RU2147082C1 - Oil-well sucker-rod pump - Google Patents

Oil-well sucker-rod pump Download PDF

Info

Publication number
RU2147082C1
RU2147082C1 RU99109704A RU99109704A RU2147082C1 RU 2147082 C1 RU2147082 C1 RU 2147082C1 RU 99109704 A RU99109704 A RU 99109704A RU 99109704 A RU99109704 A RU 99109704A RU 2147082 C1 RU2147082 C1 RU 2147082C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plunger
valve
pump according
valve stem
sucker
Prior art date
Application number
RU99109704A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Н.В. Салимов
Р.Ф. Габдуллин
Original Assignee
Салимов Наиль Вагизович
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 Салимов Наиль Вагизович filed Critical Салимов Наиль Вагизович
Priority to RU99109704A priority Critical patent/RU2147082C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2147082C1 publication Critical patent/RU2147082C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Details Of Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas producing industry; hydraulic machine building; handling of liquids containing abrasive admixtures, gases, paraffin. SUBSTANCE: proposed pump has cylinder with hollow plunger installed in cylinder for movement and made of elastoflexible material. Lower part of rod-valve is made in form of cone mating with conical end face of plunger lower part playing the part of delivery valve. Axial travel at upward and downward movement of plunger provided. Rod-valve is connected to pump rod by means of transfer bushing whose contact profile is made mating to profile of conical end of plunger upper part. Conical bulge is located higher that contact profile of rod-valve and plunger. Sealing between plunger and pump cylinder is provided by pressure of liquid column onto inner walls of plunger. Thanks to it plunger, expanding, fits tightly to inner walls of cylinder which completely precludes passage of handled liquid and abrasive particles between plunger and cylinder. EFFECT: increased efficiency and service life of pump. 16 cl, 16 dwg

Description

Изобретение относится к области гидромашиностроения, нефтегазодобывающей промышленности, в частности к штанговым глубинным насосам для откачки жидкостей с содержанием газа, абразивных примесей, парафина и т.д. The invention relates to the field of hydraulic engineering, the oil and gas industry, in particular to sucker rod pumps for pumping liquids containing gas, abrasive impurities, paraffin, etc.

Известна конструкция насоса с гуммированным плунжером, имеющим 3 - 4 резиновых уплотнителя (Справочная книга по добыче нефти под редакцией Гиматутдинова Ш.К. - М.: Недра, 1974, с. 318). A known design of a pump with a gummed plunger having 3 to 4 rubber seals (Reference book on oil production edited by Sh.K. Gimatutdinova - M .: Nedra, 1974, p. 318).

Недостатком данного насоса является то, что абразивные частицы через щелевой зазор пары плунжер - цилиндр под давлением перекачиваемой жидкости внедряются в материал уплотнительных колец, чем создают дополнительную фрикцию, а это приводит к быстрому износу пары плунжер - цилиндр, тем самым к снижению долговечности насоса. The disadvantage of this pump is that the abrasive particles are introduced into the material of the sealing rings through the slotted gap of the plunger-cylinder pair under pressure of the pumped liquid, which creates additional friction, and this leads to rapid wear of the plunger-cylinder pair, thereby reducing the durability of the pump.

Наиболее близким решением к изобретению является поршневой насос (патент Великобритании N 1402938, F 04 B 21/04, 1975), включающий цилиндр, сквозной поршень, имеющий две части, способные к перемещению относительно друг друга, чтобы обеспечить действие клапана, всасывающий клапан, расположенный в цилиндре, включающий центральный орган клапана, имеющий конический клапан, рукав - форменное тело запечатывания, расположенное на центральном теле клапана, для возможности свободного перемещения на некоторое расстояние. The closest solution to the invention is a piston pump (UK patent N 1402938, F 04 B 21/04, 1975), comprising a cylinder, a through piston having two parts capable of moving relative to each other, to ensure the action of the valve, a suction valve located in a cylinder including a central valve body having a conical valve, a sleeve is a shaped sealing body located on the central valve body to allow free movement over a certain distance.

Недостатком работы такого насоса является:
1. Вследствие того что на центральном теле плунжера расположен рукав в виде втулки и изготовлен из металла, вес столба жидкости не будет оказывать давление на внутренние стенки плунжера. В результате может образоваться прохождение откачиваемой жидкости, а вместе с ней и абразивных частиц между наружными стенками плунжера и внутренней стенкой цилиндра.
The disadvantage of this pump is:
1. Due to the fact that a sleeve in the form of a sleeve is located on the central body of the plunger and is made of metal, the weight of the liquid column will not exert pressure on the inner walls of the plunger. As a result, the passage of the pumped liquid, and with it the abrasive particles between the outer walls of the plunger and the inner wall of the cylinder, may form.

2. При ходе плунжера вниз есть вероятность смещения покрытия из синтетического материала по телу рукава, что также приведет к выходу из строя насос. 2. When the plunger moves down, it is possible that the coating of synthetic material displaces along the body of the sleeve, which will also lead to failure of the pump.

Задачей изобретения является увеличение производительности и ресурса работы насоса за счет уменьшения износа пары плунжер - цилиндр, особенно при большом содержании абразивных частиц в откачиваемой жидкости, а также упрощении конструкции и надежности эксплуатации. The objective of the invention is to increase the productivity and service life of the pump by reducing the wear of the plunger-cylinder pair, especially with a high content of abrasive particles in the pumped liquid, as well as simplifying the design and reliability of operation.

