RU129170U1

RU129170U1 - HOSE PUMP UNIT FOR PRODUCING HIGH-VISCOUS OIL

Info

Publication number: RU129170U1
Application number: RU2012151065/06U
Authority: RU
Inventors: Рустем Шафагатович Тахаутдинов; Рашит Мусагитович Ахунов; Михаил Владимирович Кочубей; Даниль Хамзович Исрафилов; Владимир Иванович Малыхин; Равиль Фаритович Валиев; Алмаз Амирзянович Шарифуллин
Priority date: 2012-11-28
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2013-06-20

Abstract

Штанговая насосная установка для добычи высоковязкой нефти, содержащая колонны насосно-компрессорных труб и штанг, цилиндры верхний малого и нижний большего диаметров с подвижно расположенными в них полыми плунжерами, связанными между собой, в плунжере малого диаметра установлен клапан, плунжер большего диаметра снабжен управляемым клапаном, выполняющим функцию всасывающего и нагнетательного клапана, ниже цилиндра большего диаметра установлен широкопроходной клапан, отличающаяся тем, что верхняя часть плунжера малого диаметра соединена с патрубком меньшего диаметра с боковыми отверстиями и с сужением в верхней части, в нижней части патрубка установлено седло клапана и размещен тарельчатый запорный элемент клапана со штоком, установленным в направляющей, колонна штанг жестко соединена с промежуточным штоком, взаимодействующим со штоком клапана и соединенным с верхней частью патрубка с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно патрубка. A sucker rod pump unit for the production of high-viscosity oil, containing tubing strings and rods, upper and lower cylinders of larger diameters with hollow plungers movably located in them, interconnected, a valve is installed in the small-diameter plunger, the larger-diameter plunger is equipped with a controlled valve, performing the function of a suction and discharge valve, a wide-bore valve is installed below the cylinder of a larger diameter, characterized in that the upper part of the small-diameter plunger is connected nene with a smaller diameter pipe with side openings and narrowing in the upper part, a valve seat is installed in the lower part of the pipe and a poppet valve element with a rod installed in the guide is placed, the rod string is rigidly connected to an intermediate rod interacting with the valve rod and connected to the upper part of the pipe with the possibility of limited axial movement relative to the pipe.

Description

Предложение относится к технике добычи нефти, в частности к штанговым насосам, и может быть использовано для подъема из скважины высоковязких жидкостей.The proposal relates to techniques for oil production, in particular to sucker rod pumps, and can be used for lifting highly viscous fluids from a well.

Известна «Штанговая насосная установка» (патент RU №2161268, F04В 47/00, опубл. Бюл. №36 от 27.12.2000 г.), содержащая колонны насосных труб и штанг, цилиндр с установленными одна над другой ступенями разного диаметра, два полых плунжера с всасывающим и нагнетательным клапанами разного диаметра, связанных между собой. В установке всасывающий клапан установлен в плунжере большего диаметра, при этом длина ступени плунжера большего диаметра равна длине хода плунжера.The well-known "sucker rod pump installation" (patent RU No. 2161268, F04B 47/00, publ. Bull. No. 36 dated 12/27/2000), containing columns of pump pipes and rods, a cylinder with steps of different diameters installed one above the other, two hollow plunger with suction and discharge valves of different diameters, interconnected. In the installation, the suction valve is installed in the plunger of a larger diameter, while the length of the step of the plunger of a larger diameter is equal to the stroke length of the plunger.

Недостатком установки является низкая надежность работы клапанов при подъеме высоковязкой жидкости.The disadvantage of the installation is the low reliability of the valves when lifting a highly viscous fluid.

Наиболее близкой к предлагаемой штанговой насосной установке по технической сути и достигаемому результату является «Штанговая насосная установка» (патент RU №85573, F04В 47/00, опубл. Бюл. №22 от 10.08.2009 г.), содержащая колонны насосно-компрессорных труб и штанг, цилиндры верхний малого и нижний большего диаметров с подвижно расположенными в них полыми плунжерами, связанными между собой, в плунжере малого диаметра установлен клапан, плунжер большего диаметра снабжен управляемым клапаном, выполняющим функцию всасывающего и нагнетательного клапана, ниже цилиндра большего диаметра установлен широкопроходной клапан.The closest to the proposed sucker rod pumping unit in terms of technical essence and the achieved result is the “sucker rod pumping unit” (patent RU No. 855573, F04B 47/00, publ. Bull. No. 22 dated 08/10/2009), containing tubing strings and rods, cylinders of the upper small and lower larger diameters with hollow plungers movably located in them, interconnected, a valve is installed in the small diameter plunger, the larger diameter plunger is equipped with a controllable valve that acts as a suction and discharge valve a lower cylinder of larger diameter set shirokoprohodnoy valve.

