RU146248U1

RU146248U1 - DOUBLE ACTION BELL PUMP

Info

Publication number: RU146248U1
Application number: RU2014130187/06U
Authority: RU
Inventors: Борис Семенович Захаров; Иван Борисович Захаров
Original assignee: Борис Семенович Захаров
Priority date: 2014-07-23
Filing date: 2014-07-23
Publication date: 2014-10-10

Abstract

1. Штанговый скважинный насос двойного действия, содержащий цилиндр, в котором установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения полый поршень, образующий подпоршневую и надпоршневую полости, в нижней части цилиндра подпоршневой полости установлен всасывающий клапан, в полом поршне установлен напорный клапан, гидравлически соединяющий подпоршневую полость с напорной линией насоса через полый шток, надпорщневая полость сообщена с затрубным пространством скважины через всасывающий клапан, а в надпоршневой полости сверху установлен напорный тарельчатый клапан, через тарелку которого проходит полый шток, соединенный с полым поршнем, отличающийся тем, что полый поршень выполнен с механическим уплотнением относительно цилиндра, всасывающий клапан надпоршневой области выполнен тарельчатым с кольцевой тарелкой, охватывающей полый шток и расположенной под седлом указанного клапана, а перед входом во всасывающий клапан надпоршневой полости установлен фильтр.2. Штанговый скважинный насос по п. 1, отличающийся тем, что кольцевая тарелка всасывающего клапана надпоршневой полости установлена на полом штоке с возможностью осевого перемещения относительно него.3. Штанговый скважинный насос по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в кольцевой тарелке всасывающего клапана установлена с натягом втулка из упругого износостойкого материала, например из металлической резины.4. Штанговый скважинный насос по п. 1 или 2, отличающийся тем, что в надпоршневой полости цилиндра ниже кольцевой тарелки всасывающего клапана расположен опорный бурт и кольцевая тарелка всасывающего клапана подпружинена относительно н�1. Double-acting sucker rod pump containing a cylinder in which a hollow piston is installed with the possibility of reciprocating movement, forming a sub-piston and supra-piston cavity, a suction valve is installed in the lower part of the cylinder of the sub-piston cavity, a pressure valve is installed in the hollow piston that hydraulically connects the piston cavity with the pressure line of the pump through the hollow rod, the supra-torsion cavity communicates with the annulus of the well through the suction valve, and in the supra-piston cavity a pressure poppet valve is installed, through the poppet of which a hollow rod connected to the hollow piston passes, characterized in that the hollow piston is made with a mechanical seal relative to the cylinder, the suction valve of the over-piston area is poppet with an annular plate covering the hollow stem and located under the valve seat, and a filter is installed before entering the suction valve of the over-piston cavity. 2. A sucker-rod sucker-rod pump according to claim 1, characterized in that the annular plate of the suction piston cavity suction valve is mounted on the hollow stem with the possibility of axial movement relative to it. A sucker-rod suction pump according to claim 1 or 2, characterized in that a sleeve made of an elastic wear-resistant material, for example, metal rubber, is fitted with an interference fit in the annular plate of the suction valve. A sucker-rod suction pump according to claim 1 or 2, characterized in that in the supra-piston cavity of the cylinder below the annular plate of the suction valve there is a support collar and the annular plate of the suction valve is spring-loaded relative to

Description

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к скважинным насосным установкам для добычи нефти из скважин. Известен штанговый скважинный насос двойного действия, содержащий цилиндр, в котором установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения полый плунжер, образующий подплунжерную и надплунжерную полости, в подплунжерной полости установлены нижние всасывающий и нагнетательный клапаны, а в надплунжерной - верхние всасывающий и нагнетательный клапаны, причем верхний и нижний нагнетательные клапаны выполнены тарельчатыми, запорные элементы которых установлены на плунжере (см. патент на полезную модель КТЛ №135017, кл. F04B 47/00, 27.11.2013).The utility model relates to the oil industry, namely to downhole pumping units for oil production from wells. A double-acting sucker-rod pump is known, comprising a cylinder in which a hollow plunger is installed with the possibility of reciprocating movement, forming a sub-plunger and supra-plunger cavity, lower suction and discharge valves are installed in the sub-plunger cavity, and upper suction and discharge valves are installed in the supra-plunger, the upper and the lower discharge valves are poppet type, the locking elements of which are installed on the plunger (see patent for utility model KTL No. 135017, class F04B 47/00, 11.27.20 13).

