Штанговий насос для відкачування високов’язкої нафти “нвн”

Штанговий насос для відкачування високов'язкої нафти, який містить циліндр, розміщені в ньому плунжер з нагнітальним клапаном і привідний шток, закріплені зверху на циліндрі посадочний ніпель і знизу приймальний клапан з захисним фільтром, який відрізняється тим, що на приймальному клапані концентрично відносно фільтра закріплена прохідна камера, в якій нижче фільїра встановлені деструктуризаторні кульки з можливістю їх вільного переміщення і обмеженням вертикального переміщення в ній прохідними перегородками які закріплені в прохідній камері нижче фільтра, причому кульки не закривають прохідних каналів камери і перегородок Винахід відноситься до нафтовидобувної промисловості і призначений для відкачування п нафтових свердловин переважно ВИСОКОВ'ЯЗКОІ нафти (ВН) з допомогою свердловинних штанго вих насосів, а також може бути використаний для відкачування менш в'язкої і високогазованої нафт Найбільш близьким по технічній cyrs до заявленого штангового насоса для відкачування високов'язкої нафти (НВН) є свердловинний штанговий насос для відкачування ВН який містить циліндр, розміщені в ньому плунжер з привідним штоком та закріплені на циліндрі посадочний ніпель і приймальний клапан як; виконані ідентично посадочному ніпелю і приймальному клапану штангових насосів підвищено* об'ємної подачі, причому на приймальному клапані встановлений захисний фільтр у вигляді перфорованої трубки Недоліком відомого штангового насоса є виникнення у прохідних каналах фільтра суттєвих гідравлічних втрат всмоктуваного потоку ВН, які в значній мірі обумовлені наявністю у ВН статичних напружень початкового зсуву ft слот, які обумовлені великим процентом вмісту асфальто-смолистих і парафінних субстанцій Виникнення суттєвих гідравлічних втрат всмоктуваного потоку ВН призводить до зменшення ступеню наповнення нею циліндра насоса внаслідок зменшення й об'єму, який не встигає заповнити об"єм циліндра при обмеженому часі всмоктування, наприклад, протягом 5 секунд при числі подвійних ходів плунжера насоса, рівним 6 за 1 хвилину і довжині його ходу рівним 3,0м, що відповідає стандартному режиму роботи насоса Крім того, за рахунок перепаду тиску в проточних каналах фільтра «з ВН згідно закону Генрі щодо розчинення і виділення газу з нафги проходить додаткове загазування об'єму циліндре насоса виділеним газом, внаслідок чого додатково зменшується ступінь наповнення насоса рідкою фазою (наф тою) Наприклад, при гідравлічних втратах величиною 0,1 МПа і коефіцієнті розчинення газу в нафті к=10 м3/м3 МПа з 1 м 3 виділиться 1 нм газу, що суттєво негативно впливає на наповнення насоса і його об'ємну подачу Суть винаход> полягає в тому щоби створити такий штанговий насос для відкачування високов'язкої нафти, в якому введення нових конструктивних елементів і їх взаємне розміщення забезпечило би суттєво збільшення його об'ємної подачі Суттю винаходу є те, що штанговий насос для відкачування високов'язкої нафти, який містить циліндр, розміщені в ньому плунжер з нагнітальним клапаном і привідний шток, закріплені на циліндрі зверху посадочний ніпель і знизу приймальний клапан з захисним фільтром, який відрізняється тим, що на приймальному клапані концентрично відносно фільтра закріплена прохідна камера, в якій, нижче фільтра встановлені деструктуризаторні кульки з можливістю вільного переміщення з обмеженням вертикального переміщення в ній прохідними перегородками які закріплені в прохідній камері нижче фільтра, причому кульки не закривають прохідних каналів камери і перегородок На рисунку представлена конструктивна схема заявленого НВН 0> ДО ш 39590 НВН містить циліндр 1, розміщені в ньому плунжер 2 з нагнітальним клапаном 3 