RU2082019C1

RU2082019C1 - Sucker-rod oil pumping unit

Info

Publication number: RU2082019C1
Application number: RU94000611A
Authority: RU
Inventors: Евгений Петрович Сынтин; Валентин Алексеевич Хроликов; Павел Владимирович Швыдкий
Original assignee: Евгений Петрович Сынтин; Валентин Алексеевич Хроликов; Павел Владимирович Швыдкий
Priority date: 1994-01-10
Filing date: 1994-01-10
Publication date: 1997-06-20

Abstract

FIELD: gas and oil producing industry. SUBSTANCE: pumping unit contains sucker-rod pump 2 connected with string 1, whose hollow plunger 3 fitted with delivery valve 4 is movable mounted in cylinder 5. Upper end of plunger 3 is connected with string 6 and lower end is connected with sealing device 8 and weight 7. EFFECT: enhanced reliability. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к скважинным штанговым насосным установкам и может быть использовано при добыче высоковязких пластовых жидкостей. The invention relates to techniques for oil production, in particular to downhole sucker rod pumping units and can be used in the production of highly viscous reservoir fluids.

Известна скважинная штанговая насосная установка, содержащая соединенный с колонной насосных труб штанговый насос, подвижный плунжер которого установлен в неподвижном цилиндре, всасывающий и нагнетательные клапаны, расположенные в цилиндре и плунжере, колонну насосных штанг, соединенную с плунжером (см. Справочная книга по добыче нефти под ред.Гиматудинова Ш.Г. М. Недра, 1974, с.309-310). A well-known sucker-rod pump installation comprising a sucker-rod pump connected to a column of pump pipes, a movable plunger of which is installed in a fixed cylinder, suction and discharge valves located in the cylinder and plunger, a string of pump rods connected to the plunger (see. Reference book on oil production under ed.Gimatudinova Sh.G. M. Nedra, 1974, p. 309-310).

Недостатком ее является повышенные гидравлические сопротивления движению колонны штанг вниз при добыче высоковязких пластовых жидкостей, что может привести к ее зависанию, увеличению нагрузок на колонну штанг и их поломке. Its disadvantage is increased hydraulic resistance to the movement of the rod string down during the production of highly viscous reservoir fluids, which can lead to its freezing, increased loads on the rod string and their breakage.

Известна скважинная штанговая установка, в которой в колонне насосных труб над плунжером размещены утяжеленные штанги, см.выше, с.346-348, рис. VШ.54. A well-known rod installation is known in which weighted rods are placed in the column of pump pipes above the plunger, see above, pp. 346-348, Fig. VSh. 54.

Недостатком известной установки является увеличение максимальных нагрузок в точке подвеса утяжеленных штанг, возникновение дополнительных сил трения колонны штанг о колонну насосных труб, а также повышенные гидравлические сопротивления движению колонны вниз и, как следствие, снижение надежности скважинной установки. A disadvantage of the known installation is the increase in maximum loads at the point of suspension of weighted rods, the occurrence of additional friction forces of the rod string against the pump tubing string, as well as increased hydraulic resistance to the downward movement of the string and, as a result, reduced reliability of the well installation.

Наиболее близким решением является скважинная штанговая насосная установка, содержащая соединенный с колонной насосных штанг подвижный плунжер, который установлен в неподвижном цилиндре, всасывающий и нагнетательный клапаны, колонну насосных труб, связанный с плунжером груз, расположенный ниже плунжера. The closest solution is a downhole sucker rod pump unit containing a movable plunger connected to a column of pump rods, which is installed in a fixed cylinder, suction and discharge valves, a pump pipe string, a load connected with the plunger located below the plunger.

Недостатком известного устройства является приведение к перекосу плунжера под действием груза, соединенного нежестко. Кроме того, груз не осуществляет прямого натяжения штанговой колонны. A disadvantage of the known device is the distortion of the plunger under the action of a load connected loosely. In addition, the load does not directly tension the rod string.

Целью изобретения является повышение надежности установки за счет создания дополнительной растягивающей нагрузки на плунжер, которая позволит компенсировать силы гидравлического сопротивления движению колонны штанг вниз, исключить возникновение дополнительных сил механического трения колонны штанг о насосные трубы, а также обеспечить равномерное распределение нагрузок по длине штанговой колонны. The aim of the invention is to increase the reliability of the installation by creating an additional tensile load on the plunger, which will compensate for the forces of hydraulic resistance to the movement of the rod string down, to eliminate the occurrence of additional forces of mechanical friction of the rod string against the pump pipes, and also to ensure uniform load distribution along the length of the rod string.

Это достигается тем, что в отличие от известной скважинной штанговой насосной установки, содержащей соединенный с колонной насосных труб штанговый насос, подвижный плунжер которого установлен в неподвижном цилиндре, всасывающий и нагнетательный клапаны, колонну насосных труб, связанный с плунжером груз, расположенный ниже плунжера, и груз жестко с ним связанный. This is achieved by the fact that, in contrast to the well-known sucker-rod pump installation, comprising a sucker-rod pump connected to a column of pump pipes, a movable plunger of which is installed in a fixed cylinder, suction and discharge valves, a pump pipe string, a load located below the plunger connected to the plunger, and the load is tightly connected with it.

Груз может быть соединен с нижним концом плунжера непосредственно или через уплотнительное устройство, которое позволит обеспечить минимальный объем вредного пространства в рабочей камере насоса и приведет к возникновению дополнительной гидравлической нагрузки на плунжер, обеспечивающий натяжение штанговой колонны при ходе вниз. The load can be connected to the lower end of the plunger directly or through a sealing device, which will ensure a minimum amount of harmful space in the working chamber of the pump and lead to an additional hydraulic load on the plunger, which ensures the tension of the rod string during downward travel.

