RU163755U1 - Borehole plug-in sucker rod pump - Google Patents

Borehole plug-in sucker rod pump Download PDF

Info

Publication number
RU163755U1
RU163755U1 RU2016102075/06U RU2016102075U RU163755U1 RU 163755 U1 RU163755 U1 RU 163755U1 RU 2016102075/06 U RU2016102075/06 U RU 2016102075/06U RU 2016102075 U RU2016102075 U RU 2016102075U RU 163755 U1 RU163755 U1 RU 163755U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cylinder
plunger
movable
pump
rod
Prior art date
Application number
RU2016102075/06U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Иванович Веденеев
Original Assignee
Александр Иванович Веденеев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Александр Иванович Веденеев filed Critical Александр Иванович Веденеев
Priority to RU2016102075/06U priority Critical patent/RU163755U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU163755U1 publication Critical patent/RU163755U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Details Of Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

1. Скважинный вставной штанговый насос, содержащий цилиндр, расположенные в нем два плунжера, всасывающий клапан, нагнетательный клапан, установленный в первом плунжере, верхний и нижний ограничители хода первого плунжера, ограничитель хода цилиндра, выполненный в нижней его части, колонну насосных штанг, при этом первый плунжер выполнен подвижным и кинематически связан с колонной насосных штанг посредством штока, цилиндр выполнен с возможностью возвратно-поступательного движения, отличающийся тем, что второй плунжер выполнен неподвижным, всасывающий клапан расположен в верхней его части, верхний ограничитель хода плунжера выполнен с функцией толкателя цилиндра и закреплен на колонне насосных штанг за пределами цилиндра.2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что цилиндр выполнен, по крайней мере, из двух частей, соединенных между собой.3. Насос по п. 1 или 2, отличающийся тем, что нагнетательный клапан выполнен принудительно открывающимся.4. Насос по п. 3, отличающийся тем, что содержит ограничитель хода нагнетательного клапана, жестко закрепленного на штоке подвижного плунжера и выполненного с функцией толкателя подвижного плунжера.1. A downhole sucker-rod pump containing a cylinder, two plungers located in it, a suction valve, a discharge valve installed in the first plunger, upper and lower stroke limiters of the first plunger, a cylinder stroke limiter made in its lower part, a rod string, this first plunger is movable and kinematically connected to the column of pump rods by means of a rod, the cylinder is made with the possibility of reciprocating motion, characterized in that the second plunger is made stationary th, the suction valve is arranged in the upper portion thereof, an upper plunger stroke limiter is configured with the function of the pusher cylinder and fixed to the rod string outside tsilindra.2. A pump according to claim 1, characterized in that the cylinder is made of at least two parts interconnected. A pump according to claim 1 or 2, characterized in that the discharge valve is forcibly opened. The pump according to claim 3, characterized in that it comprises a stroke limiter of the discharge valve, rigidly fixed to the rod of the movable plunger and made with the function of a pusher of the movable plunger.

Description

МПК F04B 47/02IPC F04B 47/02

СКВАЖИННЫЙ ВСТАВНОЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОСBorehole plug-in sucker rod pump

Заявляемое техническое решение относится к области добычи нефти из продуктивных пластов скважинными штанговыми насосами и может быть использовано в других областях промышленности при эксплуатации скважин.The claimed technical solution relates to the field of oil production from reservoirs by sucker rod pumps and can be used in other areas of industry in the operation of wells.

Существующие штанговые скважинные насосы одностороннего действия - это насосы с одной рабочей парой «плунжер-цилиндр», а именно насосы с подвижным плунжером или с подвижным цилиндром. Existing single-acting sucker-rod pumps are pumps with one working plunger-cylinder pair, namely pumps with a movable plunger or with a movable cylinder.

Известны штанговые насосы для добычи нефти с подвижным цилиндром и одним плунжером (например, патенты РФ № 2561935, 1588910), с неподвижным цилиндром и двумя плунжерами (например, патенты РФ №№ 2160853, 2382902), а также скважинные насосы, в которых одновременно используется подвижный цилиндр и несколько плунжеров (патенты РФ №№ 2353806, 2201531, 2313696, № 20940).Well-known sucker rod pumps for oil production with a movable cylinder and one plunger (for example, RF patents No. 2561935, 1588910), with a fixed cylinder and two plungers (for example, RF patents No. 2160853, 2382902), as well as well pumps, which are simultaneously used a movable cylinder and several plungers (RF patents No. 2353806, 2201531, 2313696, No. 20940).

ШТАНГОВАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА по патенту РФ № 2353806 (МПК F04B47/00) включает заглушенный в нижней торцовой части цилиндр насоса с отверстиями в верхней части и установленный в корпусе с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с клапанами. Заглушенный в нижней торцовой части цилиндр выполнен подвижным с кольцевым пазом и упором и размещен с возможностью возвратно-поступательного движения внутри переводника, имеющего боковые отверстия и уплотнительные цилиндры. Переводник навинчен на цилиндр, соединенный с колонной насосно-компрессорных труб, и ввинчен через муфту в кожух, который в свою очередь ввинчен в корпус клапана, снабженного шариком и шламоуловителем. Плунжер с клапаном соединен с одной стороны с колонной штанг, а с другой стороны со вспомогательным плунжером, имеющим боковое отверстие и клапан. Плунжер образует рабочую пару с цилиндром, а вспомогательный плунжер образует рабочую пару с подвижным цилиндром. PUMP PUMP UNIT according to RF patent No. 2353806 (IPC F04B47 / 00) includes a pump cylinder with holes in the upper part that is muffled in the lower end part and installed in the housing with the possibility of reciprocating movement of the plunger with valves. The cylinder plugged in the lower end portion is movable with an annular groove and an abutment and is placed with the possibility of reciprocating movement inside the sub having side openings and sealing cylinders. The sub is screwed onto a cylinder connected to the tubing string and screwed through a sleeve into a casing, which in turn is screwed into a valve body equipped with a ball and a sludge trap. A plunger with a valve is connected on one side to the rod string and, on the other hand, to an auxiliary plunger having a side opening and a valve. The plunger forms a working pair with a cylinder, and the auxiliary plunger forms a working pair with a movable cylinder.

