RU2157450C1

RU2157450C1 - Well sucker-rod pump

Info

Publication number: RU2157450C1
Application number: RU99123134A
Authority: RU
Inventors: Н.Г. Ибрагимов; М.Ш. Залятов; А.Ф. Закиров; В.Г. Фадеев; А.А. Курмашов; М.М. Раянов
Original assignee: Нефтедобывающее управление "Альметьевнефть" ОАО "Татнефть"
Priority date: 1999-11-02
Filing date: 1999-11-02
Publication date: 2000-10-10

Abstract

FIELD: oil and gas industry. SUBSTANCE: proposed pump includes cylinder housing plunger with pressure valve. Extending nipples with end couplings, intake valve and plunger rest are mounted on ends of cylinder. Intake valve is placed aside, out of zone of action of plunger. Lower butt part o extending nipple is fitted with collector of refuse with end cap. Upper part of cylinder has hole communicating with pipe clearance located at some distance from plunger rest that is longer than plunger length. Pump has filter fitted with bottom and cover having proper holes to accommodate lower sealing nipple. Filtering member is fabricated in the form of separable tetrahedron with filtering grid. Groove to take filtering member is located in bottom. Lid of filter has hole for holder of seat of intake valve. EFFECT: simplified maintenance and enhanced productivity of given well sucker-rod pump. 4 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для добычи нефти. The invention relates to the oil industry and can be used for oil production.

Известно устройство для добычи нефти и обработки призабойной зоны (патент SU 1794312 A3), содержащее заглушенный в нижней торцевой части цилиндрический корпус с отверстиями в его верхней части и установленный в корпусе с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с клапанами, выполненный длиной, не меньшей длины его хода. A device for oil production and processing of the bottom-hole zone is known (patent SU 1794312 A3), comprising a cylindrical body plugged in the lower end part with openings in its upper part and installed in the body with the possibility of reciprocating movement of a plunger with valves made of length not less than the length his move.

Недостатком известного устройства является то, что его работа связана со скачкообразными, резкими изменениями нагрузки на плунжер, а это значит, и на глубинно-насосное оборудование, и на скважинную штанговую насосную установку в целом приходится жесткий, связанный с рывками режим работы, что приводит к преждевременному выходу из строя нефтепромыслового оборудования. Кроме того, в устройстве не предусмотрен слив жидкости из колонны насосно-компрессорных труб при их подъеме в случаях обрыва и отворота штанг. A disadvantage of the known device is that its operation is associated with spasmodic, abrupt changes in the load on the plunger, which means both the downhole pumping equipment and the borehole sucker rod pumping unit as a whole have a tough operation mode associated with jerks, which leads to premature failure of oilfield equipment. In addition, the device does not provide drainage of liquid from the tubing string when lifting them in the event of a breakage and flap of the rods.

Наиболее близким по конструктивным и функциональным признакам является глубинный штанговый насос с механическим креплением всасывающего клапана (глубинные штанговые насосы, каталог АО "Ижнефтемаш", ред 0-97, стр. 25), содержащий цилиндр с удлиненным ниппелем и якорным башмаком (упор плунжера) под съемный узел всасывающего клапана с ловильной цапфой, внутри цилиндра установлен с возможностью возвратно-поступительного движения плунжер с нагнетательным клапаном, снабженным ловильной втулкой. Работа с применением этого устройства требует точной первоначальной подгонки плунжера относительно узла всасывающего клапана, а впоследствии и корректировки положения плунжера из-за, например, удлинения колонны насосных штанг, чтобы избежать срыва клапанного узла с якорного башмака, вывода из строя насоса и т.п. Это указывает на сложность в обращении с известным насосом. Кроме того, при работе насоса в нижней части цилиндра в пространстве между всасывающим и нагнетательным клапанами образуется состоящая из газовой смеси "мертвая зона", отрицательно влияющая на производительность насоса. The closest in design and functional features is a deep-well sucker-rod pump with mechanical fastening of the suction valve (deep-sucker-rod pumps, catalog of Izhneftemash JSC, rev 0-97, p. 25), containing a cylinder with an elongated nipple and an anchor shoe (plunger stop) under a removable node of the suction valve with a fishing pin, inside the cylinder is installed with the possibility of reciprocating movement of the plunger with a discharge valve equipped with a fishing sleeve. Work with this device requires accurate initial adjustment of the plunger relative to the suction valve assembly, and subsequently, adjustment of the plunger position due to, for example, lengthening of the pump rod string to avoid disruption of the valve assembly from the anchor shoe, pump failure, etc. This indicates difficulty in handling the known pump. In addition, when the pump is operating in the lower part of the cylinder, a dead zone consisting of the gas mixture is formed in the space between the suction and discharge valves, which negatively affects the pump performance.

