RU1779778C - Установка дл длинноходовой глубинно-насосной эксплуатации нефт ных скважин - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : наземный привод насоса содержит лебедку с гибким т говым органом, св занным с вытеснительным элементом насоса. Элемент расположен в полости колонны подъемных труб, установленных в скважине с образованием зэтруб- ного пространства,- Т говый орган выполнен в виде каната, вытеснительный элемент - в виде р да последовательно с посто нным шагом закрепленных на т говом органе плунжеров. В затрубном пространстве на внешней стороне подъемных труб с образованием р да изолированных камер закреплены самоуплотн ющиес  манжеты, шаг расположени  к-рых равен шагу расположени  плунжеров, В стенке колонны подъемных труб, в зоне каждой изолированной камеры выполнены разнесенные по высоте калиброванные приемные и переливные отверсти  дл  сообщени  камер с полостью труб. Каждое переливное отверстие снабжено каналом с обратным клапаном, открываемым в сторону полости подъемных труб. Между выходом из обратного клапана и калиброванных отверстием расположено запорное золотниковое устр- во с гидравлическим реле времени. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. ел С

Description

Изобретение относитс  к технике добычи нефти, в частности к длинноходовым глубинно-насосным установкам, и может быть использовано в нефт ной промышленности при добыче пластовой жидкости из скважин преимущественно с больших глубин.

Известна штангова  скважинна  насосна  установка, содержаща  станок-качалку с приводом и глубинный насос, включающий плунжер и цилиндр, подвешенный на колонне подъемных труб. Полированный шток станка-качалки св зан с т говым органом , выполненным в виде колонны насосных штанг, соединенных с плунжером насоса.

Недостатком установки  вл ютс  большие динамические нагрузки на установку вследствие небольшой длины хода плунжера насоса.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению  вл етс  установка дл  подъема нефти из скважин, содержаща  наземный привод, выполненный в виде лебедки, и т говый орган, выполненный в виде штанги, верхний конец которой соединен с барабаном лебедки, а нижний - с плунжером насоса, расположенным в полости колонны подъемных труб, установленных в скважине с образованием затрубного пространства. Причем штанга выполнена в виде закрученной по спирали

-ч| -ч|

Ю

VJ XJ 00

ленты, в нижней части которой установлено турбинное колесо.

Недостатком установки  вл ютс  большие статистические нагрузки, действующие на установку при подъеме нефти с больших глубин.

Целью изобретени   вл етс  снижение нагрузок, действующих на установку путем снижени  ее статических составл ющих .

Указанна  цель достигаетс  тем, что т - гбвый орган выполнен в виде каната, вытесни- тельный элемент насоса выполнен в виде р да последовательно с посто нным шагом закрепленных на т говом органе плунжеров , в затрубном пространстве на внешней стороне подъемных труб с образованием р да изолированных камер закреплены самоуплотн ющиес  манжеты, шаг расположени  которых равен шагу плунжеров, а в стенке колонны подъемных труб, в зоне каждой изолированной камеры выполнены разнесенные по высоте калиброванные приемные и переливные отверсти  дл  сообщени  камер с полостью труб. Каждое переливное отверстие снабжено каналом с обратным клапаном, открываемым в сторону полости подъёмных труб и расположенным между выходом из обратного клапана и калиброванным отверстием запорным золотниковым устройством с гидравлическим реле времени.

Запооное золотниковое устройство содержит жестко св занный с колонной подъемных труб корпус с вертикальной ступенчатой расточкой, в которой последовательно размещены два поршн , жестко св занные ступенчатым.штоком и установленные с образованием верхней и нижней камер, гидравлически сообщенных-между собой при помощи обратного клапана, открываемого в сторону верхней камеры, и кольцевого дроссел , образованного ступен ми меньшего диаметра расточки и штока, и св занного с нижним поршнем золотника с кольцевой проточкой, установленного а нижней расточке с образованием камеры управлени  перемещением золотника вверх, при помощи радиального канала сообщенной с полостью подъемных труб, при этом кольцева  проточка золотника при крайнем нижнем положении последнего совпадает с калиброванным переливным отверстием.

Новым свойством изобретени   вл етс  существенное снижение нагрузки на установку за счет поэтапного подъема пластовой жидкости с больших глубин.

На фиг. 1 представлена предлагаема  установка; на фиг. 2 - золотниковое устройство , продольный разрез.