Недостатком установки является низкая надежность работы клапана, установленного в плунжере малого диаметра.The disadvantage of this installation is the low reliability of the valve installed in the plunger of small diameter.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение надежности работы штангового насоса за счет повышения надежности работы клапана, установленного в плунжере малого диаметра.The technical result of the claimed utility model is to increase the reliability of the rod pump by increasing the reliability of the valve installed in the plunger of small diameter.

Поставленный технический результат решается описываемой штанговой насосной установкой для добычи высоковязкой нефти, содержащей колонны насосно-компрессорных труб и штанг, цилиндры верхний малого и нижний большего диаметров с подвижно расположенными в них полыми плунжерами, связанными между собой, в плунжере малого диаметра установлен клапан, плунжер большего диаметра снабжен управляемым клапаном, выполняющим функцию всасывающего и нагнетательного клапана, ниже цилиндра большего диаметра установлен широкопроходной клапан.The technical result is solved by the described sucker-rod pumping unit for the production of highly viscous oil containing tubing strings and rods, upper and lower cylinders of larger diameters with hollow plungers movably located in them, interconnected, a valve and a larger plunger are installed in the small diameter plunger diameter is equipped with a controllable valve that performs the function of a suction and discharge valve, a wide-bore valve is installed below the larger cylinder.

Новым является то, что верхняя часть плунжера малого диаметра соединена с патрубком меньшего диаметра с боковыми отверстиями и с сужением в верхней части, в нижней части патрубка установлено седло клапана и размещен тарельчатый запорный элемент клапана со штоком, установленным в направляющей, колонна штанг жестко соединена с промежуточным штоком, взаимодействующим со штоком клапана и соединенным с верхней частью патрубка с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно патрубка.What is new is that the upper part of the small-diameter plunger is connected to a smaller diameter pipe with side holes and with a narrowing in the upper part, a valve seat is installed in the lower part of the pipe and a poppet valve element with a rod installed in the guide is placed, the rod string is rigidly connected to an intermediate rod interacting with the valve stem and connected to the upper part of the nozzle with the possibility of limited axial movement relative to the nozzle.

Соединение верхней части плунжера малого диаметра с патрубком меньшего диаметра с боковыми отверстиями и с сужением в верхней части, установка в нижней части патрубка седла клапана и размещение тарельчатого запорного элемента клапана со штоком, установленным в направляющей, жесткое соединение колонны штанг с промежуточным штоком, взаимодействующим со штоком клапана и соединенным с верхней частью патрубка с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно патрубка позволяет обеспечить более четкую работу клапана, предотвратить его «залипание» при подъеме высоковязкой продукции за счет принудительного его закрытия.The connection of the upper part of the small diameter plunger with a smaller diameter pipe with side holes and with a narrowing in the upper part, installation of a valve seat in the lower part of the pipe and placement of a poppet locking element of the valve with a rod installed in the guide, rigid connection of the rod string with an intermediate rod interacting with the valve stem and connected to the upper part of the nozzle with the possibility of limited axial movement relative to the nozzle allows for more accurate valve operation, preventing to eliminate its “sticking” when lifting highly viscous products due to its forced closure.

Совокупность отличительных признаков предлагаемой штанговой насосной установки для добычи высоковязкой нефти позволяет решить поставленную задачу.The set of distinctive features of the proposed sucker rod pump unit for the production of highly viscous oil allows us to solve the problem.

На рисунке схематично показана штанговая насосная установка для добычи высоковязкой нефти.The figure schematically shows a sucker rod pump unit for the production of highly viscous oil.

Штанговая насосная установка содержит колонну насосно-компрессорных труб 1, соединенную с цилиндром 2 малого диаметра, в котором размещен полый плунжер 3 малого диаметра, снизу цилиндр 2 соединен с цилиндром 4 большего диаметра, в котором размещен полый плунжер 5 большего диаметра, снабженный управляемым клапаном 6 и связанный штоком 7 с плунжером 3. Верхняя часть плунжера 3 соединена с патрубком 8 меньшего диаметра с боковыми отверстиями 9 и с сужением 10 в верхней части патрубка 8. В нижней части патрубка 8 установлено седло клапана 11 и размещен тарельчатый запорный элемент клапана 11 со штоком 12, установленным в направляющей 13. Колонна штанг 14 жестко соединена с промежуточным штоком 15 с упором 16, пропущенным через сужение 10 патрубка 8 и взаимодействующим со штоком 12 клапана 11. Ниже цилиндра 4 установлен широкопроходной клапан 17.The sucker rod pump installation comprises a tubing string 1 connected to a cylinder 2 of small diameter, in which a hollow plunger 3 of small diameter is placed, from below, cylinder 2 is connected to a cylinder 4 of larger diameter, in which a hollow plunger 5 of larger diameter is placed, equipped with a controlled valve 6 and connected by a rod 7 with a plunger 3. The upper part of the plunger 3 is connected to a pipe 8 of a smaller diameter with side holes 9 and with a restriction 10 in the upper part of the pipe 8. At the bottom of the pipe 8, a valve seat 11 is installed and placed a poppet locking element of the valve 11 with a stem 12 installed in the guide 13. The column of rods 14 is rigidly connected to the intermediate stem 15 with a stop 16, passed through the narrowing 10 of the pipe 8 and interacting with the stem 12 of the valve 11. Below the cylinder 4 is installed a wide-flow valve 17.