і з'єднаний з плунжером 2 привідний шток 4 Зверху на циліндрі 1 закріплений посадочний ніпель 5, а знизу - приймальний клапан 6 На клапані 6 закріплені захисний щілинний фільтр 7 і концентрично до нього прохідна камера 8, в якій нижче фільтра 7 встановлені деструктураторні кульки 9 з можливістю їх вільного переміщення в камері 8 і обмеженням їх вертикального переміщення в камері 8 прохідними перегородками 10 і 11, які закріплені в прохідній камері 8 нижче фільтра 7. Кульки 9 при переміщенні не закривають прохідних каналів перегородок 10 і 11. Робота НВН здійснюється слідуючим чином: У вихідному положенні приймальний клапан 6 і кульки 9 знаходяться у крайньому нижньому положенні, опираючись відповідно на корпус клапана 6 і перегородку 11 (умовно не показано) В робочому положенні, яке відповідає такту всмоктування ВН під час руху плунжера 2 з клапаном 3 вверх, за рахунок зниження тиску в циліндрі 1 під плунжером 2 до величини Рц, яка є меншою від тиску Рк на вході в камеру 8, ВН поступає в циліндр 1 послідовно через прохідні лабіринтні канали камери 7, фільтр 7 і приймальний клапан 6, обминаючи при цьому кульки 9. При цьому ВН до поступлення в камеру 8 має суттєве статичне напруження зсуву, що є характерним для високов'язко'і нафти, як "неньютонівської" рідини. При проходженні ВН через лабіринтний канал між кульками 9 структура деструктурується (руйнується), завдяки чому статичне напруження зсуву практично зникає, а залишається тільки істинна в'язкість ВН. Відповідно зменшуються і гідравлічні втрати потоку ВН при проходженні через фільтр 7. При проходженні ВН через просвіти між кульками 9 є певні гідравлічні втрати всмоктуваного потоку, але вони є суттєво меншими в порівнянні з втратами на фільтрі завдяки тому, що площа поперечного перерізу лабіринтного просвіту є набагато більшою від площі поперечного перерізу прохідних каналів фільтра 7, а також завдяки тому, що кульки в порівнянні з іншими геометричними фігурами створюють найменший гідравлічний опір. Кульки 9 під час проходження ВН через лабіринтний канал займають довільне положення і не закривають прохідного каналу камери 8 Конкретний приклад обгрунтування роботи заявленого НВН І Вихідні умови 1 Прийнято згідно практичних даних величину повних гідравлічних втрат ДР потоку ВН у відомому штанговому насосі рівною 4,0 МПа 2 Прийнято згідно практичних даних величину гідравлічних втрат від статичного напруження початкового зсуву ДР3 слоїв ВН рівною 30% від загальної величини гідравлічних втрат, тобто 1,2 МПа. 3 Прийнято величину гідравлічних втрат в лабіринтному (міжкульковому) каналі ДРЛ, рівною 0,5 МПа. II Рішення 1 Повні гідравлічні втрати ДРнвн у заявленому НВН згідно вищевикладеного визначаються за співвідношенням: ДРнвн = ДР-ДРз + Рл = 4,0 -1,2 + 0,5 = 3,1 МПа Таким чином, повні гідравлічні втрати потоку ВН у заявленому НВН зменшуються від 4,0 МПа доЗ,1МПа(на22,5%) За рахунок суттєвого зменшення гідравлічних втрат потоку ВН досягається збільшення ступеню наповнення циліндра насоса рідкою фазою (нафтою) 2 Зменшення об'єму АУ вільного газу, який виділиться в циліндрі НВН при зменшенні гідравлічних втрат від 4,0 МПа до 3,1 МПа, визначається за співвідношенням &V = ДР а - ДРнвн а= 4-Ю- 3,1 10 =9 ній3, що складає 22,5% від об'єму газу, який виділяється у відомому штанговому насосі. За рахунок суттєвого зменшення гідравлічних втрат потоку ВН досягається суттєве зменшення об'єму газу, який поступає в циліндр насоса. Збільшення ступеню наповнення циліндра насоса рідкою фазою (нафтою) і зменшення об'єму газу, який виділяється в циліндрі, за рахунок зменшення гідравлічних втрат на прийомі НВН забезпечує збільшення його об'ємної подачі. 39590 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03