Недостатком данной установки является возможность ее использования только при обработке призабойной зоны нефтяной скважины, но не для добычи нефти. При добыче нефти происходит блокирование газом нефти в призабойной зоне скважин, поскольку давление на приеме насоса значительно ниже давления насыщения нефти газом.The disadvantage of this installation is the possibility of its use only when processing the bottom-hole zone of an oil well, but not for oil production. During oil production, gas is blocking oil in the near-wellbore zone of the wells, since the pressure at the pump intake is much lower than the gas saturation pressure of oil.

СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС по патенту РФ № 2313696 (МПК F04B47/00) содержит верхний плунжер, верхний цилиндр, колонну штанг, соединенную с нагнетательным клапаном, нижний цилиндр, толкатель и всасывающий клапан. Верхний цилиндр выполнен неподвижным. Нагнетательный клапан с помощью толкателя соединен с нижним заглушенным плунжером. Нижний цилиндр выполнен с возможностью перемещения на величину хода всасывающего клапана, кольцевой запорный орган которого установлен на верхнем конце нижнего цилиндра. Кольцевое седло расположено на нижнем конце верхнего цилиндра. Величина хода всасывающего клапана ограничена упором. Конструкция насоса повышает эффективность его работы за счет приложения разности между давлением в насосно-компрессорных трубах и в скважине к нижнему плунжеру при ходе вниз, значительного проходного сечения всасывающего клапана и приложения силы трения пары нижний плунжер - нижний цилиндр к последнему при ходе вверх и вниз, способствуя, соответственно, открытию и закрытию всасывающего клапана. Borehole PUMP PUMP according to the patent of the Russian Federation No. 2313696 (IPC F04B47 / 00) contains an upper plunger, an upper cylinder, a rod string connected to a discharge valve, a lower cylinder, a pusher and a suction valve. The upper cylinder is stationary. The discharge valve is connected via a pusher to the lower plugged plunger. The lower cylinder is movable by the stroke amount of the suction valve, the annular locking member of which is mounted on the upper end of the lower cylinder. An annular seat is located at the lower end of the upper cylinder. The stroke of the suction valve is limited by the stop. The design of the pump increases the efficiency of its operation due to the application of the difference between the pressure in the tubing and in the well to the lower plunger during the down stroke, a significant passage section of the suction valve and the application of the friction force of the pair of lower plunger - lower cylinder to the latter during the up and down stroke, contributing, respectively, to the opening and closing of the suction valve.

Недостатком данного устройства является излишнее усложнение конструкции насоса при значительном сокращении рабочего объема цилиндра, что приводит к снижению производительности и снижению надежности работы насоса. The disadvantage of this device is the excessive complexity of the design of the pump with a significant reduction in the working volume of the cylinder, which leads to lower productivity and lower reliability of the pump.

СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС С УПРАВЛЯЕМЫМИ КЛАПАНАМИ по патентам РФ № 20940 (МПК F04B47/02) и №2201531 (МПК F04B47/00) содержит цилиндр, плунжеры, всасывающий клапан, колонну насосных штанг. Цилиндр насоса выполнен подвижным относительно колонны насосно-компрессорных труб и снабжен управляемым нагнетательным клапаном и крестообразным ограничителем хода, соединенными с колонной насосных штанг. Плунжеры расположены в цилиндре и выполнены подвижным и неподвижным. Неподвижный плунжер нижним концом соединен с полым штоком, верхним концом - с всасывающим клапаном. Подвижный плунжер нижним концом соединен с седлом всасывающего клапана, верхним концом контактирует с крестообразным ограничителем хода подвижного плунжера на величину хода всасывающего клапана. Крестообразный ограничитель хода подвижного плунжера соединен тягой с всасывающим клапаном. Повышаются надежность работы и коэффициент наполнения насоса за счет исключения отказов при закрытии всасывающего и нагнетательного клапанов путем их принудительного срабатывания от возвратно-поступательного движения колонны штанг. Устройство позволяет повысить надежность работы скважинного штангового насоса и коэффициент наполнения насоса за счет исключения отказов при закрытии и открытии всасывающего и нагнетательного клапанов путем их принудительного срабатывания от возвратно-поступательного движения колонны штанг.According to the patents of the Russian Federation No. 20940 (IPC F04B47 / 02) and No. 2201531 (IPC F04B47 / 00), a Borehole PUMP PUMP WITH CONTROLLED VALVES contains a cylinder, plungers, a suction valve, a column of pump rods. The pump cylinder is movable relative to the tubing string and is equipped with a controllable discharge valve and a cross-shaped travel stop connected to the string of pump rods. The plungers are located in the cylinder and are movable and stationary. The fixed plunger is connected to the hollow stem with the lower end and the suction valve with the upper end. The movable plunger has a lower end connected to the seat of the suction valve, the upper end is in contact with the cross-shaped stroke limiter of the movable plunger by the amount of stroke of the suction valve. A cross-shaped travel limiter of the movable plunger is connected by a rod to the suction valve. The reliability of the pump and the filling factor of the pump are increased by eliminating failures when closing the suction and discharge valves by forcing them from the reciprocating movement of the rod string. The device allows to increase the reliability of the downhole sucker rod pump and the filling factor of the pump by eliminating failures when closing and opening the suction and discharge valves by forcing them from the reciprocating movement of the rod string.

