RU173961U1

RU173961U1 - Well sucker rod pump

Info

Publication number: RU173961U1
Application number: RU2017126075U
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Ивановский; Альберт Азгарович Сабиров; Алексей Валентинович Деговцов; Сергей Сергеевич Пекин; Шагабутдин Абдурахманович Алиев
Priority date: 2017-07-20
Filing date: 2017-07-20
Publication date: 2017-09-22

Abstract

Полезная модель относится к области насосостроения и может быть применена для добычи нефти из нефтяных наклонно-направленных скважин с большим отклонением от вертикали и нефтяных скважин с пластовой жидкостью высокой вязкости. Скважинный штанговый насос состоит из соединенных между собой верхнего и нижнего цилиндров разного диаметра, верхнего и нижнего плунжеров, штока, соединяющего плунжеры, нагнетательных клапанов, перепускного клапана, кожуха со всасывающим клапаном, заглушки нижнего цилиндра, вакуумной камеры. Между верхним и нижним цилиндрами установлен корпус со сливными отверстиями. Внутри корпуса установлена подвижная втулка с уплотнительными кольцами. В подвижной втулке установлена цанга с лепестками. Полая гайка служит для фиксации цанги во втулке. На штоке установлен упор цанги с ограничителем. Проточные каналы служат для прохода жидкости к верхнему плунжеру. Технический результат заключается в упрощении демонтажа скважинного штангового насоса из скважины, в частности при проведении ремонтных работ по его замене. 4 ил.The utility model relates to the field of pump engineering and can be used for oil production from oil directional wells with a large deviation from the vertical and oil wells with high viscosity reservoir fluid. A borehole sucker rod pump consists of interconnected upper and lower cylinders of different diameters, upper and lower plungers, a rod connecting the plungers, pressure valves, a bypass valve, a casing with a suction valve, plugs for the lower cylinder, and a vacuum chamber. Between the upper and lower cylinders, a housing with drain holes is installed. A movable sleeve with o-rings is installed inside the housing. A collet with petals is installed in the movable sleeve. The hollow nut serves to fix the collet in the sleeve. A collet stop with a limiter is installed on the rod. Flow channels serve for the passage of fluid to the upper plunger. The technical result consists in simplifying the dismantling of the downhole sucker rod pump from the well, in particular during the repair work on its replacement. 4 ill.

Description

Полезная модель относится к области насосостроения и может быть применена для добычи нефти из нефтяных наклонно-направленных скважин с большим отклонением от вертикали и нефтяных скважин с пластовой жидкостью высокой вязкости.The utility model relates to the field of pump engineering and can be used for oil production from oil directional wells with a large deviation from the vertical and oil wells with high viscosity reservoir fluid.

В качестве прототипа полезной модели взят скважинный штанговый насос, состоящий из соединенных между собой верхнего и нижнего цилиндров разного диаметра с размещенными в них плунжерами, штока, соединяющего плунжеры, нагнетательного и перепускного клапана, кожуха со всасывающим клапаном, заглушки нижнего цилиндра, вакуумной камеры, образованной, в подплунжерной зоне нижнего цилиндра (Ивановский В.Н. и др. "Оборудование для добычи нефти и газа", Москва, "Нефть и газ" РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2003, ч. 2, с. 279).As a prototype of a utility model, a sucker-rod pump is taken, consisting of interconnected upper and lower cylinders of different diameters with plungers placed in them, a rod connecting the plungers, a discharge and bypass valve, a casing with a suction valve, a plug for the lower cylinder, and a vacuum chamber formed , in the sub-plunger zone of the lower cylinder (Ivanovsky V.N. et al. "Equipment for oil and gas production", Moscow, "Oil and gas" of the Gubkin Russian State University of Oil and Gas, 2003, part 2, p. 279).

