Свердловинне штангове насосне улаштування

Изобретение позволяет повысить эксплуатационную надежность скважинной установки при откачке высокопарафинистых нефтей путем вакуумирования межтрубного пространства. Штанговый насос (Н) 2 связан с колонной (К) 1 насосных труб цилиндром (Ц) 3. Плунжер 4 Н 2 соединен с К 5 насосных штанг. В полости плунжера 4 и Ц о 00 00 І и" 3 расположены соответственно нагнетательный и всасывающий клапаны 7 и 6. К 1 загерметизирована со стороны устья скважины и установлена с образованием межтрубного пространства 10 между своей полостью и наружной поверхностью К 5. Над Н 2 установлен вакуумный Н 11 с рабочей парой Ц 12- плунжер 13. Ц 12 связан с Ц 3, плунжер 1 3 - е плунжером 4. Рабочие пары Н 2 и 11 связаны между собой с образованием камеры 16 изменяемого объема. Камера 16 гидравлически сообщена с пространством 10 через обратный клапан 15 плунжера 13. Ц 12 в нижней части снабжен обратным клапаном 17, гидравлически сообщающим камеру 16 со скважиной. 6 з.п. ф-лы, 6 ил. ON 00 О 1618049 Изобретение относится к технике добычи Между плунжерами 4 и 13 штангового 2 нефти, в частности к скважинным штанговым и вакуумного насосов установлен обратный насосным установкам, и может быть испольклапан 18 гидравлически сообщающий камезовано в нефтяной промышленности для ру 16 изменяемого объема с полостью откачки из скважин преимущественно высоколонны 5 насосных штанг (фиг.З). копарафинистых Цилиндр 12 вакуумного насоса 11 Цель изобретения - повышение эксплуаснабжен установленным на его боковой тационной надежности при откачке высокоповерхности дополнительным обратным клапарафинистых нефтей путем вакуумирования паном 19, гидравлически сообщающим камемежтрубного пространства. ру 16 изменяемого объема с з атрубным пространством 20 скважины, при этом в На фиг. 1 схематично представлена сквазатрубном пространстве скважины ниже жинная штанговая насосная установка, обдополнительного обратного клапана 19 с щий вид; на фиг.2 - вариант устьевого возможностью герметизации затрубного прооборудования установки; на фиг.З - установстранства установлен неподвижный разобщика, у которой камера изменяемого объема тель 21 (фиг.4). сообщена с полостью колонны насосных штанг; на фиг.4 - установка с неподвижным Колонна 1 насосных труб под цилиндром разобщителем, у которой камера изменяемо12 насоса 11 снабжена дополнительной парой го объема сообщена с затрубным пространцилиндр 22 - плунжер 23 цилиндр 22 которой ством скважины; на фиг.5 - то же, с связан с неподвижньм разобщителем 21, а дополнительной парой цилиндр-плунжер; на плунжер 2 3 - е колонной 1 насосных труб фиг.б - установка, у которой обратные (фиг.5). клапаны установлены в верхней части В случае выполнения диаметра рабочей камеры изменяемого объема. пары цилиндр 12 - плунжер 13 насоса 11 меньше диаметра рабочей пары цилиндр 3 Скважинная штанговая насосная установплунжер 4 насос а2 обратные клапаны 15 и ка содержит связанный с колонной 1 19, гидравлически сообщающие камеру 16 насосных труб штанговый насос 2, включаизменяемого объема с межтрубным пространющий рабочую пару цилиндр 3 - плунжер ством 10 и скважиной, установлены в 4, цилиндр 3 которой соединен с колонной верхней части указанной камеры (фиг.б), 1 насосных труб, а плунжер 4 - е колонной причем в случае необходимости сообщение 5 полых насосных штанг, и расположенные камеры 16 изменяемого объема с полостью соответственно в цилиндре 3 и полости колонны 5 насосных штанг обратный клапан плунжера 4 всасывающий 6 и нагнетатель18 располагается между плунжерами 4 и 13 ный 7 клапаны, причем колонна 1 насосных штангового 2 и вакуумного 11 насосов труб загерметизирована посредством пары (фиг.З). плунжера 8 - цилиндр 9 со стороны устья скважины (фиг.2) и установлена с образоваСоосность колонны 5 полых насосных нием межтрубного пространства 10 между штанг, колонны 1 насосных труб и эксплусвоей полостью и наружной поверхностью атационной колонны 24 скважины обеспечиколонны полых 5 насосных штанг. вается соответственно центраторами 25 и 26. Колонна 5 полых насосных штанг на Над штанговым насосом 2 дополнительно устье скважины герметизирована сальникоустановлен вакуумный насос 11 с рабочей вым устройством 27. Скважинная штанговая парой цилиндр 12 - плунжер 13, цилиндр насосная установка работает следующим 12 вакуумного насоса 11 связан с цилиндром образом. При ходе колонны 5 полых 3 штангового насоса 2, плунжер 13 насоса насосных штанг с плунжерами 4 и 13 вниз 11 связан с плунжером 4 штангового насоса (фиг. 1,3,6) осуществляется переток скважин2 посредством полого штока 14 и снабжен ной жидкости из цилиндра 3 в колонну 5 установленным в его полости обратным полых насосных штанг через нагнетательный клапаном 15, при этом рабочие пары клапан 7 и вытеснение газожидкостной цилиндр-плунжер штангового 2 и вакуумного системы из камеры 16 изменяемого объема 11 насосов связаны между собой с образовав скважину на прием штангового насоса 2 нием камеры 16 изменяемого объема, которая (фиг.1) или в колонну 5 полых насосных гидравлически сообщена с межтрубным штанг через обратный клапан 18 (фиг.