Недостатком данного насоса является сокращение объема рабочей полости цилиндра за счет плунжера - элемента, управляющего вставным клапаном, занимающего значительное место в цилиндре, и, как следствие, снижение производительности.The disadvantage of this pump is the reduction in the volume of the working cavity of the cylinder due to the plunger - an element that controls the insert valve, occupying a significant place in the cylinder, and, as a result, reduced productivity.

Наиболее близким аналогом является СКВАЖИННАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА по изобретению SU 850915 (МПК F04B 47/02), содержащая колонны насосных труб и штанг, неподвижный цилиндр, расположенный в замковой опоре, снабжен всасывающим клапаном, подвижный цилиндр и расположенный в нем плунжер с нагнетательным клапаном. Плунжер связан с колонной штанг. Между неподвижным и подвижным цилиндрами установлен трубчатый элемент, по концам которого расположены дополнительные плунжеры. Дополнительные плунжеры взаимодействуют с внутренними поверхностями неподвижного и подвижного цилиндров. Неподвижный цилиндр сверху, а подвижный цилиндр снизу снабжены буртами. Подвижный цилиндр имеет ограничители хода основного плунжера.The closest analogue is the WELL PUMP UNIT according to the invention SU 850915 (IPC F04B 47/02), comprising columns of pump pipes and rods, a fixed cylinder located in the castle support, equipped with a suction valve, a movable cylinder and a plunger located therein with a discharge valve. The plunger is connected to the rod string. Between the fixed and movable cylinders, a tubular element is installed, at the ends of which additional plungers are located. Additional plungers interact with the inner surfaces of the fixed and movable cylinders. The fixed cylinder is at the top and the movable cylinder at the bottom is provided with collars. The movable cylinder has stroke limiters for the main plunger.

Существующие штанговые скважинные насосы одностороннего действия - это насосы с одной рабочей парой «плунжер-цилиндр» - будь то насосы с подвижным плунжером или насосы с подвижным цилиндром. Авторам неизвестны насосы с одним цилиндром, в котором размещались бы два плунжера с клапанами, образующие две рабочие гидравлические пары, способные работать последовательно для создания рабочей полости цилиндра и заполнения ее жидкостью с подачей ее на поверхность. Existing single-acting sucker-rod pumps are single-plunger-cylinder pumps — whether they are pumps with a moving plunger or pumps with a moving cylinder. The authors are not aware of pumps with one cylinder, in which two plungers with valves would be placed, forming two working hydraulic pairs, capable of working in series to create a working cavity of the cylinder and fill it with liquid and supply it to the surface.

Исключение составляет насосная установка по авторскому свидетельству SU №850915, принятая в качестве прототипа, которая имеет последовательно работающие две гидравлические пары. Первая пара - плунжерная, состоящая из подвижного плунжера и неподвижной верхней части подвижного цилиндра. Вторая пара - телескопическая, состоящая из подвижной части телескопического насоса (подвижная часть подвижного цилиндра, центральный патрубок с дополнительными плунжерами) и неподвижного цилиндра - корпуса телескопического насоса. В динамике данная конструкция представляет собой работу двух пар, работающих последовательно. An exception is the pumping unit according to the copyright certificate SU No. 850915, adopted as a prototype, which has two hydraulic pairs in series. The first pair is a plunger, consisting of a movable plunger and a fixed upper part of the movable cylinder. The second pair is a telescopic one, consisting of the movable part of the telescopic pump (the movable part of the movable cylinder, the central pipe with additional plungers) and the stationary cylinder - the body of the telescopic pump. In dynamics, this design represents the work of two pairs working in series.

Недостатком данной установки является высокая металлоемкость, сложность конструкции и ненадежность за счет введения дополнительных плунжеров, трубчатого элемента. Значительное расстояние между нагнетательным и всасывающим клапанами приводит к снижению коэффициента заполнения цилиндра насоса и увеличивает вероятность блокирования насоса газом, что в итоге снижает эффективность установки.The disadvantage of this installation is the high metal consumption, design complexity and unreliability due to the introduction of additional plungers, a tubular element. A significant distance between the discharge and suction valves leads to a decrease in the fill factor of the pump cylinder and increases the likelihood of blocking the pump with gas, which ultimately reduces the efficiency of the installation.

Задача заявляемого технического решения заключается в создании насоса, обеспечивающего последовательную работу двух плунжеров в одном цилиндре за один рабочий ход. The objective of the proposed technical solution is to create a pump that ensures the sequential operation of two plungers in one cylinder in one working stroke.

Технический результат заключается в увеличении производительности насоса. The technical result is to increase the productivity of the pump.