Недостатком данного скважинного штангового насоса является сложность демонтажа насоса из-за невозможности слить жидкость, находящуюся внутри насосно-компрессорных труб (НКТ) и в самом насосе, при подъеме скважинного оборудования на поверхность, что осложняет проведение ремонтных работ по замене насоса при выходе его из строя.The disadvantage of this borehole sucker rod pump is the difficulty of dismantling the pump due to the inability to drain the fluid inside the tubing and in the pump itself when lifting the borehole equipment to the surface, which complicates the repair work to replace the pump when it fails .

Технический результат полезной модели заключается в упрощении демонтажа скважинного штангового насоса из скважины, в частности, при проведении ремонтных работ по его замене.The technical result of the utility model is to simplify the dismantling of the downhole sucker rod pump from the well, in particular, when carrying out repairs to replace it.

Технический результат достигается тем, что скважинный штанговый насос состоит из соединенных между собой верхнего и нижнего цилиндров разного диаметра с размещенными в них плунжерами; штока, соединяющего плунжеры; нагнетательных и перепускного клапанов; кожуха со всасывающим клапаном; заглушки нижнего цилиндра; вакуумной камеры, образованной в подплунжерной зоне нижнего цилиндра, при этом согласно полезной модели между верхним и нижним цилиндрами установлен корпус со сливными отверстиями, внутри которого размещена подвижная втулка с уплотнительными кольцами, соединенная при помощи полой гайки, цанги с лепестками, а на штоке, соединяющем верхний и нижний плунжеры, установлен упор цанги с ограничителем.The technical result is achieved by the fact that the downhole sucker rod pump consists of interconnected upper and lower cylinders of different diameters with plungers placed in them; rod connecting plungers; discharge and bypass valves; a casing with a suction valve; plugs for the lower cylinder; a vacuum chamber formed in the sub-plunger zone of the lower cylinder, and according to a utility model, a housing with drain holes is installed between the upper and lower cylinders, inside of which there is a movable sleeve with o-rings connected by a hollow nut, collet with petals, and on the rod connecting upper and lower plungers, a collet stop with a limiter is installed.

На фиг. 1а-в показан скважинный штанговый насос (соответственно, его верхняя, средняя и нижняя части) для эксплуатации наклонно-направленных скважин с большим отклонением от вертикали и нефтяных скважин с пластовой жидкостью высокой вязкости; фиг. 2 показана увеличенная область А с фигуры 1б.In FIG. 1a-c shows a borehole sucker rod pump (respectively, its upper, middle and lower parts) for operating directional wells with a large deviation from the vertical and oil wells with high viscosity formation fluid; FIG. 2 shows an enlarged region A of FIG. 1 b.

Скважинный штанговый насос состоит из соединенных между собой верхнего 1 и нижнего цилиндров 2 разного диаметра, верхнего 3 и нижнего 4 плунжеров, штока 5, соединяющего плунжеры 3 и 4, нагнетательных клапанов 6, перепускного клапана 7, кожуха со всасывающим клапаном 8, заглушки 9 нижнего цилиндра 2, вакуумной камеры 10. Между верхним и нижним цилиндрами установлен корпус 11 со сливными отверстиями 12. Внутри корпуса 11 установлена подвижная втулка 13 с уплотнительными кольцами 14. В подвижной втулке 13 установлена цанга 16 с лепестками 22. Полая гайка 15 служит для фиксации цанги 16 во втулке 13. На штоке 5 установлен упор 17 цанги 16 с ограничителем 18. Проточные каналы 19 и 20 служат для прохода жидкости к верхнему плунжеру 3.The downhole sucker rod pump consists of interconnected upper 1 and lower cylinders 2 of different diameters, upper 3 and lower 4 plungers, a rod 5 connecting plungers 3 and 4, pressure valves 6, bypass valve 7, a casing with a suction valve 8, and caps 9 of the lower a cylinder 2, a vacuum chamber 10. Between the upper and lower cylinders a housing 11 is installed with drain holes 12. A movable sleeve 13 with O-rings 14 is installed inside the housing 11. A collet 16 with petals 22 is installed in the movable sleeve 13. The hollow nut 15 It is used to fix the collet 16 in the sleeve 13. A stop 17 of the collet 16 with a stopper 18 is installed on the rod 5. The flow channels 19 and 20 serve for the passage of fluid to the upper plunger 3.