Однако данный штанговый насос имеет ряд недостатков, а именно конструкция длинномерного плунжера с щелевым уплотнением может приводить к его заклиниванию в цилиндре, полый шток склонен к изнашиванию в длинномерном плунжере, а конструкция насоса выполнена с пятью клапанами, что увеличивает гидравлические потери при прокачке откачиваемой из скважины среды. В конечном итоге это приводит к снижению надежности работы и срока службы штангового насоса.However, this sucker rod pump has several drawbacks, namely, the design of a long plunger with a gap seal can cause it to jam in the cylinder, the hollow stem is prone to wear in the long plunger, and the pump is designed with five valves, which increases hydraulic losses when pumping out of the well Wednesday. Ultimately, this leads to a decrease in the reliability and service life of the sucker rod pump.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является штанговый скважинный насос двойного действия, содержащий цилиндр, в котором установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения полый поршень, образующий подпоршневую и надпоршневую полости, в нижней части цилиндра подпоршневой полости установлен всасывающий клапан, в полом поршне установлен напорный клапан, гидравлически соединяющий подпоршневую полость с напорной линией насоса через полый шток, надпорщневая полость сообщена с затрубным пространством скважины через всасывающий клапан, а в надпоршневой полости сверху установлен напорный тарельчатый клапан, через тарелку которого проходит полый шток (см. патент RU №2436996, кл. F04B 47/00, 20.12.2011).The closest to the utility model in terms of technical nature and the achieved result is a double-acting sucker rod pump containing a cylinder in which a hollow piston is installed with the possibility of reciprocating movement, forming a sub-piston and supra-piston cavity, a suction valve is installed in the lower part of the cylinder of the piston cavity, in with a hollow piston, a pressure valve is installed that hydraulically connects the piston cavity with the pressure line of the pump through the hollow rod, the over-piston cavity is in communication with the well annulus through the suction valve, and in the cavity above the piston top is mounted a poppet valve pressure through a plate which extends a hollow stem (See. Patent RU №2436996, cl. F04B 47/00, 20.12.2011).

Однако в данном штанговом насосе всасывающий клапан надпоршневой полости расположен сбоку снаружи относительно цилиндра, что ограничивает область применения данного штангового насоса по диаметру скважины, усложняет конструкцию и снижает надежность работы насоса, так как размер бокового клапана имеет очень малые проходные сечения.However, in this sucker rod pump, the supra-piston cavity suction valve is located laterally outside relative to the cylinder, which limits the scope of this sucker rod pump by the borehole diameter, complicates the design and reduces the reliability of the pump, since the size of the side valve has very small flow sections.

Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков.The objective of the utility model is to eliminate these drawbacks.

Технический результат заключается в том, что достигается возможность уменьшить радиальный габарит штангового насоса и повысить надежность его работы и срок его службы.The technical result consists in the fact that it is possible to reduce the radial dimension of the rod pump and increase the reliability of its operation and its service life.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что штанговый скважинный насос двойного действия содержит цилиндр, в котором установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения полый поршень, образующий подпоршневую и надпоршневую полости, в нижней части цилиндра подпоршневой полости установлен всасывающий клапан, в полом поршне установлен напорный клапан, гидравлически соединяющий подпоршневую полость с напорной линией насоса через полый шток, надпорщневая полость сообщена с затрубным пространством скважины через всасывающий клапан, а в надпоршневой полости сверху установлен напорный тарельчатый клапан, через тарелку которого проходит полый шток, соединенный с полым поршнем, при этом полый поршень выполнен с механическим уплотнением относительно цилиндра, всасывающий клапан надпоршневой области выполнен тарельчатым с кольцевой тарелкой, охватывающей полый шток и расположенной под седлом указанного клапана, а перед входом во всасывающий клапан надпоршневой полости установлен фильтр.This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the double-acting sucker rod pump contains a cylinder in which a hollow piston is installed with the possibility of reciprocating movement, forming a sub-piston and supra-piston cavity, a suction valve is installed in the lower part of the cylinder of the piston cavity, a pressure valve is installed by the hollow piston, which hydraulically connects the piston cavity with the pressure line of the pump through the hollow rod; the supra-piston cavity is in communication with the annulus the well through the suction valve, and in the nadporshnevy cavity a pressure plate valve is installed on top, through the plate of which a hollow rod connected to the hollow piston passes, the hollow piston is made with a mechanical seal relative to the cylinder, the suction valve of the nadporshnev region is made of a disk with an annular plate covering a hollow stem and a valve located under the saddle of the specified valve, and a filter is installed in front of the entrance to the suction valve of the over-piston cavity.

Кольцевая тарелка всасывающего клапана надпоршневой полости установлена на полом штоке с возможностью осевого перемещения относительно него.The annular plate of the suction piston cavity valve is mounted on the hollow stem with the possibility of axial movement relative to it.