Для увеличения производительности и надежности работы насоса штанговый глубинный насос содержит цилиндр, полый плунжер, шток-клапан с наконечником в нижней части с возможностью осевого перемещения при ходе плунжера и с расположенной в верхней части шток-клапана переводной втулкой, плунжер выполнен из упругоэластичного материала, с возможностью расширяться, торцы которого выполнены в виде конуса, обращенного вовнутрь полости плунжера с образованием острой кромки в месте сопряжения их с зеркалом цилиндра, нижняя контактная часть шток-клапана выполнена в виде конуса, ответного конусному торцу нижней части плунжера, а выше контактного профиля выполнено конусное утолщение, контактный профиль переводной втулки выполнен ответным профилю конического конца верхней части плунжера. Торцевые части плунжера снабжены насадками с канавкой "пескобрей", нижняя часть шток-клапана снабжена насадкой, свободный конец шток-клапана выполнен в виде внутреннего конуса (скребок), нижняя часть шток-клапана, контактная поверхность шток-клапана и плунжера выполнены в форме части шара или конуса, а на наружной стороне нижней части шток-клапана, а также по телу штока выполнены винтовые канавки. To increase the productivity and reliability of the pump, the sucker rod pump contains a cylinder, a hollow plunger, a valve stem with a tip in the lower part with the possibility of axial movement during the plunger stroke and with a transfer sleeve located in the upper part of the valve stem, the plunger is made of elastic material, with the ability to expand, the ends of which are made in the form of a cone facing the inside of the plunger cavity with the formation of a sharp edge in the place of their interface with the cylinder mirror, the lower contact part is rod-to the lapana is made in the form of a cone in response to the conical end face of the lower part of the plunger, and a conical thickening is made above the contact profile, the contact profile of the transfer sleeve is made in response to the profile of the conical end of the upper part of the plunger. The end parts of the plunger are equipped with nozzles with a sandblast groove, the lower part of the valve stem is equipped with a nozzle, the free end of the valve stem is made in the form of an inner cone (scraper), the lower part of the valve stem, the contact surface of the valve stem and plunger are made in the form of a part ball or cone, and on the outside of the lower part of the valve stem, as well as along the body of the rod helical grooves are made.

Тело плунжера выполнено многослойным из упругоэластичных материалов, а между слоями выполнено гофрирование. The body of the plunger is made of multi-layer of elastic materials, and between the layers made corrugation.

Утолщение и конусная контактная поверхности выполнены из упругоэластичного материала, а посадочное гнездо полости плунжера выполнено ответным форме наружного профиля утолщения и конусной контактной поверхности, выполнен стопор, переводная втулка снабжена кольцом из упругоэластичного материала. The thickening and the conical contact surface are made of elastic material, and the seat socket of the plunger cavity is made in the reciprocal form of the external profile of the thickening and the conical contact surface, a stopper is made, the transfer sleeve is provided with a ring of elastic material.

Боковая часть шток-клапана снабжена кольцом из упругоэластичного материала. The lateral part of the valve stem is provided with a ring of elastic material.

На шток-клапане выполнен выступ для эластичной насадки, а свободный конец шток-клапана - в виде конуса, утолщение из материала шток-клапана. A protrusion for an elastic nozzle is made on the valve stem, and the free end of the valve stem is in the form of a cone, a thickening of the material of the valve stem.

Конусные части контактной поверхности шток-клапана выполнены с продольными и поперечными зубьями на шток-клапане. На свободном конце шток-клапана выполнен фильтр с отверстиями и песочный якорь. The conical parts of the contact surface of the valve stem are made with longitudinal and transverse teeth on the valve stem. At the free end of the valve stem, a filter with holes and a sand anchor is made.

Тело штока выполнено звездообразным. The stem body is star-shaped.

В теле плунжера размещены жесткие пружинистые шины. In the body of the plunger are placed rigid spring tires.

На плунжере выполнены поперечные канавки с отверстиями, а на внешней поверхности в теле плунжера размещены поперечные кольца из разных по жесткости и эластичности материалов по сравнению с материалом, из которого изготовлен плунжер. On the plunger there are transverse grooves with holes, and on the outer surface in the plunger body there are transverse rings of materials of different stiffness and elasticity compared to the material from which the plunger is made.

На шток-клапане выполнены внутренние каналы, а наружный диаметр шток-клапана соответствует диаметру цилиндра с выполненной канавкой "пескобрей" на боковой поверхности шток-клапана. Internal channels are made on the valve stem, and the outer diameter of the valve stem corresponds to the diameter of the cylinder with a sandblast groove on the side surface of the valve stem.

Тело внешнего слоя плунжера выполнено из поперечных колец, изготовленных из упругоэластичных материалов, два торцевых кольца выполнены цельными, а остальные кольца с продольными прорезями по телу, прорези расположены противоположно относительно друг друга. The body of the outer layer of the plunger is made of transverse rings made of elastic materials, the two end rings are solid, and the remaining rings with longitudinal slots in the body, the slots are located opposite to each other.