Технический результат заявляемой полезной модели достигается тем, что скважинный вставной штанговый насос содержит цилиндр, расположенные в нем два плунжера, всасывающий клапан, нагнетательный клапан, установленный в первом плунжере, верхний и нижний ограничители хода первого плунжера, ограничитель хода цилиндра, выполненный в нижней его части, колонну насосных штанг, при этом первый плунжер выполнен подвижным и кинематически связан с колонной насосных штанг, первый плунжер связан с колонной насосных штанг посредством штока, цилиндр выполнен с возможностью возвратно-поступательного движения, согласно заявляемому решению второй плунжер выполнен неподвижным и снабжен всасывающим клапаном в верхней его части, верхний ограничитель хода плунжера выполнен с функцией толкателя цилиндра и закреплен на колонне насосных штанг за пределами цилиндра.The technical result of the claimed utility model is achieved by the fact that the borehole plug-in sucker rod pump comprises a cylinder, two plungers located in it, a suction valve, a discharge valve installed in the first plunger, upper and lower stroke limiters of the first plunger, a cylinder limiter made in its lower part , a string of pump rods, wherein the first plunger is movable and kinematically connected to the string of pump rods, the first plunger is connected to the string of pump rods by means of a rod, the cylinder made with the possibility of reciprocating movement, according to the claimed solution, the second plunger is fixed and equipped with a suction valve in its upper part, the upper limiter of the plunger travel is made with the function of a cylinder pusher and is mounted on the column of pump rods outside the cylinder.

Цилиндр может быть выполнен, по крайней мере, из двух частей, соединенных между собой. The cylinder may be made of at least two parts interconnected.

Нагнетательный клапан может быть выполнен принудительно открывающимся, при этом насос содержит ограничитель хода нагнетательного клапана, жестко закрепленного на штоке подвижного плунжера и выполненного с функцией толкателя подвижного плунжера.The discharge valve can be made forcibly opening, while the pump contains a stroke limiter of the discharge valve, rigidly fixed to the rod of the movable plunger and made with the function of a pusher of the movable plunger.

Предлагаемое устройство поясняется чертежами фиг. 1-3: The proposed device is illustrated by drawings of FIG. 1-3:

на Фиг. 1 представлен схематичный чертеж устройства: (a) - в нижнем положении подвижного плунжера и цилиндра, (b) - в верхнем положении подвижного плунжера и цилиндра;in FIG. 1 is a schematic drawing of a device: (a) in the lower position of the movable plunger and cylinder, (b) in the upper position of the movable plunger and cylinder;

на Фиг. 2 представлен схематичный чертеж устройства с принудительно открывающимся нагнетательным клапаном: (a) - в нижнем положении подвижного плунжера и цилиндра, (b) - в верхнем положении подвижного плунжера и цилиндра;in FIG. 2 is a schematic drawing of a device with a forced-opening discharge valve: (a) in the lower position of the movable plunger and cylinder, (b) in the upper position of the movable plunger and cylinder;

на Фиг. 3 представлен схематичный чертеж устройства с цилиндром, состоящим из двух частей, соединенных между собой крепежным элементом, например, в виде муфты: (a) - в нижнем положении подвижного плунжера и цилиндра, (b) - в верхнем положении подвижного плунжера и цилиндра;in FIG. 3 is a schematic drawing of a device with a cylinder consisting of two parts interconnected by a fastener, for example, in the form of a sleeve: (a) in the lower position of the movable plunger and cylinder, (b) in the upper position of the movable plunger and cylinder;

где позициями 1-15 обозначены:where positions 1-15 are indicated:

Колонна насосных штанг;Rod string;

Верхний ограничитель хода подвижного плунжера 7, выполняющий функцию толкателя цилиндра 6;The upper stroke limiter of the movable plunger 7, which performs the function of a pusher cylinder 6;

Направляющая штока;Guide rod;

Нижний ограничитель хода подвижного плунжера 7;Lower limiter of the stroke of the movable plunger 7;

Шток подвижного плунжера 7;The stem of the movable plunger 7;

Цилиндр; Cylinder;

Подвижный плунжер;Movable plunger;

Нагнетательный клапан;Discharge valve;

Всасывающий клапан;Suction valve;

Неподвижный плунжер;Fixed plunger;

Шток полый неподвижного плунжера 10;The hollow stem of the stationary plunger 10;

Ограничитель хода цилиндра 6;The limiter of the stroke of the cylinder 6;

Шпиндель анкерный под замковую опору;Anchor spindle for locking support;

Колонна насосно-компрессорных труб;Tubing string;

Ограничитель хода нагнетательного клапана 8, выполняющий функцию толкателя подвижного плунжера 7.The stroke limiter of the discharge valve 8, which performs the function of a pusher of the movable plunger 7.