Установка состоит из наземного привода и скважинного оборудовани . Наземный привод включает электродвигатель 1, ременную передачу 2, редуктор 3, барабан 4 лебедки и устьевой сальник 5. Т говый орган 6 выполнен в виде каната и крепитс 

0 верхним концом к барабану 4 лебедки, а нижним - к плунжерам 7 насоса. Плунжеры 7 выполнены глухого типа и взаимодействуют с колонной подъемных труб 8 и расположены на одинаковых рассто ни х между

5 собой. На колонне подъемных труб 8 установлены самоуплотн ющиес  манжеты 9, разбивающие затрубное пространство на р д изолированных камер. Рассто ние между самоуплотн ющимис  манжетами 9

0 равно рассто нию между плунжерами 7, В стенке колонны подъемных труб 8, в зоне каждой изолированной камеры выполнены разнесенные по высоте калиброванные приемные 10 и переливные 11 отверсти  дл 

5 сообщени  камер с полостью труб. Каждое переливное отверстие 11 снабжено каналом с обратным клапаном 21, открываемым в сторону полости подъемных труб 8 и расположенным между выходом из обратного

0 клапана и калиброванным отверстием запорным золотниковым устройством 12 с гидравлическим реле времени.

В нижней части колонны подъемных труб расположено приемное отверстие 13,

5 наход щеес  под уровнем жидкости и предназначенное дл  подачи пластовой жидкости на плунжер 7, расположенный на самом низу т гового органа 6. Рассто ние между поверхностью и самой верхней самоуп0 лотн ющейс  манжетой 9 равно рассто нию между одной из самоуплотн ющихс  манжет 9 до калиброванного приемного отверсти  10 верхней соседней самоуплотн ющейс  манжеты 9.

5Золотниковое устройство 12 с гидравлическим реле времени состоит из жестко св занного с колонной подъемных труб 8 корпуса 14 с вертикальной ступенчатой расточкой , в которой последовательно разме0 щены два поршн  - верхний 15 и нижний 16, соединенные между собой ступенчатым штоком 17, и которые образуют с корпусом 14 две камеры - верхнюю а и нижнюю б соответственно, заполненные маслом и гид5 равлически св занные между собой с помощью обратного клапана 18, открываемого в сторону верхней камеры и кольцевого дроссел , образованного ступен ми меньшего диаметра расточки и штока. Золотник 19с кольцевой проточкой установлен в нижней расточке с образованием камеры управлени  перемещением золотника вверх при помощи радиального канала 22. При этом золотник 19 жестко св зан с нижним поршнем 16 с помощью штока 20. В крайнем нижнем положении золотника 19 его кольцева  проточка совпадаете калиброванным переливным отверстием 11.

Установка работает следующим образом .

В крайнем нижнем положении т гового органа 6 самый нижний плунжер 7 (1 ступень ) находитс  погруженным под динамический уровень. При движении т гового органа 6 вверх плунжер 7 (1 ступень) захватывает столб жидкости выше себ  и подает ее к самой нижней самоуплотн ющейс  манжете 9 (1 ступень). Переливное отверстие при этом закрыто. Плунжер 7 (1 ступень ) останавливаетс  в крайнем верхнем положении чуть ниже калиброванного приемного отверсти  10. Жидкость, наход ща с  над плунжером 7, под собственным весом начинает перетекать в затрубное пространство и скапливатьс  над самоуплотн ющейс  манжетой 9. Приемное отверстие 10 выполнено такого диаметра, чтобы при расчетной подаче установки врем  истечени  жидкости из приемного отверсти  составл ло 2..А мин., дл  чего система останавливаетс  в крайнем верхнем положении на 4...6 мин. После этой паузы т говый орган 6 начинает двигатьс  вниз. Плунжер 7 (1 ступень ) под собственным весом и весом т гового органа 6 оп ть погружаетс  под уровень жидкости в подъемных трубах 8 и останавливаетс  в крайнем нижнем положении . Одновременно с этим плунжер 7 (2 ступень) подходит сверху к самоуплотн ющейс  манжете 9 (1 ступень) и, пройд  зе, останавливаетс  ниже ее (на несколько дес тков или сотен метров). В этом положении срабатывает золотниковое устройство 12, переливное отверстие 11 открываетс  и жидкость начинает перетекать в полость над плунжером 7 (2 ступень). После определенной паузы в этом положении система оп ть начинает перемещатьс  вверх. Загруженный плунжер 7 (2 ступень) подает порцию жидкости к самоуплотн ющейс  манжете 9 (2 ступень). Одновременно с этим плунжер 7 (1 ступень) оп ть подает жидкость из скважины к самоуплотн ющейс  манжете 9 (1 ступень).