На фиг. 1 показан общий вид насоса при подъеме плунжера вверх. In FIG. 1 shows a general view of the pump as the plunger rises.

На фиг. 2 - вид плунжера со шток-клапаном с наконечником в нижней части, изготовленным из упругоэластичного материала, а наружняя боковая поверхность переводной втулки снабжена упругоэластичным материалом. In FIG. 2 is a view of a plunger with a stem valve with a tip in the lower part made of an elastic material, and the outer side surface of the transfer sleeve is provided with an elastic material.

На фиг. 3 - вид плунжера с насадками. In FIG. 3 - view of the plunger with nozzles.

На фиг. 4 - вид плунжера, выполненного многослойным. In FIG. 4 is a view of a plunger made multilayer.

На фиг. 5 - вид штока-клапана с наконечником, боковые стороны которого снабжены упругоэластичным материалом. In FIG. 5 is a view of a valve stem with a tip, the sides of which are provided with an elastic material.

На фиг. 6 - вид наконечника шток-клапана, нижняя часть которого выполнена в виде конуса, а нагнетательный клапан из упругоэластичной втулки. In FIG. 6 is a view of the stem-valve tip, the lower part of which is made in the form of a cone, and the discharge valve is made of an elastic sleeve.

На фиг. 7 - вид наконечника, конусная часть которого выполнена с продольными зубьями и скребком. In FIG. 7 is a view of the tip, the conical part of which is made with longitudinal teeth and a scraper.

На фиг. 8 - вид наконечника, конус которого выполнен с поперечными зубьями. In FIG. 8 is a view of a tip whose cone is made with transverse teeth.

На фиг. 9 - вид наконечника с винтовыми канавками. In FIG. 9 is a view of a tip with helical grooves.

На фиг. 10 - вид наконечника, контактный профиль и нижняя часть которого выполнены в виде части шара. In FIG. 10 is a view of the tip, the contact profile and the lower part of which is made in the form of a part of the ball.

На фиг. 11 - вид наконечника с песочным якорем. In FIG. 11 is a view of a tip with a sand anchor.

На фиг. 12 - вид поперечного резреза тела штока, выполненного в форме звезды. In FIG. 12 is a cross-sectional view of a star body in a rod body.

На фиг. 13 - поперечный разрез плунжера с продольными уплотняющими поясками (шинами). In FIG. 13 is a cross-sectional view of a plunger with longitudinal sealing belts (tires).

На фиг. 14 - вид плунжера с поперечными канавками (верхняя часть чертежа) и поперечными кольцами (нижняя часть чертежа). In FIG. 14 is a view of a plunger with transverse grooves (upper part of the drawing) and transverse rings (lower part of the drawing).

На фиг. 15 - вид шток-клапана с внутренними каналами и канавкой "пескобрей". In FIG. 15 is a view of a valve stem with internal channels and a sandblast groove.

На фиг. 16 - вид плунжера с поперечными кольцами. In FIG. 16 is a view of a plunger with transverse rings.

Штанговый глубинный насос состоит из цилиндра 1 и плунжера 2, выполненного из упругоэластичного материала с возможностью расширяться. Шток-клапан 3 в нижней части выполнен в виде конуса, в контактной - с ответным профилем на нижнем торце плунжера. Выше контактного профиля шток-клапана выполнено утолщение 3а в виде конуса, переходящего в цилиндрическую форму. Конусное утолщение необходимо для работы нагнетательного клапана. The sucker rod pump consists of a cylinder 1 and a plunger 2 made of an elastic material with the ability to expand. The valve stem 3 in the lower part is made in the form of a cone, in the contact - with a response profile at the lower end of the plunger. Above the contact profile of the rod-valve, a thickening 3a is made in the form of a cone turning into a cylindrical shape. A conical thickening is necessary for the operation of the discharge valve.

При уменьшении зазора полости между цилиндром и конусным утолщением, уменьшается давление столба жидкости в этой области, и наконечник шток-клапана плотнее контактирует с плунжером. На верхней части шток-клапана расположена переводная втулка 4 (фиг. 1). With a decrease in the gap between the cylinder and the conical thickening, the pressure of the liquid column in this region decreases, and the tip of the valve stem contacts the plunger more tightly. On the upper part of the valve stem is a transfer sleeve 4 (Fig. 1).

Для увеличения герметичности и контактной площади нагнетательного клапана утолщение 5 и конусная контактная поверхность выполнены из более упругоэластичного материала (например полиуретан или фторопласт), а посадочное гнездо полости плунжера выполнено ответным форме наружного профиля утолщения 5 и конусной части контактной поверхности. В целях ограничения хода эластичного утолщения 5 вверх при ходе плунжера вниз шток снабжен стопором 6, расположенным выше утолщения 5 и выполненным неподвижным, в форме конуса. При подъеме плунжера вверх столб жидкости давит на верхнюю торцевую поверхность утолщения, тем самым расширяя утолщение и устраняя зазор в полости плунжера между утолщением и внутренней стенкой плунжера. Для предохранения зеркала цилиндра от контакта жестких поверхностей переводная втулка снабжена упругоэластичным материалом 7 (фиг. 2). To increase the tightness and contact area of the discharge valve, the thickening 5 and the conical contact surface are made of a more elastic material (for example, polyurethane or fluoroplastic), and the seat socket of the plunger cavity is made in the form of the external profile of the thickening 5 and the conical part of the contact surface. In order to limit the stroke of the elastic thickening 5 upward during the plunger downward movement, the stem is equipped with a stopper 6 located above the thickening 5 and made stationary in the shape of a cone. When the plunger rises up, the liquid column presses on the upper end surface of the bulge, thereby expanding the bulge and eliminating the gap in the plunger cavity between the bulge and the inner wall of the plunger. To protect the cylinder mirror from contact of hard surfaces, the transfer sleeve is equipped with an elastic material 7 (Fig. 2).