З). пространством 10 через обратный клапан 15 Газожидкостная система в камере 16 измеплунжера 13 насоса 11. няемого объема вначале сжимается, а при Цилиндр 12 вакуумного насоса 11 в своей возрастании в ней давления до давления в нижней части снабжена обратным клапаном скважине на приеме штангового насоса 2 или 17, гидравлически сообщающим камеру 16 до давления в колонне 5 полых насосных изменяемого объема со скважиной. 5 1618049 штанг на выходе штангового насоса 2 через имеющийся в них канал в надплунобратный клапан 17 (фиг.1) или 18 (фиг.З) жерное пространство пары плунжер 8 открывается и газожидкостная система выцилиндр 9 устья скважины. Пара плунжер тесняется. Обратный клапан 15 при этом 8 - цилиндр 9 служит для разобщения закрыт. В конце хода колонны 5 полых надплунжерного пространства устья скважинасосных штанг вниз обратный клапан 17 ны и межтрубного пространства 10. (фиг.1) или 18 (фиг.З) закрывается. В случае эксплуатации скважин в При ходе вверх колонны 5 полых осложненных условиях (добыча высокопаранасосных штанг с плунжерами 4 и 13 финистых нефтей в условиях распространеосуществляются нагнетание на поверхность, ния многолетнемерзлых горных пород) всасывание скважинной жидкости в цилиндр возникает необходимость в значительном 3 штангового насоса 2, всасывание газожидповышении термического сопротивления ускостной системы из межтрубного пространтановки и всей скважины, так как при ства 10 в камеру 16 изменяемого объема. применении технологических операций по Обратный клапан 17 или 18 при этом закрыт, тепловому воздействию на установку и давление в камере 16 изменяемого объема жидкость в подъемнике, на призабойную снижается, а при достижении в ней зону и пласт должно обеспечиваться предотдавления, равного давлению в межтрубном вращение теплового воздействия на многопространстве 10, обратный клапан 15 летнемерзлые породы с целью поддержания открывается и газожидкостная система поустойчивости и сохранности скважины от ступает в камеру 16 изменяемого объема. В разрушения. Реализовать подъем высокопаконце хода колонны 5 полых насосных штанг рафинистой нефти, проводить технологичевверх обратный клапан 15 закрывается. ские операции по тепловому воздействию на установку с предотвращением теплового В процессе работы установки реализуется воздействия на скважину позволяют варианподъем скважинной жидкости на поверхты установки, показанные на фиг.4 и 5. ность, откачка газожидкостной системы из В этом случае осуществляют вакуумирование межтрубного пространства 10 и его вакуукак межтрубного пространства 10 так и мирование. затрубного пространства 20 скважины, загерВакуумирование межтрубного пространметизированного неподвижным разобщитества 10 существенно повышает термическое лем (пакером) 21, причем откачка газожидсопротивление теплопередачи от газожидкокостной системы из межтрубного и затрубстного потока в колонне 5 полых насосных ного пространств 10 и 20 осуществляется штанг в окружающие горные породы и, как одновременно, давление в них поддерживарезультат, позволяет снизить теплопотери в ется одинаковым за счет постоянного отвода окружающие горные породы, повысить темутечек дополнительным вакуумным насосом пературу газожидкостного потока и таким 11. Повышение термического сопротивления образом увеличить межочистной период установки позволяет резко снизить теплопоустановки (от отложений парафина). тери в окружающие горные породы, повысить Установка позволяет дополнительно потемпературу газожидкостного потока и таким высить эффективность других методов борьобразом повысить надежность работы устабы с парафином, например, закачкой новки и значительно увеличить ее межочитеплоносителя в межтрубное пространство стной период (от отложений парафина). 