання посадочної поверхні тарілки і сідла в одному місці. Крім того, гвинтова робоча поверхня пера у вигляді шнека забезпечує розкручування тарілки клапана під час руху нафти у місці розміщення пера і його укручування в нафту (за рахунок інерційних сил) при відсутності руху нафти, що пришвидшує посадку тарілки на сідло. Виконання у перегородці додаткових проточних каналів, розміщених по колу, концентричному осьовому каналу, забезпечує можливість перетікання нафти в порожнину циліндра під тарілкою і взаємодії гвинтової робочої поверхні пера з потоком нафти. Додаткову вагу на клапані, для його швидкого закривання, створюють вибором розмірів стрижня і шнека. На кресленні (фіг.) зображено схему свердловинного штангового насоса. Свердловинний штанговий насос складається з циліндра 1 у якому розміщено плунжер 2 з нагнітальним клапаном 3 і привідним штоком 4. Зверху на циліндрі 1 закріплено посадочний ніпель 5. У нижній частині циліндра 1 розміщено приймальний клапан 6, який включає корпус 7, тарілку 8, сідло 9. Тарілку 8 обладнано стрижнем 10, кінець якого виконано у вигляді пера 11 з гвинтовою робочою поверхнею у вигляді шнека. Стрижень 10 розміщено в осьовому каналі перегородки 12, у якій виконано додаткові проточні канали 13, розміщені по колу, концентричному осьовому каналу перегородки 12. Циліндр 1 розміщають у колоні насосно-компресорних труб (НКТ) 14. Свердловинний штанговий насос працює наступним чином. Циліндр 1 насоса з розміщеним у ньому плунжером 2 з нагнітальним клапаном 3 і приймальним клапаном 4 на привідному штоці 4, з'єднаному з колоною насосних штанг (умовно не показано), спускають у колону НКТ 14 до посадки ніпеля 5. Верстатом-гойдалкою, розміщеною на усті свердловини (умовно не показано), через колону насосних штанг свердловинний штанговий насос приводять у дію. Під час руху плунжера 2 вверх нагнітальний клапан 3 закривається і відбувається всмоктування нафти у циліндр 1 насоса. При цьому нафта проходить через корпус 7, проточні канали 13 і піднімає тарілку 8 з сідла 9. Під час руху високов'язкої нафти у корпусі 7 після підйому тарілки 8 з сідла 9 нафта взаємодіє з гвинтовою робочою поверхнею пера 11 і через стрижень 10, розміщений в осьовому каналі перегородки 12, обертає тарілку 8. У верхній мертвій точці руху плунжера 2 всмоктування нафти у циліндр 1 насоса припиняється. Тарілка 8 за рахунок сил інерції продовжує обертатись навколо своєї осі. Обертання тарілки 8 під дією потоку нафти забезпечує її посадку у сідло 9 кожен раз в іншому місці, що сприяє рівномірному зношуванню робочих поверхонь сідла 9 і тарілки 8 під час роботи приймального клапана 6. Під час обертання гвинтова робоча поверхня пера 11, виконана у вигляді шнека, взаємодіє з високов'язкою нафтою і вкручує перо 11 у нафту, яка вже не рухається. Це сприяє, через стрижень 10, переміщенню тарілки 8 вниз і закриттю приймального клапана 6. Під час ходу плунжера 2 вниз приймальний клапан 6 закривається, нагнітальний клапан 3 відкривається, забезпечуючи наповнення плунжера 2 насоса нафтою. Технічний результат від використання свердловинного штангового насоса досягається за рахунок швидкого закриття приймального клапана насоса, що у свою чергу сприяє повному наповненню циліндра насоса і збільшенню дебіту нафти з свердловини.
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюWell beam pump
Автори англійськоюYevchuk Liubomyr Volodymyrovych, Tarabarynov Petro Vasyliovych, Zaiats' Volodymyr Petrovych
Назва патенту російськоюСкважинный штанговый насос
Автори російськоюЕвчук Любомир Владимирович, Тарабаринов Петр Васильевич, Заяц Владимир Петрович
МПК / Мітки
МПК: F04B 47/00, E21B 43/00
Мітки: свердловинний, штанговий, насос
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/2-64323-sverdlovinnijj-shtangovijj-nasos.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Свердловинний штанговий насос</a>