Для скважин с повышенным содержанием абразивных частиц в жидкости выполнены специальные насадки 8 сверху и снизу плунжера. Насадки 8 изготовлены из более жесткого материала (например из металла) с канавкой "пескобрей" 9 (фиг. 3) или из более эластичного материала, чем материал плунжера (например полиуретан). Более мягкий материал позволит давлению жидкости плотнее прижать эластичную насадку к цилиндру, что будет препятствовать проникновению песка между плунжером и цилиндром. For wells with a high content of abrasive particles in the fluid, special nozzles 8 are made above and below the plunger. Nozzles 8 are made of a more rigid material (for example, metal) with a sandblast groove 9 (Fig. 3) or of a more flexible material than the material of the plunger (for example polyurethane). A softer material will allow the liquid pressure to press the elastic nozzle more tightly against the cylinder, which will prevent the penetration of sand between the plunger and the cylinder.

Насадка 10 выполнена из более эластичного материала, чем материал плунжера. Это в свою очередь улучшит функцию работы нагнетательного клапана (фиг. 3). The nozzle 10 is made of a more flexible material than the material of the plunger. This in turn will improve the function of the discharge valve (Fig. 3).

Плунжер выполнен многослойным из упругоэластичных материалов (например наружный слой из фторопласта, а внутренний из полиуретана) (фиг. 4). The plunger is made of a multilayer of elastic materials (for example, the outer layer is made of fluoroplastic, and the inner one is made of polyurethane) (Fig. 4).

Такая конструкция позволит предохранить тело плунжера от трещин при воздействии давления жидкости. При уменьшении толщины первого слоя 2 (фторопласта) плунжер становится более эластичным. За счет увеличения толщины внутреннего слоя 11 плунжера (полиуретан) толщина стенки плунжера остается неизменной, но появляется у плунжера свойство более динамично реагировать на гидродинамическое давление. Для того чтобы соединение между слоями плунжера было более крепким, целесообразно выполнить гофрирование из жесткого или мягкого материала (например капроновых нитей или же стальной проволоки) (на фиг. 4 не показано). This design will protect the body of the plunger from cracks when exposed to fluid pressure. With a decrease in the thickness of the first layer 2 (fluoroplastic), the plunger becomes more elastic. Due to the increase in the thickness of the inner layer 11 of the plunger (polyurethane), the wall thickness of the plunger remains unchanged, but the plunger appears to react more dynamically to hydrodynamic pressure. In order for the connection between the plunger layers to be stronger, it is advisable to corrugate from hard or soft material (for example, kapron threads or steel wire) (not shown in Fig. 4).

Для предохранения зеркала цилиндра от контакта жестких поверхностей боковая поверхность шток-клапана снабжена кольцом из упругоэластичного материала (фиг. 5). To protect the cylinder mirror from contacting hard surfaces, the lateral surface of the valve stem is provided with a ring of elastic material (Fig. 5).

В целях предохранения от соскальзывания мягкой насадки 13 с утолщения 3а выполнен выступ 14а на свободном конце шток-клапана, а для предохранения контакта с зеркалом цилиндра свободный конец шток-клапана выполнен в виде конуса 14. Утолщение 3а выполнено из материала шток-клапана (фиг. 6). Для работы насоса с отложениями типа гипса на свободном конце шток-клапана выполнен "скребок" 15 с острыми кромками. С его помощью очищается зеркало цилиндра от отложений гипса, а конусная часть выполнена с продольными зубьями 16 для "разламывания" отложений, образовавшихся, например, после остановки скважины (фиг. 7). In order to prevent the soft nozzle 13 from slipping off from the bulge 3a, a protrusion 14a is made on the free end of the valve stem, and to prevent contact with the cylinder mirror, the free end of the valve stem is made in the form of a cone 14. The thickening 3a is made of rod valve material (Fig. 6). To operate the pump with gypsum deposits, a “scraper" 15 with sharp edges is made on the free end of the valve stem. With its help, the cylinder mirror is cleaned of gypsum deposits, and the conical part is made with longitudinal teeth 16 for “breaking” deposits formed, for example, after stopping the well (Fig. 7).

При работе с густой эмульсией и парафином конусная часть выполнена с поперечными зубьями 17, это создает "барьер" эмульсии от проскальзывания жидкости в работе нагнетательного клапана. А форма свободного торца шток-клапана выполнена в виде конуса 18. Такое исполнение позволяет "вклиниваться" в густую массу перекачиваемой жидкости (фиг. 8). When working with a thick emulsion and paraffin, the cone part is made with transverse teeth 17, this creates a "barrier" of the emulsion from slipping liquid in the operation of the discharge valve. And the shape of the free end of the rod-valve is made in the form of a cone 18. This design allows you to "wedge" into the thick mass of the pumped liquid (Fig. 8).