Скважинный штанговый насос для эксплуатации наклонно-направленных скважин с большим отклонением от вертикали и нефтяных скважин с пластовой жидкостью высокой вязкости работает следующим образом.A downhole sucker rod pump for the operation of directional wells with a large deviation from the vertical and oil wells with high viscosity reservoir fluid works as follows.

При монтаже оборудования в скважину на колонне насосно-компрессорных труб - НКТ (на фигурах не показана) спускаются в сборе с корпусом 11 и всасывающим клапаном 8 цилиндры 1 и 2 скважинного штангового насоса. При этом в корпусе 11 установлена подвижная втулка 13 с цангой 16 и полой гайкой 15.When installing equipment in a well on a string of tubing — tubing (not shown in the figures) is assembled with the housing 11 and the suction valve 8, cylinders 1 and 2 of the sucker rod pump. In this case, a movable sleeve 13 with a collet 16 and a hollow nut 15 is installed in the housing 11.

Верхний 3 и нижний 4 плунжеры, соединенные между собой штоком 5 с перепускным 7 и нагнетательными клапанами 6, спускаются на насосных штангах (на фигурах не показаны). При этом на штоке 5 установлен упор 17 цанги 16 с ограничителем 18. При прохождении через цангу 16 нижнего плунжера 4 и упора 17 цанги 16 лепестки 22 цанги 16 раздвигаются и фиксируются на упоре 17 цанги 16. При этом подвижная втулка 13 сдвигается вниз, перекрывая сливные отверстия 12. Уплотнительные кольца 14 обеспечивают герметичность.The upper 3 and lower 4 plungers, interconnected by a rod 5 with a bypass 7 and a discharge valve 6, descend on the sucker rods (not shown in the figures). At the same time, a stop 17 of the collet 16 with a stopper 18 is installed on the rod 5. When passing through the collet 16 of the lower plunger 4 and the stop 17 of the collet 16, the petals 22 of the collet 16 are moved apart and fixed on the stop 17 of the collet 16. In this case, the movable sleeve 13 is shifted downward, blocking the drain holes 12. O-rings 14 provide tightness.

В предложенной полезной модели при движении верхнего плунжера 3 и нижнего 4 вверх нагнетательные клапана 6 закрываются, под верхним плунжером 3 создается разряжение и всасывающий клапан 8 открывается. Пластовая жидкость попадает на прием насоса 21, далее через каналы 23, 24 и 20 поступает в корпус 11, и далее, проходя через проточный канал 19 между цангой 16 и ограничителем 18, попадает в верхний цилиндр 1. При этом в вакуумной камере 10 под нижним плунжером 4 образуется разряжение (вакуум).In the proposed utility model, when the upper plunger 3 and the lower 4 move up, the discharge valves 6 are closed, a vacuum is created under the upper plunger 3 and the suction valve 8 opens. The reservoir fluid enters the intake of the pump 21, then through the channels 23, 24 and 20 it enters the housing 11, and then, passing through the flow channel 19 between the collet 16 and the restrictor 18, it enters the upper cylinder 1. In this case, in the vacuum chamber 10 under the lower Plunger 4 creates a vacuum (vacuum).

Перепускной клапан 7 служит для удаления жидкости, которая может скапливаться под плунжером 4 в результате утечек.The bypass valve 7 serves to remove liquid that may accumulate under the plunger 4 as a result of leaks.