Ставится задача: упростить обслуживание, повысить производительность глубинного штангового насоса. The task is to simplify maintenance, increase the productivity of a deep-well pump.

Поставленная техническая задача достигается тем, что всасывающий клапан расположен сбоку вне зоны действия плунжера, в верхней концевой муфте нижнего удлинительного ниппеля, установлен аналогично последнему и сообщен с рабочей полостью цилиндра, нижний удлинительный ниппель в нижней торцевой части снабжен накопителем мусора с заглушкой, в верхней части цилиндра выполнено сообщенное с затрубьем отверстие, расположенное на большом от упора плунжера расстоянии, чем длина плунжера. Глубинный штанговый насос оснащен фильтром, содержащим снабженный днищем и крышкой с соответствующими отверстиями под нижний удлинительный ниппель, установленный на нижнем удлинительном ниппеле и граничащий его концевыми муфтами трубчатый корпус с рабочей зоной, заключенной между его днищем и сегментообразным упором фильтрующего элемента, установленным на подступе всасывающего клапана, при этом фильтрующий элемент выполнен в виде съемного каркасного четырехгранника со скрепленной с последним фильтрующей сеткой, на днище корпуса предусмотрен паз под съемный фильтрующий элемент, а на крыше - выполнено отверстие под держатель седла всасывающего клапана. The stated technical problem is achieved by the fact that the suction valve is located laterally outside the plunger’s coverage area, in the upper end coupling of the lower extension nipple, is installed similarly to the last and communicated with the working cavity of the cylinder, the lower extension nipple in the lower end part is equipped with a garbage collector with a plug in the upper part the cylinder is made communicated with the annulus hole located at a greater distance from the stop of the plunger than the length of the plunger. The submersible sucker rod pump is equipped with a filter containing a bottom and a cover with corresponding holes for the lower extension nipple installed on the lower extension nipple and the tube housing bordering with its end couplings with a working area enclosed between its bottom and a segmented stop of the filter element mounted on the inlet of the suction valve while the filter element is made in the form of a removable frame tetrahedron with fastened with the last filter mesh on the bottom of the housing edusmotren groove under the removable filter element and on the roof - an opening for the suction valve seat holder.

На фиг. 1 изображен продольный разрез штангового насоса; на фиг.2 - разрез по линии А-А на фиг. 1; на фиг.3 - разрез по линии Б-Б на фиг. 1; на фиг.4 - разрез по линии В-В на фиг. 1. In FIG. 1 shows a longitudinal section of a rod pump; figure 2 is a section along the line aa in fig. 1; figure 3 is a section along the line BB in fig. 1; figure 4 is a section along the line bb in fig. 1.

Глубинный штанговый насос (в дальнейшем, насос) состоит из цилиндра 1, в котором расположен с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер 2 с нагнетательным клапаном 3. Цилиндр 1 по концам оснащен верхним (не указан) и нижним 4 удлинительными ниппелями посредством, например, верхней 5 и нижней 6 муфт. Всасывающий клапан 7 насоса расположен сбоку вне зоны действия плунжера 2, в верхней муфте 5 нижнего удлинительного ниппеля 4 и установлен аналогично последнему - на резьбовом соединении, снизу и сообщен с рабочей полостью цилиндра 1 через радиальное отверстие 8 (фиг. 1, 2). Корпус 9 всасывающего клапана 7 вместе с седлом 24 клапана и держателем 10 седла клапана завернут в верхнюю муфту 5. The deep sucker rod pump (hereinafter, the pump) consists of a cylinder 1, in which a plunger 2 with a discharge valve 3 is arranged with the possibility of reciprocating movement. Cylinder 1 at the ends is equipped with upper (not specified) and lower 4 extension nipples by means of, for example, upper 5 and bottom 6 couplings. The suction valve 7 of the pump is located laterally outside the range of the plunger 2, in the upper coupling 5 of the lower extension nipple 4 and is installed similarly to the last one - on the threaded connection, from below and communicated with the working cavity of cylinder 1 through the radial hole 8 (Fig. 1, 2). The housing 9 of the suction valve 7 together with the valve seat 24 and the valve seat holder 10 are wrapped in the upper sleeve 5.