Скважинный вставной штанговый насос содержит цилиндр 6 с расположенным в нем неподвижным плунжером 10 с шаровым всасывающим клапаном 9, подвижным плунжером 7 с нагнетательным клапаном 8, колонну насосных штанг 1, кинематически связанную со штоком 5 подвижного плунжера 7. При этом подвижный плунжер 7 жестко закреплен на штоке 5. На переводнике шток-штанга установлен верхний ограничитель хода 2 подвижного плунжера 7. Верхний ограничитель хода 2 подвижного плунжера 7 закреплен на колонне насосных штанг 1. Верхний ограничитель хода 2 подвижного плунжера 7 выполнен с возможностью упора в направляющую 3 штока 5. За счет такого выполнения ограничитель 2 хода подвижного плунжера 7 имеет также функцию толкателя цилиндра 6. Верхний ограничитель 2 хода подвижного плунжера 7 выполнен за пределами цилиндра. Неподвижный плунжер 10 жестко соединен через полый шток 11 с анкерным шпинделем 13 под замковую опору, расположенную в колонне насосно-компрессорных труб 14. В верхней части цилиндра 6 на внутренней его поверхности установлен нижний ограничитель хода 4 подвижного плунжера 7 и направляющая 3 штока 5 подвижного плунжера 7. В нижней части цилиндра на внутренней его поверхности установлен ограничитель хода 12 цилиндра 6. Нагнетательный клапан 8 расположен в нижней части подвижного плунжера 7. Всасывающий клапан 9 установлен в верхней части неподвижного плунжера 10. The downhole plug-in sucker-rod pump comprises a cylinder 6 with a stationary plunger 10 located therein with a ball suction valve 9, a movable plunger 7 with a pressure valve 8, a column of pump rods 1 kinematically connected to the rod 5 of the movable plunger 7. In this case, the movable plunger 7 is rigidly fixed to rod 5. On the rod-rod sub, an upper stroke limiter 2 of the movable plunger 7 is installed. An upper stroke limiter 2 of the movable plunger 7 is mounted on the pump rod string 1. Upper stroke limiter 2 of the movable plunger Gers 7 is made with the possibility of abutment in the guide 3 of the rod 5. Due to this embodiment, the stroke limiter 2 of the movable plunger 7 also has the function of a cylinder pusher 6. The upper limiter 2 of the stroke of the movable plunger 7 is made outside the cylinder. The fixed plunger 10 is rigidly connected through the hollow rod 11 to the anchor spindle 13 under the locking support located in the tubing string 14. In the upper part of the cylinder 6, a lower travel stop 4 of the movable plunger 7 and a guide 3 of the rod 5 of the movable plunger are installed 7. In the lower part of the cylinder, on its inner surface, a stroke limiter 12 of cylinder 6 is installed. The discharge valve 8 is located in the lower part of the movable plunger 7. The suction valve 9 is fixed in the upper part th plunger 10.

В заявленном устройстве нагнетательный клапан 8 в подвижном плунжере 7 может быть выполнен принудительно открывающимся. Принудительно открывающийся нагнетательный клапан 8, в отличие от обычных шаровых клапанов, открытие и закрытие осуществляет независимо от величины перепада давления - с помощью механического движения: вверх - закрыт, вниз - открыт. Принудительно открывающийся нагнетательный клапан 8 состоит из седла, установленного в нижней части подвижного плунжера 7, запорного элемента и штока. Шток нагнетательного клапана 8 размещен во внутренней полости подвижного плунжера 7. Шток нагнетательного клапана 8 в нижней части жестко соединен с запорным элементом, в верхней части через ограничитель 15 хода нагнетательного клапана 8 соединен со штоком 5 подвижного плунжера 7. Ограничитель 15 хода нагнетательного клапана 8 выполняет также функцию толкателя подвижного плунжера 7 при работе нагнетательного клапана 8 на открытие (движение вниз). При этом нагнетательный клапан 8 кинематически связан через свой шток со штоком 5 (подвижного плунжера 7), который в свою очередь кинематически связан с колонной насосных штанг 1.In the claimed device, the discharge valve 8 in the movable plunger 7 can be made forcibly opening. Forced opening pressure valve 8, in contrast to conventional ball valves, opens and closes regardless of the pressure drop - with the help of mechanical movement: up - closed, down - open. The forced opening of the discharge valve 8 consists of a seat mounted in the lower part of the movable plunger 7, a locking element and a rod. The rod of the discharge valve 8 is located in the inner cavity of the movable plunger 7. The rod of the discharge valve 8 in the lower part is rigidly connected to the locking element, in the upper part through the limiter 15 of the discharge valve 8 is connected to the rod 5 of the movable plunger 7. The limiter 15 of the stroke of the discharge valve 8 performs also the function of the pusher of the movable plunger 7 during operation of the discharge valve 8 to open (downward movement). In this case, the discharge valve 8 is kinematically connected through its rod to the rod 5 (movable plunger 7), which in turn is kinematically connected to the column of pump rods 1.

Принудительно открывающийся нагнетательный клапан позволяет ликвидировать запаздывание его открытия при движении плунжера вниз, что исключает блокирование насоса газом в условиях повышенного содержания газа в нефтяной смеси, что ведет к повышению производительности насосной установки в целом.Forced opening of the discharge valve eliminates the delay in opening it when the plunger moves down, which eliminates the blocking of the pump by gas under conditions of high gas content in the oil mixture, which leads to an increase in the productivity of the pump unit as a whole.

Цилиндр 6 может быть выполнен, по крайней мере, из двух частей, соединенных между собой. Соединение частей цилиндра 6 может быть осуществлено, например, посредством муфты или любым известным средством соединения двух металлических частей, выполняющим одновременно функцию ограничителя хода подвижного плунжера 7. Выполнение цилиндра состоящим из двух частей также способствует повышению производительности насосной установки за счет снижения утечек между плунжером и цилиндром из-за лучшей возможности достижения прямолинейности, эксцентриситета каждого из цилиндров в отдельности. При этом достигается увеличение срока службы изделия, снижение требований к точности металлообрабатывающих станков для производства цилиндра, и как следствие - снижение себестоимости изделия. А также возникает возможность создания длинноходового насоса, длина которого равна сумме длин соединенных цилиндров.Cylinder 6 may be made of at least two parts interconnected. The connection of the parts of the cylinder 6 can be carried out, for example, by means of a coupling or by any known means of connecting two metal parts, which simultaneously performs the function of the limiter of the stroke of the movable plunger 7. The execution of the cylinder consisting of two parts also helps to increase the productivity of the pump installation by reducing leakage between the plunger and the cylinder due to the best ability to achieve straightness, eccentricity of each of the cylinders separately. At the same time, an increase in the service life of the product, a decrease in the accuracy requirements for metalworking machines for cylinder production, and, as a result, a reduction in the cost of the product are achieved. And also there is the possibility of creating a long-stroke pump, the length of which is equal to the sum of the lengths of the connected cylinders.