10. Значительно повышается эффективность обПри закачке химреагентов в межтрубное работок установки тепловыми методами, так пространство 10 улучшаются условия выноса как, например, при закачке теплоносителя парафиносмолистых веществ из полости в межтрубное пространство 10 практически колонны 5 насосных штанг. вся тепловая энергия расходуется на прогрев Скважинная штанговая насосная установустановки жидкостью в колонне 5 полых ка с устьевым оборудованием (фиг.2) насосных штанг. позволяет эксплуатировать установку со стандартными устьевыми сальниками. При Для снятия знакопеременных нагрузок на ходе вверх колонны 5 полых насосных штанг неподвижный разобщитель 21 (фиг.5) прижидкость подается вместе с колонной полых меняется подвижное уплотнительное устройнасосных штанг поступательно вверх, объем ство, например пара цилиндр 22 - плунжер надплунжерного пространства пары плунжер 23. Удлинение и сжатие колонны 1 насосных 8 - цилиндр 9 со стороны устья скважины труб в процессе работы установки из-за уменьшается и жидкость нагнетается в изменения нагрузок в каждом цикле комвыкидную линию. При ходе колонны 5 полых пенсируются перемещением плунжера 23 в насосных штанг вниз жидкость перетекает неподвижном цилиндре 22. На неподвижный 7 1618049 разобщитель 21 действует постоянная во условия для его надежной и длительной времени нагрузка (статическая), что создает работы. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Скважинная штанговая насосная установка, содержащая связанный с колонной насосных труб штанговый насос, включающий рабочую пару цилиндр - плунжер, цилиндр которой соединен с колонной насосных труб, а плунжер - с колонной полых насосных штанг, и расположенные соответственно в цилиндре и полости плунжера всасывающий и нагнетательный клапаны, причем колонна насосных труб загерметизирована со стороны устья скважины и установлена с образованием межтрубного пространства между своей полостью и наружной поверхностью колонны полых насосных штанг, а также выкидную ЛИНИЮ, отличающаяся тем, что, с целью повышения эксплуатационной надежности при откачке высокопарафинистых нефтей путем вакуумирования межтрубного пространства, над штанговым насосом дополнительно установлен вакуумный насос с рабочей парой цилиндр - плунжер, цилиндр вакуумного насоса связан с цилиндром штангового насоса, а его плунжер - с плунжером штангового насоса, при этом рабочие пары цилиндр - плунжер штангового и вакуумного насосов связаны между собой с образованием камеры изменяемого объема, которая гидравлически сообщена с межтрубным пространством и выкидной линией. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что сообщение камеры изменяемого объема с межтрубным пространством выполнено через обратный клапан, установленный в плунжере вакуумного насоса. 3. Установка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что цилиндр вакуумного насоса в своей нижней части снабжен обратным клапаном, гидравлически сообщающим камеру изменяемого объема со скважиной. 4. Установка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что в случае выполнения диаметра рабочей пары вакуумного насоса меньше диаметра рабочей пары штангового насоса обратные клапаны, сообщающие межтрубное пространство с камерой изменяемого объема и последнюю со скважиной, расположены в верхней части камеры изменяемого объема. 5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что между плунжерами штангового и вакуумного насосов установлен обратный клапан, гидравлически сообщающий камеру изменяемого объема с полостью колонны насосных штанг. 6. Установка по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что цилиндр вакуумного насоса снабжен установленным на его боковой поверхности дополнительным обратным клапаном, гидравлически сообщающим камеру изменяемого объема с затрубным пространством скважины, при. этом в затрубном пространстве скважины ниже дополнительного обратного клапана с возможностью герметизации затрубного пространства установлен неподвижный разобщитель. 7. Установка по п. 4, отличающаяся тем, что колонна насосных труб под цилиндром вакуумного насоса снабжена дополнительной парой цилиндр - плунжер, цилиндр которой связан с неподвижным разобщителем, а плунжер - с колонной насосных труб. 1618049 10 П 11 ТГхТ" Фиг.4 Фиг.2 10 л 11 15 15 W 18 11 14 7 3 5 Фиг. 3 Фиг. 5 1618049 11 12 w 11 19 4 7 6 Заказ 6п Подписное ВНИИПИ, Per. ЛР № 040720 113834, ГСП, Москва, Раушская наб., 4/5 121873, Москва, Бережковская наб., 24 стр. 2. Производственное предприятие «Патент»