В нижней муфте 6 удлинительного ниппеля 4 предусмотрен упор 11 плунжера 2, а снизу в муфте 6 завернут накопитель мусора с заглушкой 13. В верхней части цилиндра 1 выполнено отверстие 14, расположенное на большем от упора 11 плунжера расстоянии, чем длина плунжера 2. A stop 11 of the plunger 2 is provided in the lower sleeve 6 of the extension nipple 4, and a garbage collector with a plug 13 is screwed up in the sleeve 6 at the top of the cylinder 1 and a hole 14 is made located at a greater distance from the stop of the plunger 11 than the length of the plunger 2.

Насос оснащен приемным фильтром, который состоит из трубчатого корпуса 15 с днищем 16 и крышкой 17 с соответствующими отверстиями под ниппельный удлинитель 4. На крышке 17 выполнено отверстие под держатель 10 седла 24 (фиг. 1, 3). В активной (рабочей) зоне трубчатого корпуса 15 предусмотрены приемные отверстия 18 (фиг. 1, 4), расположенные между днищем 16 и сегментообразным упором 19 фильтрующего элемента 20. Упор 19 служит одновременно и как разделитель зон при фильтрации. The pump is equipped with a receiving filter, which consists of a tubular body 15 with a bottom 16 and a cover 17 with corresponding holes for the nipple extension 4. On the cover 17, a hole is made for the holder 10 of the seat 24 (Fig. 1, 3). In the active (working) zone of the tubular body 15, receiving holes 18 are provided (Figs. 1, 4) located between the bottom 16 and the segment-shaped stop 19 of the filter element 20. The stop 19 serves simultaneously and as a zone separator during filtration.

Фильтрующий элемент 20 может быть выполнен, например, из двух металлических пластин прямоугольной формы с отверстиями, выполняющих роль каркаса. Между этими пластинами прокладывается фильтрующая сетка и все это вместе скрепляется, например, электросваркой по контуру. Такой сменный фильтр через паз на днище 16, выполненный соответствующей формы, вводится в корпус 15 до соприкосновения с упором 19. The filter element 20 can be made, for example, of two metal plates of rectangular shape with holes that act as a frame. A filter mesh is laid between these plates and all this is fastened together, for example, by electric welding along the contour. Such a replaceable filter through the groove on the bottom 16, made of the corresponding form, is inserted into the housing 15 until it contacts the stop 19.

Четырехгранный сменный фильтр 20 с целью увеличения фильтрующей поверхности может быть выполнен выпуклым подобно корпусу 15, как часть цилиндра 21 (фиг.4). The four-sided replaceable filter 20 with the aim of increasing the filter surface can be made convex like a housing 15, as part of a cylinder 21 (figure 4).

Приемный фильтр от осевого смещения фиксируется концевыми муфтами 5, 6 нижнего удлинительного ниппеля 4. The receiving filter from axial displacement is fixed by the end couplings 5, 6 of the lower extension nipple 4.

Глубинный штанговый насос работает следующим образом. The deep rod pump operates as follows.

Перед запуском скважинно-штанговой насосной установки (не указана) необходимо произвести подгонку плунжера 2 так, чтобы он оказался не выше уровня отверстия 8 всасывающего клапана 7 и в то же время находился от упора 11 на таком расстоянии, чтобы плунжер 2 перекрывал отверстие 14 в цилиндре 1, а при посадке плунжера 2 на упор 11 отверстие 14 оказалось выше плунжера 2. Before starting the sucker-rod pumping unit (not specified), it is necessary to adjust the plunger 2 so that it is not higher than the level of the hole 8 of the suction valve 7 and at the same time is from the stop 11 at such a distance that the plunger 2 overlaps the hole 14 in the cylinder 1, and when the plunger 2 was planted against the stop 11, the hole 14 was higher than the plunger 2.

При ходе плунжера 2 вверх нагнетательный клапан 3 закрывается, а всасывающий клапан 7 открывается, полость цилиндра 1 под плунжером 2 заполняется добываемым продуктом, поступающим через отверстия 18, фильтрующий элемент 20 по направлениям 22, 23 (фиг. 1). When the plunger 2 moves up, the discharge valve 3 closes, and the suction valve 7 opens, the cavity of the cylinder 1 under the plunger 2 is filled with the produced product entering through the openings 18, the filter element 20 in directions 22, 23 (Fig. 1).