При работе с абразивными частицами и гипсом выполнены канавки: 19 - на нижнем конце шток-клапана и 19а - по телу штока. Канавки 19, 19а закручивают поток жидкости при опускании плунжера, тем самым не допуская оседания песка на контактном конусе. А наружный диаметр свободного конца шток-клапана очищает цилиндр от гипса и песка (фиг. 9). When working with abrasive particles and gypsum, grooves are made: 19 - on the lower end of the valve stem and 19a - along the body of the rod. The grooves 19, 19a swirl the fluid flow while lowering the plunger, thereby preventing sand from settling on the contact cone. And the outer diameter of the free end of the stem valve cleans the cylinder of gypsum and sand (Fig. 9).

Для более плавного прохождения перекачиваемой жидкости нижняя часть шток-клапана 20, а также контактный профиль шток-клапана 21 и контактный профиль плунжера 22 выполнены в форме части шара (фиг. 10). Такую конструкцию целесообразно применять в скважинах с большим числом качаний в минуту, так как может произойти заклинивание плунжера из-за того, что жидкость не успевает пройти в зазоре между шток-клапаном и цилиндром насоса (фиг. 10). For a smoother passage of the pumped liquid, the lower part of the valve stem 20, as well as the contact profile of the valve stem 21 and the contact profile of the plunger 22 are made in the form of a part of the ball (Fig. 10). This design is advisable to use in wells with a large number of swings per minute, as plunger jamming may occur due to the fact that the fluid does not have time to pass in the gap between the stem valve and the pump cylinder (Fig. 10).

Для фильтрации остаточного песка в насосе выполнены на свободном конце шток-клапана фильтр с отверстиями 23 и песочный якорь 24 (фиг. 11). To filter the residual sand in the pump, a filter with openings 23 and a sand anchor 24 (Fig. 11) are made at the free end of the valve stem.

При работе насоса в скважинах с большой кривизной в трубах выполнено тело шток-клапана звездообразным 25. Это позволяет центровать шток в полости плунжера (фиг. 12). When the pump is operating in wells with a large curvature in the pipes, the body of the stem valve is made star-shaped 25. This allows you to center the rod in the cavity of the plunger (Fig. 12).

Для работы в скважинах со значительной криволинейностью выполнены продольные (жесткие) пружинистые шины 26 на теле плунжера. Это предохранит тело плунжера от поперечного излома (фиг. 13). To work in wells with significant curvature, longitudinal (rigid) spring tires 26 on the plunger body are made. This will protect the plunger body from transverse kink (Fig. 13).

Для предотвращения сильного нагревания плунжера от трения выполнены поперечные канавки с отверстиями 27, позволяющими смазывать трущиеся поверхности перекачиваемой жидкостью, которая заполняет полость канавок через отверстия, а также выполнены поперечные кольца из жесткого 28 и из более эластичного 29 материалов, чем у плунжера. Так как тепловосприимчивость и теплоотдача у различных материалов разная, то происходит теплообмен и плунжер частично охлаждается (фиг. 14). To prevent strong heating of the plunger from friction, transverse grooves are made with holes 27 allowing lubricating the friction surfaces with pumped liquid that fills the cavity of the grooves through the holes, and the transverse rings are made of hard 28 and more elastic 29 materials than the plunger. Since the heat sensitivity and heat transfer are different for different materials, heat transfer occurs and the plunger is partially cooled (Fig. 14).

В целях увеличения напора жидкости для промывания конуса плунжера от образивных частиц, внедрившихся в тело плунжера, выполнены на шток-клапане внутренние каналы 30, а наружный диаметр свободного конца выполнен соответствующим диаметру цилиндра, а на боковой поверхности шток-клапана выполнена канавка "пескобрей" 31 (фиг. 15). In order to increase the pressure of the liquid for flushing the cone of the plunger from the forming particles that have invaded the body of the plunger, internal channels 30 are made on the valve stem and the outer diameter of the free end is made corresponding to the cylinder diameter, and a sandblast groove is made on the side surface of the valve valve 31 (Fig. 15).

Для того чтобы тело плунжера было более восприимчивым к давлению жидкости, целесообразно выполнить внешний слой плунжера из поперечных колец (фиг. 16). Два крайних торцевых кольца 32 выполнены цельными, а находящиеся между ними остальные кольца с продольными прорезями 33 в виде "лесенки". Прорези одного кольца следует располагать с противоположной стороны прорези следующего кольца. Давление распирает кольца с прорезями и через прорезь жидкость не проходит на следующее кольцо, так как прорезь следующего кольца находится с противоположной стороны. In order for the plunger body to be more susceptible to fluid pressure, it is advisable to make the outer layer of the plunger from the transverse rings (Fig. 16). Two extreme end rings 32 are made integral, and the remaining rings between them with longitudinal slots 33 in the form of a "ladder". The slots of one ring should be located on the opposite side of the slots of the next ring. The pressure bursts the rings with slots and the liquid does not pass through the slot to the next ring, since the slot of the next ring is on the opposite side.