Таким образом, при работе установки подьем жидкости осуществл етс  ступенчато , вначале порци  жидкости поступает к самоуплотн ющейс  манжете 9 (1 ступени), а потом - к 2 ступени, и так далее до поверхности .

Работа золотникового устройства 12 осуществл етс  при этом в следующей последовательности . При ходе т гового органа 6 вверх столб жидкости, наход щийс 

над плунжером 7, в момент прохождени  около манжеты 9 через радиальный канал 22 действует на нижний торец золотника 19 и поднимает всю подвижную часть (золотник 19, поршни 15 и 16) до крайнего верхнего

положени . При этом масло из нижней камеры б перетекает в верхнюю камеру а через обратный клапан 18, В этом положении золотниковое устройство 12 закрыто, так как ко льцева  проточка золотника 19 не сообщена с переливным отверстием 11 и обратным клапаном 21. После достижени  плунжера 7 крайнего верхнего положени  в момент.паузы жидкость начинает перетекать через калиброванное отверстие 10 на

манжету 9. В результате этого над манжетой 9 и соответственно над золотниковым устройством 12 образуетс  столб жидкости. Под действием этого столба жидкости на торец верхнего поршн  15 подвижна  часть

(золотник 19, поршни 15 и 16) начинают медленно перемещатьс  вниз, при этом жидкость из верхней камеры а через кольцевой дроссель перетекает в нижнюю камеру б. В конце хода вниз (после расчетного промежутка времени), в корпус 14 входит часть штока 17с меньшим диаметром, в результате золотник 19 резко идет вниз до упорэ, чем предотвращаетс  полузэкрыгач оабота золотникового устройства 12. Зэ врем  пока

золотник 19 медленно идет вниз (5 .. 10 гчин) т говый орган 6 начинает движение вниз и у данной самоуплотн ющейс  манжеты останавливаетс  плунжер 7 ступени, наход щейс  выше. Все плунжеры 7 сто т

определенное врем , ожида  погрузки. После срабатывани  золотникового устройства 12 пластова  жидкость из затрубного пространства перетекает через обратный клапан 21, переливное отверстие 11 на

плунжеры. Затем оп ть начинаетс  ход вверх, и процесс повтор етс .

Claims (2)

1. Установка дл  длинноходовой глубинно-насосной эксплуатации нефт ных скважин , содержаща  наземный привод насоса, включающий лебедку с гибким т говым органом , св занным с вытеснительным элементом насоса, расположенным в полости колонны подьемных труб, установленных в скважине с образованием затрубного пространства , отличающа с  тем, что, с целью снижени  нагрузок, действующих на установку путем снижени  ее статических

составл ющих, т говый орган выполнен в виде каната, вытеснительный элемент насоса выполнен в виде р да последовательно с посто нным шагом закрепленных на т говом органе плунжеров, в затруб- ном пространстве на внешней стороне подъемных труб с образованием р да изолированных камер закреплены самоуплотн ющиес  манжеты, шаг расположени  которых равен шагу расположени  плунжеров , а в стенке колонны подъемных труб, Б зоне каждой изолированной камеры выполнены разнесенные по высоте калиброванные приемные и переливные отверсти  дл  сообщени  камер с полостью труб, причем каждое переливное отверстие снабжено каналом с обратным клапаном, открываемым в сторону полости подъемных труб, и расположенным между выходом из обратного клапана и калиброванным отверстием запорным золотниковым устройством с гидравлическим реле времени.

2. Установка поп. 1,отличающа с  тем, что запорное золотниковое устройство содержит жестко св занный с колонной подъемных труб корпус с вертикальной ступенчатой расточкой, в которой последовательно размещены два поршн , жестко св занные ступенчатым штоком и установленные с образованием верхней и нижней камер, гидравлически сообщенных между

собой при помощи обратного клапана, открываемого в сторону верхней камеры и кольцевого дроссел , образованного ступен ми меньшего диаметра расточки и штока, и св занного с нижним поршнем золотника

с кольцевой проточкой, установленного в нижней расточке с образованием камеры управлени  перемещением золотника вверх, при помощи радиального канала сообщенной с полостью подъемных труб, при

этом кольцева  проточка золотника при крайнем нижнем положении последнего совпадает с калиброванным переливным отверстием.

9 HyMc0tw yj xff&9

/ f

ээнъелн fty

i i

7/

O/

Ш6Ш