В конце цикла приема плунжер 2 проходит отверстие 14, находящаяся на этом уровне нефтегазовая смесь устремляется через отверстие 14 в полость цилиндра 1, создавая благоприятные условия для закрытия всасывающего клапана 7, что очень важно при добыче нефти со значительным содержанием парафина. Кроме этого поступающий через отверстия 14 газ, оказавшись в цилиндре 1, а в дальнейшем и колонне насосно-компрессорных труб, способствует подъему жидкости по лифту. At the end of the intake cycle, the plunger 2 passes a hole 14, the oil and gas mixture located at this level rushes through the hole 14 into the cavity of the cylinder 1, creating favorable conditions for closing the suction valve 7, which is very important for oil production with a significant content of paraffin. In addition, the gas flowing through the openings 14, being in the cylinder 1, and later in the tubing string, helps to lift the liquid through the elevator.

При ходе плунжера 2 вниз отверстие 14 в цилиндре перекрывается плунжером, всасывающий клапан 7 закрывается, находящаяся в полости цилиндра 1 смесь поступает через нагнетательный клапан 3 в полость плунжера 2 и колонну насосно-компрессорных труб (не указана). В конце цикла нагнетания плунжер 2, проходя мимо отверстия 14, забирает в себя все, что попадает на его пути, в том числе всю оставшуюся нефтегазовую смесь, и плунжер 2 останавливается на расчетном от упора плунжера 11 расстоянии, где, как правило, накапливается жидкость с наибольшим удельным весом, например, соленая вода, используемая для глушения скважин, которая является гидрораствором. When the plunger 2 moves down, the hole 14 in the cylinder is closed by the plunger, the suction valve 7 closes, the mixture located in the cavity of the cylinder 1 enters through the discharge valve 3 into the cavity of the plunger 2 and the tubing string (not specified). At the end of the injection cycle, the plunger 2, passing by the hole 14, picks up everything that gets in its way, including the entire remaining oil and gas mixture, and the plunger 2 stops at the calculated distance from the stop of the plunger 11, where, as a rule, fluid accumulates with the highest specific gravity, for example, salt water used to kill wells, which is a hydraulic solution.

В начале следующего цикла всасывания под плунжером газовые включения отсутствуют и насос мгновенно входит в режим. Что положительно сказывается на коэффициенте полезного действия, на производительности насоса. At the beginning of the next suction cycle, there are no gas inclusions under the plunger and the pump instantly enters the mode. Which has a positive effect on the efficiency, on the performance of the pump.

При проведении подземного ремонта скважины плунжер 2 извлекается из цилиндра 1 и отверстие 14 в нем используется для слива жидкости из колонны насосно-компрессорных труб при их подъеме на устье скважины. Подобный слив жидкости возможен и в случае обрыва штанг, плунжера 2, т.к. последний, находясь на упоре 11, не достигает своей длиной отверстия 14 в цилиндре 1. During the underground repair of the well, the plunger 2 is removed from the cylinder 1 and the hole 14 in it is used to drain the liquid from the tubing string when they rise at the wellhead. A similar discharge of fluid is possible in the event of a break in the rods, plunger 2, because the latter, being on the stop 11, does not reach, by its length, the holes 14 in the cylinder 1.

Применение съемного сменного фильтрующего элемента в предложенном исполнении обеспечивает безотказную работу насоса и упрощает обслуживание. The use of a removable replaceable filter element in the proposed design ensures trouble-free operation of the pump and simplifies maintenance.

Claims

Deep sucker rod pump including a cylinder located in the cylinder with the possibility of reciprocating movement of the plunger with a discharge valve, extension nipples installed at the ends of the cylinder with end couplings, a suction valve and a plunger stop, characterized in that the suction valve is located laterally outside the coverage area a plunger in the upper end coupling of the lower extension nipple, installed similarly to the last and communicated with the working cavity of the cylinder, the lower extension nipple in the lower end of the part is equipped with a garbage accumulator with a plug, in the upper part of the cylinder there is a hole communicated with the annulus, located at a greater distance from the plunger stop than the length of the plunger, and the sucker rod pump is equipped with a filter containing a bottom and a cover with corresponding openings for the lower extension nipple, mounted on the lower extension nipple and adjacent to its end sleeves, a tubular housing with a working area enclosed between its bottom and a segmented emphasis of the filtering element The filter is installed on the approach of the suction valve, while the filter element is made in the form of a removable frame tetrahedron fastened to the last filter mesh, a groove is provided on the bottom of the housing for a removable filter element, and an opening is made on the housing cover for the holder of the seat of the suction valve.