Работа штангового насоса заключается в следующем. The operation of the sucker rod pump is as follows.

При движении плунжера 2 вниз происходит осевое перемещение штока-клапана 3 вниз. Жидкость проходит между шток-клапаном 3 и цилиндром 1, попадая во внутреннее отверстие плунжера, и проходит через выходные окна переводной втулки 4. Переводная втулка 4, таким образом, толкает своей конусной частью плунжер 2 до нижнего его положения. When the plunger 2 moves downward, the axial movement of the valve stem 3 downwards. The fluid passes between the stem valve 3 and cylinder 1, falling into the internal hole of the plunger, and passes through the output windows of the transfer sleeve 4. The transfer sleeve 4, thus, pushes the plunger 2 with its conical part to its lower position.

При движении плунжера 2 вверх шток-клапан 3 перекрывает проход жидкости своей конусной частью и выполняет роль нагнетательного клапана, а также толкает плунжер 2 до верхнего его положения. When the plunger 2 moves upward, the valve 3 closes the fluid passage with its conical part and acts as a discharge valve, and also pushes the plunger 2 to its upper position.

Для лучшей работы нагнетательного клапана выполнено конусное утолщение 3а, расположенное выше контактного профиля шток-клапана и плунжера. Герметичность же между плунжером 2 и цилиндром 1 насоса обеспечивается за счет давления столба жидкости на внутренние стенки плунжера 2. Таким образом, плунжер 2, расширяясь, плотно прилегает к внутренним стенкам цилиндра 1, так как плунжер изготовлен из упругоэластичных материалов с возможностью расширяться под воздействием давления столба жидкости на полость плунжера. Шток-клапан 3 выполняет сразу 2 функции в работе:
а) роль нагнетательного клапана;
б) обеспечивает возможность осевого перемещения при ходе плунжера вверх и вниз.
For the best operation of the discharge valve, a conical thickening 3a was made, located above the contact profile of the rod-valve and plunger. The tightness between the plunger 2 and the cylinder 1 of the pump is ensured by the pressure of the liquid column on the inner walls of the plunger 2. Thus, the plunger 2, expanding, fits snugly against the inner walls of the cylinder 1, since the plunger is made of elastic materials with the ability to expand under pressure fluid column onto the plunger cavity. The valve stem 3 performs 2 functions at once:
a) the role of the discharge valve;
b) provides the possibility of axial movement during the stroke of the plunger up and down.

Вес столба откачиваемой жидкости давит на внутренние стенки плунжера, тем самым прижимая сторону плунжера к цилиндру. Этим исключается пропуск жидкости, а вместе с ней проникновение абразивных частиц между плунжером и цилиндром. Торцевые поверхности плунжера, так же как концевая поверхность шток-клапана, и одна торцевая поверхность переводной втулки выполнены в виде конуса, обращенного вовнутрь полости плунжера под углом, зависящим от условий работы плунжера. Этот угол обеспечивает направление жидкости вовнутрь плунжера, что также предотвращает проникновение абразивных частиц между плунжером и цилиндром. The weight of the column of pumped liquid presses on the inner walls of the plunger, thereby pressing the side of the plunger to the cylinder. This eliminates the passage of fluid, and with it the penetration of abrasive particles between the plunger and the cylinder. The end surfaces of the plunger, as well as the end surface of the valve stem, and one end surface of the transfer sleeve are made in the form of a cone facing the inside of the plunger cavity at an angle depending on the operating conditions of the plunger. This angle provides the direction of fluid inside the plunger, which also prevents the penetration of abrasive particles between the plunger and the cylinder.

Все это способствует увеличению производительности, уменьшению износа пары плунжер - цилиндр и соответственно увеличению ресурса работы насоса. All this contributes to an increase in productivity, a decrease in the wear of the plunger - cylinder pair, and, accordingly, an increase in the pump service life.

Кроме этого сравнительно малая длина плунжера позволяет использовать его в скважинах со значительной криволинейностью. In addition, the relatively small length of the plunger allows it to be used in wells with significant curvature.

Итак, от угла наклона конуса шток-клапана 3 и двух торцевых поверхностей плунжера 2, его толщины стенок, выбора материала плунжера и шток-клапана, специальных насадок и других изменений зависит работа насоса в различных условиях (наличие в жидкости эмульсии, парафина, абразивных частиц и др.). So, the pump operation under various conditions (the presence of an emulsion, paraffin, abrasive particles in a liquid) depends on the angle of inclination of the stem-valve 3 cone and two end surfaces of the plunger 2, its wall thickness, the choice of plunger and stem-valve material, special nozzles, and other changes and etc.).

Также возможна сборка из нескольких рядов насадок и плунжеров в определенной последовательности. It is also possible to assemble from several rows of nozzles and plungers in a certain sequence.

Благодаря тому что плунжер 2 предлагаемого насоса значительно короче стандартных, использование его в стандартных цилиндрах позволит увеличить рабочий ход плунжера с одновременным уменьшением количества ходов, тем самым снизить энергозатраты, либо уменьшить длину цилиндра, при этом экономия на размерах цилиндра позволит окупить расходы на изготовление плунжера. Due to the fact that the plunger 2 of the proposed pump is much shorter than the standard ones, using it in standard cylinders will increase the stroke of the plunger while reducing the number of strokes, thereby reducing energy consumption, or reducing the length of the cylinder, while saving on cylinder size will help to recoup the cost of manufacturing the plunger.