Штанговая насосная установка работает следующим образом. При ходе колонны штанг 14 вниз движется вниз и жестко соединенный с ним промежуточный шток 15, который упором 16, воздействуя на шток 12, перемещает вниз запорный элемент клапана 11 и закрывает его, после чего начинает двигаться вниз плунжер 3 и связанный с ним плунжер 5. При этом за счет перепада давления закрывается широкопроходной клапан 17, кроме того, открывается управляемый клапан 6. Жидкость, находящаяся в полости цилиндра 4 между плунжером 5 и широкопроходным клапаном 17, перетекает через полый плунжер 5 большего диаметра в полость цилиндров 2 и 4 между плунжерами 3 и 5. Широкопроходной клапан 17 выполняет здесь роль подпорного насоса, обеспечивающего более полное заполнение полостей цилиндров 2 и 4 особенно при подъеме высоковязкой жидкости. При ходе колонны штанг 14 вверх движется вверх и жестко соединенный с ней промежуточный шток 15, упор 16 которого, взаимодействуя с сужением 10 патрубка 8, перемещает вверх плунжеры 3 и 5. При этом закрывается управляемый клапан 6 и за счет перепада давления открывается клапан 11, а также широкопроходной клапан 17. Жидкость через широкопроходной клапан 17 поступает в полость цилиндра 4 под плунжер 5, жидкость, находящаяся в полости цилиндра 2 над плунжером 3 подается в полость колонны насосно-компрессорных труб 1.Rod pump installation operates as follows. During the course of the column string, the intermediate rod 15 moves downward and is rigidly connected to it, the intermediate rod 15, which focuses 16, acting on the rod 12, moves the locking element of the valve 11 down and closes it, after which the plunger 3 and the associated plunger 5 begin to move down. In this case, due to the differential pressure, the wide-flow valve 17 is closed, in addition, the controlled valve 6 opens. The fluid located in the cavity of the cylinder 4 between the plunger 5 and the wide-flow valve 17 flows through the hollow plunger 5 of a larger diameter into the cylinder cavity 2 and 4 between the plungers 3 and 5. The wide-flow valve 17 serves here as a booster pump, providing a more complete filling of the cavities of the cylinders 2 and 4, especially when lifting a highly viscous fluid. During the course of the column of rods 14, the intermediate rod 15 rigidly connected with it moves upward, the stop 16 of which, interacting with the narrowing 10 of the nozzle 8, moves the plungers 3 and 5. Upward, the controlled valve 6 closes and the valve 11 opens due to the differential pressure as well as a wide bore valve 17. Liquid through a wide bore valve 17 enters the cavity of the cylinder 4 under the plunger 5, the liquid located in the cavity of the cylinder 2 above the plunger 3 is fed into the cavity of the column of tubing 1.

Далее циклы повторяются.Further cycles are repeated.

При ходе колонны штанг 14 вниз принудительное закрытие клапана 11 обеспечивает более четкое его срабатывание, предотвращает залипание запорного элемента и срыв подачи насоса, а также за счет перепада давления на плунжере 3 создает дополнительное растягивающее усилие на колонну штанг 14, что при подъеме высоковязкой продукции предотвращает ее зависание.During the course of the column string 14 downward, the forced closure of the valve 11 provides a more accurate actuation, prevents sticking of the shut-off element and disruption of the pump supply, and also, due to the pressure drop across the plunger 3, creates an additional tensile force on the string of bars 14, which prevents it from lifting hovering.

Использование предлагаемой штанговой насосной установки для добычи высоковязкой нефти позволяет повысить надежность работы клапана, установленного в плунжере малого диаметра, предотвратить зависание колонны штанг и таким образом повысить надежность работы штанговой насосной установки в целом.The use of the proposed sucker rod pump unit for the production of highly viscous oil can improve the reliability of the valve installed in the small diameter plunger, prevent the rod string from hanging, and thus increase the reliability of the sucker rod pump system as a whole.

Claims

A sucker rod pump unit for the production of high-viscosity oil, containing tubing strings and rods, upper and lower cylinders of larger diameters with hollow plungers movably located in them, interconnected, a valve is installed in the small-diameter plunger, the larger-diameter plunger is equipped with a controlled valve, performing the function of a suction and discharge valve, a wide-bore valve is installed below the larger cylinder, characterized in that the upper part of the small-diameter plunger is connected nene with a smaller diameter pipe with side openings and narrowing in the upper part, a valve seat is installed in the lower part of the pipe and a poppet valve element with a rod installed in the guide is placed, the rod string is rigidly connected to an intermediate rod interacting with the valve rod and connected to the upper part of the pipe with the possibility of limited axial movement relative to the pipe.