В кольцевой тарелке всасывающего клапана, предпочтительно, установлена с натягом втулка из упругого износостойкого материала, например из металлической резины.In the annular plate of the suction valve, a sleeve of elastic wear-resistant material, for example metal rubber, is preferably fitted with an interference fit.

В надпоршневой полости цилиндра ниже кольцевой тарелки всасывающего клапана может быть расположен опорный бурт и кольцевая тарелка всасывающего клапана подпружинена относительно него.In the supra-piston cavity of the cylinder below the annular plate of the suction valve, a support collar can be located and the annular plate of the suction valve spring-loaded relative to it.

Было выявлено, что использование механического уплотнения цилиндра и полого штока в сочетании с выполнением всасывающего и нагнетательного клапанов надпоршневой полости и размещением всасывающего клапана надпоршневой полости внутри последней и выполнение его с кольцевой тарелкой позволяет исключить заклинивание подвижных конструктивных элементов, уменьшить осевые и радиальные габариты насоса, увеличить срок службы уплотнительных узлов и расширить область применения насоса за счет обеспечения возможности использования данного штангового насоса в скважинах и боковых стволах малого размера.It was found that the use of mechanical sealing of the cylinder and the hollow rod in combination with the implementation of the suction and discharge valves of the supra-piston cavity and the placement of the suction valve of the supra-piston cavity inside the latter and its execution with an annular plate allows to eliminate jamming of moving structural elements, reduce axial and radial dimensions of the pump, increase the service life of the sealing units and expand the scope of the pump by providing the possibility of using this w angovogo pump wells and sidetracks small size.

На чертеже схематически представлен продольный разрез штангового скважинного насоса двойного действия.The drawing schematically shows a longitudinal section of a double-acting sucker rod pump.

Штанговый скважинный насос двойного действия содержит цилиндр 1, в котором установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения полый поршень 2, образующий подпоршневую 3 и надпоршневую 4 полости.The double-acting sucker-rod pump contains a cylinder 1, in which a hollow piston 2 is installed with the possibility of reciprocating movement, forming a sub-piston 3 and an over-piston 4 cavity.

В нижней части цилиндра 1 подпоршневой полости 3 установлен всасывающий клапан 5, а в полом поршне 2 установлен напорный клапан 6, гидравлически соединяющий подпоршневую полость 3 с напорной линией 7 насоса через полый шток 8 с боковым отверстием 20, соединенный с полым поршнем 2.A suction valve 5 is installed in the lower part of the cylinder 1 of the piston cavity 3, and a pressure valve 6 is installed in the hollow piston 2, which hydraulically connects the piston cavity 3 with the pressure line 7 of the pump through the hollow rod 8 with a side hole 20 connected to the hollow piston 2.

Надпорщневая полость 4 сообщена с затрубным пространством 9 скважины через всасывающий клапан 10, а в надпоршневой полости 4 сверху установлен напорный тарельчатый клапан 11, через тарелку которого проходит полый шток 8.The supra-piston cavity 4 is in communication with the annulus 9 of the well through the suction valve 10, and in the supra-piston cavity 4, a pressure poppet valve 11 is installed on top, through the plate of which the hollow rod 8 passes.

Полый поршень 2 выполнен с механическим уплотнением 12 относительно цилиндра 1. Всасывающий клапан 10 надпоршневой области 4 выполнен тарельчатым с кольцевой тарелкой 13, охватывающей полый шток 8 и расположенной под седлом 14 указанного клапана, а перед входом во всасывающий клапан 10 надпоршневой полости 4 установлен фильтр 15, например щелевой фильтр.The hollow piston 2 is made with a mechanical seal 12 relative to the cylinder 1. The suction valve 10 of the supra-piston region 4 is made of a poppet with an annular plate 13 covering the hollow stem 8 and located under the seat 14 of the valve, and a filter 15 is installed in front of the entrance to the suction valve 10 of the supra-piston cavity 4. e.g. slotted filter.

Кольцевая тарелка 13 всасывающего клапана 10 надпоршневой полости 4 установлена на полом штоке 8 с возможностью осевого перемещения относительно него.An annular plate 13 of the suction valve 10 of the over-piston cavity 4 is mounted on the hollow stem 8 with the possibility of axial movement relative to it.

В кольцевой тарелке 13 всасывающего клапана 10 установлена с натягом втулка 16 из упругого износостойкого материала, например из металлической резины.In the annular plate 13 of the suction valve 10 is fitted with an interference fit sleeve 16 of an elastic wear-resistant material, for example of metal rubber.

