Свердловинний штанговий насос

Свердловинний штанговий насос, що містить з'єднаний з колоною насосних штанг плунжер з нагнітальним клапаном і закріплений на колоні насосно-компресорних труб циліндр з всмоктувальним клапаном примусової дії, який відрізняється тим, що плунжер вільно насаджений на шток, який проходить через центральний отвір у верхній перфорованій частині плунжера і угорі через обмежувач ходу штока з'єднаний з колоною насосних 29999 Задача винаходу - збільшення коефіцієнту наповнення циліндра свердловинного штангового насоса і підвищення надійності роботи свердловинної штангової насосної установки при відкачуванні із свердловин в'язких пластових рідин. Для вирішення цієї задачі у відомому свердловинному штанговому насосі, що містить з'єднаний з колоною насосних штанг плунжер з нагнітальним клапаном і закріплений в колоні насосно-компресорних труб циліндр з всмоктувальним клапаном примусової дії, плунжер вільно насаджений на шток, який проходить через центральний отвір у верхній перфорованій частині і угорі через обмежувач ходу штока з'єднаний з колоною наносних штанг, а унизу - з нагнітальним клапаном, виконаним у вигляді конічної пружини, направленої вершиною проти руху пластової рідини в циліндрі насоса і закріпленої основою до низу плунжера, а вершиною - до кінця штока, при цьому кінець штока обладнаний пустотілою направляючою втулкою з внутрішнім виступом в нижній частині, всередині якої встановлений захватний шток з можливістю вільного переміщення на величину, більшу довжини ходу пружини, обладнаний унизу постійним магнітом, кулька всмоктувального клапана виготовлена з феромагнітного матеріалу, а клітка всмоктувального клапана - з немагнітного матеріалу з можливістю контакту постійного магніту з кулькою. Обладнання низу штока направляючою втулкою із захватним штоком, в нижній частині якого встановлений постійний магніт, і виготовлення клітки всмоктувального клапана з немагнітного матеріалу, а кульки - з феромагнітного матеріалу забезпечує примусове відкриття всмоктувального клапана при закритті нагнітального клапана за рахунок взаємодії захватного штока з втулкою і постійного магніта з кулькою клапана і примусове закриття всмоктувального клапана при крайньому верхньому положенні штока з плунжером за рахунок наведеного залишкового магнетизму кульки і взаємодії її із сідлом. Виготовлення нагнітального клапана у вигляді пружини з примусовим відкриттям і закриттям клапана з допомогою штока за рахунок розтягування і стискування пружини сприяє зменшенню гідравлічного опору рухові плунжера униз як за рахунок більшого поперечного перерізу прохідного отвору нагнітального клапана, так і за рахунок руйнування структури в'язкої нафти і тим самим зменшення її в'язкості, що досягається коливанням витків пружини при її стискуванні і розтягненні. Відсутність механічного зв'язку захватного штока з всмоктувальним клапаном не обмежує довжину ходу плунжера насоса, як це має місце у невставних насосах. У порівнянні з відомими у запропонованому свердловинному штанговому насосі збільшується коефіцієнт наповнення циліндра і підвищується продуктивність і надійність роботи свердловинної штангової насосної установки. На фігурі зображено запропонований свердловинний штанговий насос, повздовжній переріз. Свердловинний штанговий насос складається із циліндра 1 з всмоктувальним клапаном 2, закріпленим на насосно-компресорних трубах 3, і плунжера 4 з нагнітальним клапаном, виконаним у вигляді конічної пружини 5, направленої вершиною проти руху пластової рідини в циліндрі 1 насоса. Плунжер 4 має у верхній частині перфоровану покришку 6 з центральним отвором 7 і вільно насаджений на шток 8, який проходить через центральний отвір 7 в покришці 6 плунжера. Шток 8 угорі через обмежувач ходу штока 9 з'єднаний з колоною насосних штанг 10, а унизу - з вершиною пружини 5 і пустотілою направляючою втулкою 11, всередині якої встановлений захватний шток 12 з можливістю вільного переміщення на величину, більшу довжини ходу пружини, обладнаний в нижній частині постійним магнітом 13. Плунжер 4 і шток 8 взаємодіють через обмежувач ходу штока 9 і конічну пружину 5, яка закріплена основою до низу плунжера 4, а вершиною до кінця штока 8. Втулка 11 має в нижній частині звуження для взаємодії із захватним штоком 12. У всмоктувальному клапані 2 кулька 14 виготовлена з феромагнітного матеріалу, а клітка 15 - з немагнітного матеріалу. Свердловинний штанговий насос працює наступним чином. При русі униз штанг 10 із штоком 8 за рахунок сил тертя між плунжером 4 і циліндром 1 штанги із штоком рухаються швидше плунжера. Це призводить до розтягування конічної пружини 5, поки обмежувач ходу штока 9 не впреться у перфоровану покришку 6 плунжера 4. В подальшому плунжер 4 і шток 8 рухатимуться униз з однаковою швидкістю. При розтягуванні пружини 5 утворюється великий прохідний канал між її витками, а також руйнується структура нафти і відповідно зменшується її в'язкість за рахунок механічної дії і коливань витків пружини, створених імпульсом при її розтягуванні, що значно зменшує сили гідродинамічного опору рухові плунжера униз. В кінці ходу униз захватний шток 12 з постійним магнітом 13 вступає в контакт з кулькою 14 всмоктувального клапана 2 і взаємодіє з нею за рахунок магнітних сил. При русі уверх штанг 10 із штоком 8 за рахунок сил тертя між плунжером 4 і циліндром 1 штанги із штоком рухаються швидше плунжера. При цьому конічна пружина 5 поступово стискується до повного перекриття прохідного каналу плунжера 4, після чого плунжер 4 і шток 8 рухатимуться з однаковою швидкістю. В просторі під плунжером 4 зменшується тиск, відкривається всмоктувальний клапан 2 і пластова рідина заповнює циліндр 1 насоса. Відкриттю всмоктувального клапана 2 сприяє механічна взаємодія захватного штока 12 з направляючою втулкою 11 і обладнання нижнього кінця штока 12 постійним магнітом 13, за рахунок взаємодії якого з кулькою 14 створюється додаткове зусилля (магнітне поле) для піднімання кульки 14 всмоктувального клапана 2. Для покращення взаємодії кульки 14 з постійним магнітом 13 клітка 15 всмоктувального клапана виготовляється з немагнітного матеріалу, а форма клітки 15 забезпечує безпосередній контакт магніту 13 з кулькою 14 всмоктувального клапана 2. Величина можливого вільного переміщення захватного штока 12 у направляючій втулці 11 повинна бути дещо більшою величини стискування (ходу) пружини 5, щоб не проходило передчасного відкриття всмоктувального клапана. При подальшому русі плунжера 4 уверх захватний шток 12 впирається у вн утрішній виступ направляючої втулки 11 і відривається від кульки 14 всмоктувального клапана 2. 2 29999 Після досягнення штоком 8 крайнього верхнього положення і початку руху його униз всмоктувальний клапан 2 закривається під дією напору стовпа рідини в насосно-компресорних труба х. Закриттю його сприяє також взаємодія кульки 14 із сідлом клапана за рахунок наявності в кульці залишкового магнетизму. Фіг. __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 35 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3