Кроме того, уменьшение количества ходов плунжера позволит уменьшить износ всей системы, включая плунжер, цилиндр, штанги и насосно-компрессорные трубы (НКТ), тем самым существенно сократить простои скважин. In addition, reducing the number of plunger strokes will reduce the wear of the entire system, including the plunger, cylinder, rods and tubing (tubing), thereby significantly reducing well downtime.

Такое выполнение плунжера позволит вести откачку жидкости из скважины без нагнетательного клапанного узла, закрепляемого на плунжере насоса. This embodiment of the plunger will allow pumping fluid from the well without an injection valve assembly secured to the pump plunger.

Плунжер прост и экономичен в изготовлении. The plunger is simple and economical to manufacture.

Claims (16)

1. Штанговый глубинный насос, содержащий цилиндр, полый плунжер, шток-клапан с наконечником в нижней части с возможностью осевого перемещения при ходе плунжера, отличающийся тем, что плунжер выполнен из упругоэластичного материала с возможностью расширения, торцы которого выполнены в виде конуса, обращенного вовнутрь полости плунжера с образованием острой кромки в месте сопряжения их с зеркалом цилиндра, нижняя контактная часть шток-клапана выполнена в виде конуса, ответного конусному торцу нижней части плунжера, и выше контактного профиля выполнено конусное утолщение, а контактный профиль переводной втулки выполнен ответным профилю конического конца верхней части плунжера. 1. The sucker rod pump containing a cylinder, a hollow plunger, a valve stem with a tip in the lower part with the possibility of axial movement during the plunger, characterized in that the plunger is made of an elastic material with the possibility of expansion, the ends of which are made in the form of a cone facing inwards the cavity of the plunger with the formation of a sharp edge at the place of their interfacing with the mirror of the cylinder, the lower contact part of the valve stem is made in the form of a cone mating with the conical end of the lower part of the plunger and above the contact prof The cone thickening was made for il, and the contact profile of the transfer sleeve is made the reciprocal profile of the conical end of the upper part of the plunger. 2. Штанговый глубинный насос по п.1, отличающийся тем, что утолщение и конусная контактная поверхность шток-клапана выполнены из упругоэластичного материала, а посадочное гнездо полости плунжера выполнено ответным форме наружному профилю утолщения и конусной части контактной поверхности, на штоке выполнен стопор, а переводная втулка снабжена кольцом из упругоэластичного материала. 2. The sucker rod pump according to claim 1, characterized in that the thickening and conical contact surface of the valve stem are made of an elastic material, and the seat socket of the plunger cavity is reciprocal to the external profile of the thickening and the conical part of the contact surface, the stopper is made on the rod, and the transfer sleeve is provided with a ring of elastic material. 3. Штанговый глубинный насос по п.1, отличающийся тем, что торцевые части плунжера снабжены насадками, с канавкой "пескобрей", а нижняя часть шток-клапана снабжена насадкой. 3. The sucker-rod sucker pump according to claim 1, characterized in that the end parts of the plunger are equipped with nozzles, with a sandblast groove, and the lower part of the valve stem is equipped with a nozzle. 4. Штанговый глубинный насос по п.1, отличающийся тем, что плунжер выполнен многослойным из упругоэластичных материалов. 4. The sucker rod pump according to claim 1, characterized in that the plunger is made of a multilayer of elastic materials. 5. Штанговый глубинный насос по п.1, отличающийся тем, что боковая поверхность шток-клапана снабжена кольцом из упругоэластичного материала. 5. The sucker rod pump according to claim 1, characterized in that the lateral surface of the stem valve is provided with a ring of elastic material. 6. Штанговый глубинный насос по пп.1 и 3, отличающийся тем, что на шток-клапане выполнен выступ для эластичной насадки, а свободный конец шток-клапана - в виде конуса. 6. The sucker rod pump according to claims 1 and 3, characterized in that the protrusion for the elastic nozzle is made on the stem valve, and the free end of the stem valve is in the form of a cone. 7. Штанговый глубинный насос по п.1, отличающийся тем, что свободный конец шток-клапана выполнен в виде внутреннего конуса, а на его конусной части контактной поверхности выполнены продольные зубья. 7. The sucker rod pump according to claim 1, characterized in that the free end of the stem valve is made in the form of an inner cone, and longitudinal teeth are made on its conical part of the contact surface. 8. Штанговый глубинный насос по п.1, отличающийся тем, что конусная часть контактной поверхности шток-клапана выполнена с поперечными зубьями, а свободный конец шток-клапана - в форме конуса. 8. The sucker rod pump according to claim 1, characterized in that the conical part of the contact surface of the valve stem is made with transverse teeth, and the free end of the valve stem is in the shape of a cone. 9. Штанговый глубинный насос по п.1, отличающийся тем, что на наружной стороне нижней части шток-клапана и по телу штока выполнены винтовые канавки. 9. The sucker rod pump according to claim 1, characterized in that on the outside of the lower part of the valve stem and along the body of the rod helical grooves are made. 10. Штанговый глубинный насос по п.1, отличающийся тем, что нижняя часть шток-клапана, контактная поверхность шток-клапана и плунжера выполнены в форме части шара. 10. The sucker rod pump according to claim 1, characterized in that the lower part of the valve stem, the contact surface of the valve stem and plunger are made in the form of a ball part. 11. Штанговый глубинный насос по п.1, отличающийся тем, что на свободном конце шток-клапана выполнен фильтр с отверстиями и песочным якорем. 11. The sucker rod pump according to claim 1, characterized in that a filter with holes and a sand anchor is made on the free end of the stem valve. 12. Штанговый глубинный насос по п. 1, отличающийся тем, что в теле плунжера размещены жесткие пружинистые шины. 12. The sucker rod pump according to claim 1, characterized in that the rigid spring tires are placed in the plunger body. 13. Штанговый глубинный насос по п.1, отличающийся тем, что на плунжере выполнены поперечные канавки с отверстиями, а на внешней поверхности в теле плунжера размещены поперечные кольца из разных по жесткости и эластичности материалов по сравнению с материалом, из которого изготовлен плунжер. 13. The sucker-rod sucker pump according to claim 1, characterized in that the plunger has transverse grooves with holes, and transverse rings of materials of different stiffness and elasticity are placed on the outer surface of the plunger body in comparison with the material of which the plunger is made. 14. Штанговый глубинный насос по п.1, отличающийся тем, что на шток-клапане выполнены внутренние каналы, а наружный диаметр шток-клапана соответствует диаметру цилиндра, с выполненной канавкой "пескобрей" на боковой поверхности шток-клапана. 14. The sucker rod pump according to claim 1, characterized in that the internal channels are made on the valve stem, and the outer diameter of the valve stem corresponds to the diameter of the cylinder, with a sandblast groove on the side surface of the valve stem. 15. Штанговый глубинный насос по пп.1 и 4, отличающийся тем, что между слоями из упругоэластичных материалов плунжера выполнено гофрирование. 15. The sucker-rod suction pump according to claims 1 and 4, characterized in that the corrugation is made between the layers of elastic-elastic materials of the plunger. 16. Штанговый глубинный насос по пп.1 и 4, отличающийся тем, что тело внешнего слоя плунжера выполнено из поперечных колец, изготовленных из упругоэластичных материалов, два торцевых кольца выполнены цельными, а остальные кольца - с продольными прорезями по телу, а прорези расположены противоположно относительно друг друга. 16. The sucker-rod sucker pump according to claims 1 and 4, characterized in that the body of the outer layer of the plunger is made of transverse rings made of elastic materials, two end rings are made integral, and the remaining rings are with longitudinal slots in the body, and the slots are located opposite relative to each other.
RU99109704A 1999-05-19 1999-05-19 Oil-well sucker-rod pump RU2147082C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99109704A RU2147082C1 (en) 1999-05-19 1999-05-19 Oil-well sucker-rod pump