Скважинный вставной штанговый насос работает следующим образом. Downhole insert rod pump operates as follows.

При движении колонны насосных штанг 1 вверх подвижный плунжер 7 также движением вверх доходит до ограничителя своего хода 4 и, упираясь в него и продолжая движение вверх, передает движение вверх цилиндру 6, который, поднимаясь вверх, заканчивает свое движение в точке контакта ограничителя хода 12 цилиндра 6 с неподвижным плунжером 10. При ходе вверх нагнетательный клапан 8 закрыт, а всасывающий клапан 9 открыт, т.е. происходит процесс всасывания жидкости в рабочую полость цилиндра, а отсеченная нагнетательным клапаном 8 жидкость из полости над цилиндром 6 подается в колонну насосно-компрессорных труб 14. When the column of pump rods 1 moves upward, the movable plunger 7 also moves up to the limiter of its stroke 4 and, abutting against it and continuing to move upward, transmits the movement upward to the cylinder 6, which, rising upward, ends its movement at the contact point of the stroke limiter 12 of the cylinder 6 with a fixed plunger 10. During the upward stroke, the discharge valve 8 is closed and the suction valve 9 is open, i.e. there is a process of suction of the liquid into the working cavity of the cylinder, and the fluid cut off by the discharge valve 8 from the cavity above the cylinder 6 is supplied to the tubing string 14.

В начале движения колонны насосных штанг 1 вверх относительно насосно-компрессорных труб 14 цилиндр 6 является одновременно неподвижным для подвижного плунжера 7 и подвижным для неподвижного плунжера 10 - таким образом, образуется в одном цилиндре две рабочие пары: «подвижный плунжер - неподвижный цилиндр» и «неподвижный плунжер - подвижный цилиндр», работающие последовательно за один рабочий ход. При упоре подвижного плунжера 7 в ограничитель 4 его хода движение данного плунжера прекращается относительно цилиндра 6, затем цилиндр 6 начинает движение относительно неподвижного плунжера 10. То есть, начинает работать вторая рабочая пара «неподвижный плунжер - подвижный цилиндр». At the beginning of the movement of the string of pump rods 1 upward relative to the tubing 14, the cylinder 6 is simultaneously stationary for the movable plunger 7 and movable for the stationary plunger 10 - thus, two working pairs are formed in one cylinder: “movable plunger - stationary cylinder” and “ fixed plunger - movable cylinder ”, working sequentially in one working stroke. When the movable plunger 7 rests on its stroke limiter 4, the movement of this plunger stops relative to the cylinder 6, then the cylinder 6 begins to move relative to the stationary plunger 10. That is, the second working pair “stationary plunger - movable cylinder” begins to work.

При движении колонны насосных штанг вниз также последовательно работают две пары - «подвижный цилиндр - неподвижный плунжер» и «подвижный плунжер - неподвижный цилиндр». При движении колонны штанг 1 вниз подвижный плунжер 7 движется вниз, пока ограничитель хода 2 не упрется в направляющую 3 штока 5. В этот момент ограничитель хода 2 начинает выполнять функцию толкателя цилиндра 6 и передает движение вниз цилиндру 6. При этом всасывающий клапан 9 неподвижного плунжера 10 закрывается, а нагнетательный клапан 8 подвижного плунжера 7 открывается, т.е. происходит процесс нагнетания жидкости, состоящий в перепуске ее в надплунжерную поверхность подвижного плунжера 7 и далее в насосно-компрессорные трубы 14. Таким образом, нагнетательный клапан 8 начинает открываться за счет изменения разницы давления, а именно - когда давление в межплунжерном пространстве превышает давление в пространстве над подвижным плунжером 7. Цилиндр 6, упираясь ограничителем 12 своего хода в анкерный шпиндель 13 под замковую опору, прекращает свое движение и начинает движение подвижный плунжер 7 относительно неподвижного цилиндра 6. То есть, работает рабочая пара «подвижный плунжер - неподвижный цилиндр».When the column of pump rods moves down, two pairs also work sequentially - “movable cylinder - fixed plunger” and “movable plunger - fixed cylinder”. When the rod string 1 moves downward, the movable plunger 7 moves downward until the travel stop 2 rests against the guide 3 of the rod 5. At this moment, the travel stop 2 starts to act as a cylinder pusher 6 and transfers downward movement to the cylinder 6. At the same time, the suction valve 9 of the fixed plunger 10 closes and the discharge valve 8 of the movable plunger 7 opens, i.e. there is a process of fluid injection, which consists in transferring it to the plunger surface of the movable plunger 7 and then to the tubing 14. Thus, the discharge valve 8 begins to open due to a change in pressure difference, namely, when the pressure in the interplunger space exceeds the pressure in space above the movable plunger 7. Cylinder 6, abutting the limiter 12 of its stroke against the anchor spindle 13 under the lock support, stops its movement and starts moving the movable plunger 7 with respect to of the cylinder 6. That is, the working pair “movable plunger - stationary cylinder” works.

Когда цилиндр выполнен, по крайней мере, из двух частей, соединенных между собой, работа заявленного устройства в этом случае осуществляется тем же образом, как описано выше. When the cylinder is made of at least two parts interconnected, the operation of the claimed device in this case is carried out in the same manner as described above.