При движении верхнего плунжера 3 вниз нагнетательные клапана 6 открываются, а всасывающий клапан 8 закрывается, жидкость из цилиндра 1 поступает в НКТ. При этом на плунжер 4 начинает действовать давление столба жидкости в НКТ, что приводит к возникновению усилия, направленного вниз, под действием которого осуществляется принудительное движение плунжера насоса 3 вниз. Таким образом предотвращается зависание колонны штанг, возникающее из-за большой искривленности скважины или высокой вязкости пластовой продукции. Величина усилия, действующего на нижний плунжер 4, зависит от его площади и разницы давления над и под плунжером 4. При этом, поскольку в вакуумной камере 10 при ходе вверх под плунжером 4 создается разряжение (вакуум), то усилие будет определяться давлением столба жидкости в НКТ, и не будет зависеть от давления жидкости в затрубном пространстве.When the upper plunger 3 moves down, the discharge valves 6 open, and the suction valve 8 closes, the liquid from the cylinder 1 enters the tubing. In this case, the pressure of the liquid column in the tubing begins to act on the plunger 4, which leads to the appearance of a downward force, under the action of which the plunger of the pump 3 is forced to move down. This prevents the rod string from freezing due to the high curvature of the well or the high viscosity of the formation. The magnitude of the force acting on the lower plunger 4 depends on its area and the pressure difference above and below the plunger 4. Moreover, since a vacuum (vacuum) is created in the vacuum chamber 10 when moving upward under the plunger 4, the force will be determined by the pressure of the liquid column in Tubing, and will not depend on the pressure of the fluid in the annulus.

При проведении демонтажа скважинного штангового насоса, шток 5 с установленным на нем упором 16 цанги 17 и ограничителем 18 движутся вверх, цанга 16 упирается в полую гайку 15, соединенную с подвижной втулкой 13 перемещает ее вверх, тем самым открывая сливные отверстия 12. Добываемая жидкость из НКТ сливается в затрубное пространство, что упрощает демонтаж скважинного штангового насоса из скважины, в частности, при проведении ремонтных работ по его замене.When dismantling the downhole sucker rod pump, the stem 5 with the stop 16 of the collet 17 and the stop 18 mounted on it moves up, the collet 16 abuts against the hollow nut 15, connected to the movable sleeve 13, moves it up, thereby opening the drain holes 12. The produced fluid from The tubing is discharged into the annulus, which simplifies the dismantling of the borehole sucker rod pump from the well, in particular, during repair work on its replacement.

Под усилием лепестки 22 цанги 16 раздвигаются и шток 5 с упором 17 цанги 16 и плунжером 4 поднимается на поверхность.Under the force, the petals 22 of the collet 16 are moved apart and the stem 5 with the stop 17 of the collet 16 and the plunger 4 rises to the surface.

Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет упростить демонтаж скважинного штангового насоса из скважины, в частности, при проведении ремонтных работ по его замене.Thus, the proposed utility model allows to simplify the dismantling of the downhole sucker rod pump from the well, in particular, when carrying out repair work on its replacement.

Следует понимать, что после рассмотрения специалистом приведенного описания с примером осуществления скважинного штангового насоса для эксплуатации наклонно-направленных скважин с большим отклонением от вертикали и нефтяных скважин с пластовой жидкостью высокой вязкости, а также сопроводительных чертежей для него станут очевидными другие изменения, модификации и варианты реализации заявленной полезной модели. Таким образом, все подобные изменения, модификации и варианты реализации, а также другие области применения, не имеющие расхождений с сущностью настоящей полезной модели, следует считать защищенными настоящей полезной моделью в объеме прилагаемой формулы полезной модели.It should be understood that after the specialist has reviewed the description with an example of a well sucker-rod pump for operation of directional wells with a large deviation from the vertical and oil wells with high viscosity reservoir fluid, as well as accompanying drawings, other changes, modifications, and embodiments will become apparent to him. claimed utility model. Thus, all such changes, modifications and implementation options, as well as other areas of application that do not differ from the essence of the present utility model, should be considered protected by the present utility model in the scope of the attached utility model formula.

Claims

A downhole sucker rod pump, consisting of interconnected upper and lower cylinders of different diameters with plungers placed in them; rod connecting plungers; discharge and bypass valves; a casing with a suction valve; plugs for the lower cylinder; a vacuum chamber formed in the sub-plunger zone of the lower cylinder, characterized in that a housing with drain holes is installed between the upper and lower cylinders, inside of which there is a movable sleeve with o-rings, connected with a hollow nut to a collet, and on the rod connecting the upper and lower plungers, mounted collet stop with limiter.