Для облегчения и ускорения сборки штангового насоса в условиях производственных баз обслуживания уплотнительное устройство может быть выполнено в виде плунжера, соединенного с основным плунжером через шток с образованием рабочей камеры между штоком и корпусом всасывающего узла, при этом всасывающие клапаны смещены от оси цилиндра и расположены под одинаковым углом друг к другу в нижней части рабочей камеры. Количество их определяется типоразмером насоса. To facilitate and accelerate the assembly of the sucker rod pump in production service bases, the sealing device can be made in the form of a plunger connected to the main plunger through the rod with the formation of a working chamber between the rod and the body of the suction unit, while the suction valves are offset from the cylinder axis and are located under the same angle to each other at the bottom of the working chamber. Their number is determined by the size of the pump.

На фиг. 1 схематично изображена скважинная штанговая насосная установка, общий вид; на фиг. 2 штанговый насос, продольный разрез; на фиг. 3 разрез А-А на фиг.2. In FIG. 1 schematically depicts a borehole sucker rod pump installation, a General view; in FIG. 2 rod pump, longitudinal section; in FIG. 3 section aa in figure 2.

Установка содержит соединенный с колонной насосных труб 1 штанговый насос 2, полый плунжер 3 которого с нагнетательным клапаном 4 подвижно установлен в неподвижном цилиндре 5. Верхний конец плунжера 3 соединен с колонной насосных штанг 6, а нижний непосредственно с грузом 7, выполненным, например, в виде сплошного металлического стержня или трубчатой конструкции и т.п. Груз 7 может быть соединен с нижним концом плунжера 3 через уплотнительное устройство 8, выполненное в виде уплотнительного плунжера меньшего диаметра 9, размещенного в цилиндре 10 и соединенного с основным плунжером 3 через шток 11 и переводник 12 с отверстиями 13. В нижней части рабочей камеры 14, образованной между штоком 11 и корпусом всасывающего узла 15, размещены по периферии со смещением друг от друга под одинаковым углом всасывающие клапаны 16. К корпусу всасывающего узла 15 присоединен переводник 17 и фильтр 18. The installation comprises a sucker rod pump 2 connected to the column of pump pipes 1, the hollow plunger 3 of which with the discharge valve 4 is movably mounted in the stationary cylinder 5. The upper end of the plunger 3 is connected to the column of pump rods 6, and the lower end directly to the load 7, made, for example, in in the form of a solid metal rod or tubular structure, etc. The load 7 can be connected to the lower end of the plunger 3 through a sealing device 8, made in the form of a sealing plunger of a smaller diameter 9, placed in the cylinder 10 and connected to the main plunger 3 through the rod 11 and the sub 12 with holes 13. In the lower part of the working chamber 14 formed between the rod 11 and the housing of the suction unit 15, are located on the periphery with offset from each other at the same angle the suction valves 16. To the body of the suction unit 15 is attached a sub 17 and a filter 18.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

При ходе плунжера 3 вверх объем рабочей камеры 14, расположенной под плунжером 3, увеличивается, и камера 14 через всасывающие клапаны 16 заполняется жидкостью из скважины через фильтр 18. При ходе плунжера 3 вниз всасывающие клапаны 16 закрываются, давление в рабочей камере 14 увеличивается до давления нагнетания, открывается нагнетательный клапан 4, и жидкость поступает в насосные трубы. Груз 7, смонтированный в нижней части уплотнительного плунжера 9, способствует движению плунжера 3 и штанговой колонны 6 вниз. Конструкция насоса с уплотнительным плунжером 9 при ходе вниз создает дополнительную гидравлическую нагрузку на основной плунжер 3 за счет разницы сечений основного 3 и уплотнительного плунжера 9, в это время нагнетательный клапан 4 открыт, и нагрузка на уплотнительный плунжер 9 создается весом столба жидкости в насосных трубах 1 за вычетом столба жидкости в затрубном пространстве. When the plunger 3 moves up, the volume of the working chamber 14 located under the plunger 3 increases, and the chamber 14 is filled with liquid from the well through the filter 18 through the suction valves 16. When the plunger 3 moves down, the suction valves 16 are closed, the pressure in the working chamber 14 increases to pressure discharge, the discharge valve 4 opens, and the fluid enters the pump pipes. The load 7, mounted in the lower part of the sealing plunger 9, promotes the movement of the plunger 3 and the rod string 6 down. The design of the pump with the sealing plunger 9 during the down stroke creates an additional hydraulic load on the main plunger 3 due to the difference in the cross sections of the main 3 and the sealing plunger 9, at this time the pressure valve 4 is open, and the load on the sealing plunger 9 is created by the weight of the liquid column in the pump tubes 1 minus a column of fluid in the annulus.

Claims

1. A downhole sucker rod pump installation comprising a movable plunger connected to a column of pump rods that is mounted in a fixed cylinder, suction and discharge valves, a pump pipe string, a load connected to the plunger located below the plunger, characterized in that the load is rigidly connected to the plunger.

2. Installation according to claim 1, characterized in that a sealing device is placed between the load and the plunger.

3. Installation according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the sealing device is made in the form of a plunger connected to the main plunger through the rod, with the formation of a working chamber, in the lower part of which are mounted suction valves that are offset from the axis of the cylinder and are located at the same periphery at the same angle to each other .