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99109704A RU2147082C1 (en) 1999-05-19 1999-05-19 Oil-well sucker-rod pump

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2147082C1 true RU2147082C1 (en) 2000-03-27

Family

ID=20219595

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99109704A RU2147082C1 (en) 1999-05-19 1999-05-19 Oil-well sucker-rod pump

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2147082C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2530976C2 (en) * 2012-11-12 2014-10-20 Роберт Шакурович Муфазалов Pump of rod type for production of high-viscosity sand oil (versions)
RU2624939C1 (en) * 2016-08-03 2017-07-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Well sucker-rod pump

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2530976C2 (en) * 2012-11-12 2014-10-20 Роберт Шакурович Муфазалов Pump of rod type for production of high-viscosity sand oil (versions)
RU2624939C1 (en) * 2016-08-03 2017-07-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Well sucker-rod pump

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8037897B2 (en) Valve apparatus
US5593289A (en) Standing valve assembly for sucker rod operated subsurface pumps
US6145590A (en) Device for removing sand from pump plungers
CA1230263A (en) Travelling valve assembly for a fluid pump
US5533876A (en) Pump barrel seal assembly including seal/actuator element
US5628624A (en) Pump barrel valve assembly including seal/actuator element
CA2232890C (en) Pump to surface pump
RU2147082C1 (en) Oil-well sucker-rod pump
US5893708A (en) Rotating piston for ball and seat valve assembly and downhole pump utilizing said valve assembly
RU2166128C1 (en) Deep-well pump
RU2213261C1 (en) Oil-well sucker-rod pump
RU2140570C1 (en) Oil-well sucker-rod pump
RU2202708C2 (en) Oil-well sucker-rod pump
US4762476A (en) Oil well pump
RU2161269C2 (en) Oil-well sucker-rod pump
US20210131424A1 (en) Mechanically Actuated Travelling Plug Valve
SU667686A1 (en) Rod-type deep-well pump
RU2096661C1 (en) Collar plunger of submerged well pump
CN220268424U (en) Efficient rubber sealing piece for pump
RU2059885C1 (en) Valve of well sucker-rod pump
RU2168654C1 (en) Oil-well sucker-rod pump
SU1701981A1 (en) Oil-well sucker-rod pump
SU1121495A1 (en) Borehole pump plunger
SU681212A2 (en) Deep-well rod pump
RU2140571C1 (en) Oil-well sucker-rod pump

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120520