Если нагнетательный клапан 8 выполнен принудительно открывающимся, в этом случае работа устройства изменится при начале движения штанги вниз. А именно: при движении штанги вниз клапан принудительно откроется, затем ограничитель 15 хода нагнетательного клапана 8 упрется в подвижный плунжер и передаст ему движение вниз, затем осуществляется работа описанным выше образом; при движении штанги вверх нагнетательный клапан 8 принудительно закроется, и за счет жесткого соединения нагнетательного клапана 8 со штоком 5 и выполнения нагнетательного клапана 8 принудительно открывающимся подвижный плунжер 7 начинает свое движение вверх, и далее устройство работает так, как описано выше.If the discharge valve 8 is made forcibly opening, in this case, the operation of the device will change when the bar starts to move down. Namely: when the rod moves down the valve is forced to open, then the limiter 15 of the stroke of the discharge valve 8 rests against the movable plunger and gives it a downward movement, then the operation is performed as described above; when the rod moves up, the discharge valve 8 is forcibly closed, and due to the rigid connection of the discharge valve 8 with the rod 5 and the discharge valve 8 is forced to open, the movable plunger 7 starts its upward movement, and then the device operates as described above.

Применение в скважинных насосах принудительно открывающегося нагнетательного клапана позволяет устранить запаздывание открытия нагнетательного клапана при движении плунжера вниз и вредное влияние газа при работе с нефтегазовой смесью, тем самым увеличивая производительность насоса в среде с повышенным содержанием газа, снижая вероятность блокирования насоса газом.The use of a forced-opening pressure valve in well pumps eliminates the delay in opening the pressure valve when the plunger moves down and the harmful effect of gas when working with an oil and gas mixture, thereby increasing the performance of the pump in an environment with a high gas content, reducing the likelihood of gas blocking the pump.

Таким образом, удалось достичь увеличения рабочей полости цилиндра без изменения габаритных размеров самого цилиндра за счет возможности осуществления последовательного движения двух рабочих пар «подвижный цилиндр - неподвижный плунжер» и «подвижный плунжер - неподвижный цилиндр» за один рабочий ход, увеличивая производительность насоса. Работа двух рабочих пар в одном цилиндре стала возможной за счет размещения в одном цилиндре двух плунжеров - подвижного и неподвижного, в первом из которых выполнен нагнетательный клапан 8, во втором - всасывающий клапан 9, а также за счет наличия и расположения ограничителей 2, 4 хода подвижного плунжера 7 и ограничителя хода 12 цилиндра 6. Thus, it was possible to increase the working cavity of the cylinder without changing the overall dimensions of the cylinder itself due to the possibility of sequential movement of two working pairs “movable cylinder - fixed plunger” and “movable plunger - fixed cylinder” in one working stroke, increasing the performance of the pump. The work of two working pairs in one cylinder became possible due to the placement of two plungers in one cylinder - movable and stationary, in the first of which the discharge valve 8 is made, in the second - the suction valve 9, and also due to the presence and location of the 2, 4 stroke stops movable plunger 7 and stroke limiter 12 of cylinder 6.

Минимальное расстояние между двумя клапанами - всасывающим 9 и нагнетательным 8 - достигается в тот момент, когда и подвижный плунжер 7, и цилиндр 6 находятся в нижнем своем положении. Сокращение данного расстояния позволяет перекачивать практически всю закаченную нефть из межплунжерного пространства в надплунжерное пространство - пространство над подвижным плунжером 7.The minimum distance between two valves - suction 9 and discharge 8 - is achieved at the moment when both the movable plunger 7 and the cylinder 6 are in their lower position. Reducing this distance allows you to pump almost all the pumped oil from the interplunger space into the supraplunger space - the space above the movable plunger 7.

В качестве одного из примеров выполнения заявляемый штанговый вставной насос содержит цилиндр диаметром - 44.5 мм, длиной - 7 м., расположенные в нем два плунжера со следующими параметрами: длина хода плунжера - 6 м, длина плунжера - 1.2 м. В цилиндре расположены два плунжера: подвижный и неподвижный. Цилиндр снабжен ограничителем хода, выполненным в виде уступа на внутренней стенке в нижней части цилиндра. Подвижный плунжер кинематически связан с колонной насосных штанг посредством штока и снабжен верхним и нижним ограничителями хода - при этом в качестве верхнего ограничителя выступает переходник между штоком подвижного плунжера и штангой. Верхний ограничитель хода плунжера выполнен с функцией толкателя цилиндра и закреплен на колонне насосных штанг за пределами цилиндра. В качестве нижнего ограничителя служит уступ на внутренней стенке цилиндра в верхней его части. В подвижном плунжере расположен нагнетательный клапан, в неподвижном плунжере, в верхней его части расположен всасывающий клапан. При этом нагнетательный и всасывающий клапаны насоса выполнены в виде - шарик-седло.As one example of the implementation of the inventive sucker rod pump contains a cylinder with a diameter of 44.5 mm, a length of 7 m, two plungers located in it with the following parameters: plunger stroke length - 6 m, plunger length - 1.2 m. Two plungers are located in the cylinder : mobile and motionless. The cylinder is equipped with a stroke limiter made in the form of a step on the inner wall in the lower part of the cylinder. The movable plunger is kinematically connected to the column of pump rods by means of a rod and is equipped with upper and lower stroke limiters - in this case, an adapter between the rod of the movable plunger and the rod acts as an upper limiter. The upper limiter of the stroke of the plunger is made with the function of a cylinder pusher and is mounted on the column of sucker rods outside the cylinder. As a lower limiter is a ledge on the inner wall of the cylinder in its upper part. A discharge valve is located in the movable plunger, and a suction valve is located in its upper part in a fixed plunger. In this case, the discharge and suction valves of the pump are made in the form of a ball-seat.

