Свердловинна штангова насосна установка з якірно-пакерним замком

Свердловинна штангова насосна установка з якірно-пакерним замком, яка містить циліндр з укріпленим на ньому ніпелем і зовнішнім посадочним конусом, розміщений в циліндрі прохідний плунжер з нагнітальним клапаном, причому прохідний плунжер з'єднаний з привідною штангою, а між циліндром і ніпелем укріплені зв'язані між собою прохідний управляючий стержень і навантажувальна опора і в стінці управляючого стержня виконаний ряд зовнішніх вертикально розміщених пазів, які в нижній частині з'єднані фігурним пазом, нижня границя якого є хвилеподібною і суцільною, причому її найнижчі і А (54) СВЕРДЛОВИННА ШТАНГОВА НАСОСНА УСТАНОВКА З ЯКІРНО-ПАКЕРНИМ ЗАМКОМ 34067 внаслідок обмежених конструкційних параметрів і можливостей його розміщення. Відмовлення фіксуючого радіального пальця в процесі спуску насоса призводять до непередбаченого піднімання насоса і, відповідно, збільшення експлуатаційних витрат. Суть винаходу полягає в тому, щоби створити такий ЯПЗ, в якому введення нових конструктивних елементів і їх взаємне розміщення дало б можливість суттєво підвищити експлуатаційну надійність і зменшити експлуатаційні витрати. Суттю винаходу є те, що свердловинна штангова насосна установка з якірно-пакерним замком, яка містить циліндр з укріпленим на ньому ніпелем, зовнішнім посадочним конусом, розміщений в циліндрі прохідний плунжер з нагнітальним клапаном, причому прохідний плунжер з'єднаний з привідною штангою, а між циліндром і ніпелем укріплені зв'язані між собою прохідний управляючий стержень і навантажувальна опора і в стінці управляючого стержня виконаний ряд зовнішніх вертикально розміщених пазів, які в нижній частині з'єднані фігурним пазом, нижня границя якого є хвилеподібною і суцільною, причому її найнижчі і найвищі точки на ділянці між кожними двома пазами розміщені між ними, а верхня границя паза між кожними двома пазами є похилою, і кожний наступний паз є довшим від кожного попереднього паза, під навантажуючою опорою послідовно розміщені ущільнюючий еластичний елемент, контактуючий з ним опорний конус з шліцьовими пазами, встановлені на опорному конусі якірні шліпси з можливістю переміщення в шліцьових пазах, фіксуюча шліпси втулка, у верхній частині якої є прорізи для розміщення шліпсів, а в нижній її частині є внутрішній радіально розміщений фіксуючий палець, який входить у вертикальний паз управляючого стержня з можливістю вертикального зворотно-поступального переміщення, і укріплені ззовні фрикційні пластинчаті пружини, протилежні кінці яких з'єднані поясом з можливістю вертикального переміщення на управляючому стержні, яка відрізняється тим, що фіксуючий палець виконаний у вигляді сферичної кульки, встановленої у фіксуючій втулці з можливістю просторового провертання в ній. На фіг. 1 приведено схему розміщення елементів ЯПЗ під час спуску ЯПЗ в свердловину, на фіг. 2 - проміжне положення (перед початком пакерування ЯПЗ), на фіг. 3 - кінцеве запакероване положення. СШНУ з якірно-пакерним замком містить циліндр 1 з приймальним клапаном 2, розміщений в циліндрі 1 прохідний плунжер 3 з нагнітальним клапаном 4. До плунжера приєднана привідна штанга 5. На циліндрі 1 закріплено управляючий стержень 6 з приєднаними до нього навантажувальною опорою 7 і ніпелем насоса. В стінці управляючого стержня 6 виконано ряд зовнішніх вертикальних пазів 9 і 10, нижні частини яких з'єднані фігурним пазом 11. Нижня границя фігурного паза 11 є хвилеподібною і проходить по всьому периметру стержня 6. Найнижчі і найвищі точки нижньої границі фігурного паза 11 на ділянці між двома пазами розміщені між ними. Верхня границя фігурного паза 11 між двома па зами є похилою, а кожний наступний вертикальний паз 10 є довшим від кожного попереднього паза 9. Під навантажувальною опорою 7 вільно встановлені пакеруючий еластичний елемент 12, опорний конус 13 з виконаними в ньому поздовжніми пазами 14. В пазах 14 встановлені