В надпоршневой полости 4 цилиндра 1 ниже кольцевой тарелки 13 всасывающего клапана 10 расположен опорный бурт 17 и кольцевая тарелка 13 всасывающего клапана 10 подпружинена относительно него.In the supra-piston cavity 4 of the cylinder 1, below the annular plate 13 of the suction valve 10, there is a support collar 17 and the annular plate 13 of the suction valve 10 is spring-loaded relative to it.

При работе штангового насоса через штангу 18 устьевым приводом придают возвратно-поступательное движение полому штоку 8 с полым поршнем 2. При перемещении полого поршня 2 относительно цилиндра 1 вниз всасывающий клапан 5 закрыт, а напорный клапан 6 открыт, и жидкость (откачиваемая из скважины жидкая среда, например нефть) из подпоршневой полости 3 цилиндра 1 поступает в полый поршень 2, оттуда в полый шток 8 и из последнего в напорную линию 7 насоса, образованную колонной труб, на которой подвешен в скважине штанговый насос. Одновременно жидкость из скважины поступает через открытый всасывающий клапан 10 в надпоршневую полость 4 цилиндра 1, при этом напорный тарельчатый клапан 11 надпоршневой полости 4, уплотненный относительно полого штока 8 посредством механического уплотнения 19, закрыт.При перемещении полого поршня 2 относительно цилиндра 1 вверх всасывающий клапан 10 закрыт, а напорный тарельчатый клапан 11 открыт, и жидкость из надппоршневой полости 4 цилиндра 1 поступает в образованную колонной труб напорную линию 7 штангового насоса. Одновременно жидкость из скважины через открытый всасывающий клапан 5 поступает в подпоршневую полость 3 цилиндра 1, а напорный клапан 6 при этом закрыт.Далее циклы повторяются.When the sucker rod pump operates through the rod 18 with a wellhead drive, the hollow rod 8 with the hollow piston 2 is reciprocated. When the hollow piston 2 moves relative to the cylinder 1 downward, the suction valve 5 is closed and the pressure valve 6 is open and the liquid (liquid medium pumped out of the well) (for example, oil) from the piston cavity 3 of the cylinder 1 enters the hollow piston 2, from there into the hollow rod 8 and from the latter into the pressure line 7 of the pump, formed by a pipe string on which the rod pump is suspended in the well. At the same time, the fluid from the well enters through the open suction valve 10 into the over-piston cavity 4 of the cylinder 1, while the pressure plate valve 11 of the over-piston cavity 4, which is sealed relative to the hollow stem 8 by means of mechanical seal 19, is closed. When the hollow piston 2 is moved relative to the cylinder 1, the suction valve 10 is closed, and the pressure plate valve 11 is open, and fluid from the supra-piston cavity 4 of the cylinder 1 enters the pressure line 7 of the rod pump formed by the pipe string. At the same time, fluid from the well through an open suction valve 5 enters the sub-piston cavity 3 of cylinder 1, and the pressure valve 6 is closed. The cycles are repeated.

Настоящая полезная модель может быть использована в нефтяной и других отраслях промышленности, где требуется откачка из скважины различных жидких сред, в том числе из скважин малого диаметра.This utility model can be used in the oil and other industries where it is necessary to pump various fluids from the well, including from small-diameter wells.

Claims

1. Double-acting sucker rod pump containing a cylinder in which a hollow piston is installed with the possibility of reciprocating movement, forming a sub-piston and supra-piston cavity, a suction valve is installed in the lower part of the cylinder of the sub-piston cavity, a pressure valve is installed in the hollow piston that hydraulically connects the piston cavity with the pressure line of the pump through the hollow rod, the supra-torsion cavity communicates with the annulus of the well through the suction valve, and in the supra-piston cavity a pressure poppet valve is installed, through the poppet of which a hollow rod connected to the hollow piston passes, characterized in that the hollow piston is made with a mechanical seal relative to the cylinder, the suction valve of the over-piston area is poppet with an annular plate covering the hollow stem and located under the valve seat, and a filter is installed before entering the suction valve of the over-piston cavity.

2. A sucker-rod suction pump according to claim 1, characterized in that the annular plate of the supra-piston cavity suction valve is mounted on the hollow stem with the possibility of axial movement relative to it.

3. A sucker-rod suction pump according to claim 1 or 2, characterized in that a sleeve of elastic wear-resistant material, for example, metal rubber, is fitted with an interference fit in the annular plate of the suction valve.

4. A sucker-rod suction pump according to claim 1 or 2, characterized in that in the supra-piston cavity of the cylinder below the annular plate of the suction valve there is a support collar and the annular plate of the suction valve is spring-loaded relative to it.