При выполнении насоса с цилиндром, состоящим из двух частей, соединенных между собой муфтой, длина каждого цилиндра составляет 3.5 м. Выполнение цилиндра, плунжеров и клапанов аналогично указанным в вышеописанном примере.When performing a pump with a cylinder consisting of two parts interconnected by a coupling, the length of each cylinder is 3.5 m. The execution of the cylinder, plungers and valves is similar to that indicated in the above example.

При выполнении насоса с принудительно открывающимся клапаном параметры цилиндра и плунжеров аналогичны указанным в вышеописанном примере. При этом насос содержит ограничитель хода нагнетательного клапана, который жестко закреплен на штоке подвижного плунжера и выполнен с функцией толкателя подвижного плунжера. В качестве ограничителя хода выступает муфта.When performing a pump with a force-opening valve, the parameters of the cylinder and plungers are similar to those described in the above example. In this case, the pump contains a stroke limiter of the discharge valve, which is rigidly fixed to the rod of the movable plunger and is configured as a pusher of the movable plunger. The clutch acts as a travel limiter.

Claims (4)

1. Скважинный вставной штанговый насос, содержащий цилиндр, расположенные в нем два плунжера, всасывающий клапан, нагнетательный клапан, установленный в первом плунжере, верхний и нижний ограничители хода первого плунжера, ограничитель хода цилиндра, выполненный в нижней его части, колонну насосных штанг, при этом первый плунжер выполнен подвижным и кинематически связан с колонной насосных штанг посредством штока, цилиндр выполнен с возможностью возвратно-поступательного движения, отличающийся тем, что второй плунжер выполнен неподвижным, всасывающий клапан расположен в верхней его части, верхний ограничитель хода плунжера выполнен с функцией толкателя цилиндра и закреплен на колонне насосных штанг за пределами цилиндра.1. A downhole sucker-rod pump containing a cylinder, two plungers located in it, a suction valve, a discharge valve installed in the first plunger, upper and lower stroke limiters of the first plunger, a cylinder stroke limiter made in its lower part, a rod string, this first plunger is movable and kinematically connected to the column of pump rods by means of a rod, the cylinder is made with the possibility of reciprocating motion, characterized in that the second plunger is made stationary th, the suction valve is arranged in the upper portion thereof, an upper plunger stroke limiter is configured with the function of the pusher cylinder and fixed to the rod string for the outside of the cylinder. 2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что цилиндр выполнен, по крайней мере, из двух частей, соединенных между собой. 2. A pump according to claim 1, characterized in that the cylinder is made of at least two parts interconnected. 3. Насос по п. 1 или 2, отличающийся тем, что нагнетательный клапан выполнен принудительно открывающимся.3. The pump according to claim 1 or 2, characterized in that the discharge valve is made forcibly opening. 4. Насос по п. 3, отличающийся тем, что содержит ограничитель хода нагнетательного клапана, жестко закрепленного на штоке подвижного плунжера и выполненного с функцией толкателя подвижного плунжера.
Figure 00000001
4. The pump according to p. 3, characterized in that it contains a stroke limiter of the discharge valve, rigidly fixed to the rod of the movable plunger and made with the function of the pusher of the movable plunger.
Figure 00000001
RU2016102075/06U 2016-01-22 2016-01-22 Borehole plug-in sucker rod pump RU163755U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016102075/06U RU163755U1 (en) 2016-01-22 2016-01-22 Borehole plug-in sucker rod pump

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016102075/06U RU163755U1 (en) 2016-01-22 2016-01-22 Borehole plug-in sucker rod pump

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU163755U1 true RU163755U1 (en) 2016-08-10

Family

ID=56613472

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016102075/06U RU163755U1 (en) 2016-01-22 2016-01-22 Borehole plug-in sucker rod pump

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU163755U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4848454A (en) Downhole tool for use with a ball and seat traveling valve for a fluid pump
RU2474727C1 (en) Borehole pump unit
CA2867821A1 (en) Downhole tool for opening a travelling valve assembly of a reciprocating downhole pump
RU2670479C2 (en) Magnetic anti-gas lock rod pump
US2417349A (en) Pump seal assembly
US9784254B2 (en) Tubing inserted balance pump with internal fluid passageway
RU163755U1 (en) Borehole plug-in sucker rod pump
RU141547U1 (en) DIFFERENTIAL BAR PUMP
RU2567919C1 (en) Sucker rod pumping unit
RU2366832C1 (en) Valve device for rod-type deep-well pumps
RU2233995C1 (en) Deep-well sucker-rod pump
RU120727U1 (en) DIFFERENTIAL BAR PUMP FOR PRODUCING HIGH-VISCOUS OIL
RU2321772C1 (en) Oil-well sucker-rod pump
RU53737U1 (en) DEPTH BAR PIPE PUMP WITH REMOVABLE SUCTION VALVE
RU2462616C1 (en) Bottom-hole pump
RU112723U1 (en) Borehole PUMP PUMP
RU2576560C1 (en) Well sucker-rod pump
RU55892U1 (en) HOSE PUMP FOR HIGH VISCOUS OIL PRODUCTION
RU92487U1 (en) HOSE PUMP FOR HIGH VISCOUS OIL PRODUCTION
RU95368U1 (en) DIFFERENTIAL BAR PUMP
RU157507U1 (en) Borehole PUMP PUMP
RU2821685C1 (en) Downhole sucker-rod pump of double action
RU26606U1 (en) Borehole PUMP PUMP
RU135018U1 (en) Borehole PUMP PUMP FOR OIL AND GAS PRODUCTION
RU2774000C1 (en) Telescopic deep-well rod pump

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20210123