з можливістю вертикального переміщення якірні шліпси 15. Концентрично до управляючого стержня 6 в зоні опорного конуса 13 з можливістю вертикального переміщення встановлена фіксуюча втулка 16. У верхній частині втулки 16 розміщені якірні плашки 15, а в нижній внутрішній частині встановлено фіксуючий палець 17, який входить в паз 9 і може в ньому вертикально переміщатися, причому фіксуючий палець 17 виконаний у вигляді сферичної кульки і може просторово провертатися у фіксуючій втулці. Знизу до фіксуючої втулки 16 приєднані фрикційні пластинчаті пружини 18, які з'єднані зв'язуючим круговим поясом 19 з можливістю його вертикального переміщення. ЯПЗ встановлюється в колоні НКТ 20. Знизу до насоса приєднано вантаж 21 у вигляді глибиннонасосних штанг для попереднього розтиснення (пакерування) пакеруючого еластичного елемента 12. Робота ЯПЗ здійснюється наступним чином : 1. фіг. 1. При спуску ЯПЗ на штанзі 5 фіксуючий палець знаходиться і переміщається в пазі 9, утримуючи якірні плашки 15 через фіксуючу втулку 16 і палець 17 в неробочому (незаякореному) положенні. При цьому в процесі зворотно-поступальних переміщень привідної штанги синхронно зворотно-поступальним переміщенням всієї штангової колони. При поступовому приєднанні штанг фіксуючий палець провертається у фіксуючій втулці 16 і перекочується в пазі 9 як кулька підшипники, що практично виключає можливість його спрацювання від фрикційних сил, які є характерні для відомої установки, внаслідок чого підвищується експлуатаційна надійність і зменшуються експлуатаційні витрати. 2. фіг. 2. Для запакерування ЯПЗ проводиться проміжна операція, при якій після зупинки спуску ЯПЗ штанги піднімаються вверх на необхідну величину з умовою, щоби фіксуючий палець 17 дійшов до нижньої частини фігурного пазу 11. При цьому за рахунок сили тертя фіксуючої пружини 18 на колоні НКТ фіксуюча втулка 16 утримується на місці, а управляючий стержень з пазами 9 і 10 відносно переміщається вверх, забезпечуючи відносне переміщення фіксуючого пальця 17 до нижньої частини пазів 9,11. При цьому за рахунок ковзання по похилій площині фігурного пазу 11 він переміститься в сторону і займає положення, яке відповідає найнижчий точці фігурного пазу, розміщеної в стороні від пазу 9, але також за торцем "зуба" непрофрезованої частини стержня 6 між пазами 9 і 10. 3. фіг. 3. Кінцеве пакерування ЯПЗ. Проводиться опускання насоса на штангах. При цьому за рахунок тертя фрикційної пружини 18 на НКТ 20 фіксуюча втулка 16 разом з якірними плашками 15 утримуються на місці, а управляючий стержень 6 разом з навантажувальною опорою 7 і ніпелем 8 переміщається вниз, переміщаючи упорний конус 13 вниз. При цьому фіксуючий па 2 34067 лець 17 ввійде в паз 11. По мірі переміщення упорного конуса 13 вниз якірний шліпс 15 наближається до стінки НКТ 20 і при певному положенні упорного конуса 13 плашки 15 притискаються до НКТ 20 і заякорюється на них. При подальшому опусканні штанг 5 навантажувальна опора "' під вагою ЯПЗ розстискує еластичний пакеруючий елемент 12 до контакту його з НКТ 20, забезпечуючи тим самим герметизацію кільцевого простору між управляючим стержнем 6 і НКТ 20. Ва Фіг.1 нтажем 21 досягається підвищення надійності попереднього стиснення еластичного пакеруючого елемента 12(пакерування). Таким чином, внаслідок забезпечення перекачування фрикційного пальця (замість фрикційного тертя у відомій насосній установці) підвищується експлуатаційна надійність ЯПЗ, а, відповідно, і зменшення експлуатаційних витрат за рахунок недопущення його можливого відмовлення. Фіг.2 3 Фіг.3 34067 ____________________________________________ ДП “Український інститут промислової власності” (Укрпатент) Бульв. Лесі Українки, 26, Київ, 01133, Україна (044) 254-42-30, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид.арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ Вул. Горького, 180, Київ, 03680 МСП, Україна (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4