RU2303164C1

RU2303164C1 - Oil-well sucker-rod pump

Info

Publication number: RU2303164C1
Application number: RU2005136259/06A
Authority: RU
Inventors: Асгат Галимь нович Гумеров (RU); Асгат Галимьянович Гумеров; Альберт Сахабович Надршин (RU); Альберт Сахабович Надршин; Алексей Аркадьевич Самородов (RU); Алексей Аркадьевич Самородов; Аркадий Рувимович Эпштейн (RU); Аркадий Рувимович Эпштейн
Original assignee: Государственное унитарное предприятие "Институт проблем транспорта энергоресурсов"
Priority date: 2005-11-22
Filing date: 2005-11-22
Publication date: 2007-07-20

Abstract

FIELD: oil producing industry.

SUBSTANCE: device is designed for pumping out liquid at high well stream watering, mineralization and viscosity under conditions leading to intensive corrosion of oil-field equipment and under conditions causing salt and paraffin deposits on underground equipment. Proposed well sucker-rod pump contains additionally protector providing electrochemical protection of inner surface of underground part of oil-field equipment and arranged between suction valve of pump and filter and consisting of body, electrode made, for instance, of magnesium alloy, perforated centering lower and upper insulamors, connecting branch pipes and connecting couplings.

EFFECT: increased efficiency of pump operating under complicated geological and technical conditions.

1 dwg

Description

Изобретение относится к скважинным штанговым насосам, предназначенным для откачки из нефтяных скважин жидкости высокой обводненности, минерализации, вязкости - условиях, вызывающих интенсивную коррозию нефтепромыслового оборудования, а также при наличии условий, вызывающих соле- и парафиноотложения подземного нефтепромыслового оборудования.The invention relates to borehole sucker-rod pumps intended for pumping high-water-cut, mineralization, and viscosity liquids from oil wells — conditions that cause intense corrosion of oilfield equipment, as well as in the presence of conditions that cause salt and paraffin deposition of underground oilfield equipment.

Известен штанговый насос для откачивания высоковязкой жидкости из скважин (Нефтепромысловое оборудование. Справочник / Под ред. Е.И. Бухаленко. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1990. - 559 с.; ил.).A well-known sucker-rod pump for pumping highly viscous fluid from wells (Oilfield equipment. Handbook / Ed. By E.I. Bukhalenko. - 2nd ed., Revised and additional - M .: Nedra, 1990. - 559 p .; silt .).

При ходе плунжера вниз в зоне цилиндров, заключенной между плунжерами, создается разряжение, за счет чего открывается нижний клапан блока клапанного устройства и в упомянутую зону поступает пластовая жидкость. Закрытый при этом верхний клапан блока клапанного устройства воспринимает давление столба жидкости и создает дополнительную направленную вниз нагрузку, способствующую преодолению гидравлических сопротивлений в насосе и усилий трения колонны штанг об откачиваемую высоковязкую жидкость. Последнее весьма существенно, так как исключает зависание штанг из-за чрезмерных усилий трения.When the plunger moves down in the area of the cylinders enclosed between the plungers, a vacuum is created, due to which the lower valve of the valve unit opens and the formation fluid enters the said zone. Closed at the same time, the upper valve of the valve block unit perceives the pressure of the liquid column and creates an additional downward load, which helps to overcome the hydraulic resistance in the pump and the friction forces of the rod string against the pumped out highly viscous liquid. The latter is very significant, since it eliminates the hang of the rods due to excessive friction.

Недостатком известного устройства является невозможность применения устройства для откачивания из скважин жидкости с высокой обводненностью, высокой минерализацией, наличием значительного количества абразивных веществ как на забое скважин, так и вымываемых из пласта - факторами, способствующими коррозионному износу нефтепромыслового оборудования, включающего насосно-компрессорные трубы (НКТ), насосные штанги и скважинный насос, вследствие протекания электрохимических процессов, вызывающих его коррозию.A disadvantage of the known device is the inability to use a device for pumping fluids from wells with high water cut, high salinity, the presence of a significant amount of abrasive substances both at the bottom of the wells and washed out of the formation — factors contributing to the corrosion wear of oilfield equipment, including tubing (tubing) ), sucker rods and a borehole pump due to electrochemical processes that cause corrosion.

Наиболее близким по технической сущности и назначению к предлагаемому изобретению является штанговый скважинный насос по откачиванию высоко минерализованной жидкости и при наличии значительных механических включений (Авторское свидетельство СССР №1035282).The closest in technical essence and purpose to the proposed invention is a sucker rod pump for pumping highly mineralized liquid and in the presence of significant mechanical impurities (USSR Author's Certificate No. 1035282).

Насос состоит из образующих рабочую пару плунжера и цилиндра с установленными в них соответственно нагнетательным и всасывающим клапанами. На приеме насоса установлен фильтр. Связь фильтра с приемом насоса осуществлена при помощи гибкого шланга. Под действием веса груза фильтр находится на нижней образующей обсадной колонны. После установки насоса в наклонной скважине под действием веса груза фильтр благодаря наличию гибкого шланга занимает крайнее положение. При ходе плунжера вверх происходит такт всасывания, поступает жидкость из зоны нижней образующей обсадной колонны, где находится наименьшее количество газа, выделившегося из жидкости, затем происходит такт нагнетания, и цикл повторяется.The pump consists of a plunger and a cylinder forming a working pair with discharge and suction valves installed respectively in them. A filter is installed at the pump inlet. The filter is connected to the pump intake using a flexible hose. Under the influence of the weight of the load, the filter is located on the lower generatrix of the casing string. After installing the pump in an inclined well under the influence of the weight of the load, the filter is in the extreme position due to the presence of a flexible hose. When the plunger moves upward, a suction stroke occurs, fluid enters from the zone of the lower generatrix of the casing, where the smallest amount of gas released from the fluid is located, then an injection stroke occurs, and the cycle repeats.

Недостатком насоса является недостаточная эффективность работы насоса в осложненных геолого-технических условиях при наличии условий, вызывающих образование и отложение солей и парафиногидратов в рабочей зоне насоса.The disadvantage of the pump is the lack of efficiency of the pump in complicated geological and technical conditions in the presence of conditions causing the formation and deposition of salts and paraffin hydrates in the working area of the pump.

Целью изобретения является повышение эффективности работы скважинного штангового насоса в осложненных геолого-технических условиях, то есть снижение отрицательного воздействия коррозии, отложения солей и парафина,The aim of the invention is to increase the efficiency of a borehole sucker rod pump in complicated geological and technical conditions, that is, to reduce the negative effects of corrosion, deposition of salts and paraffin,

Указанная цель достигается тем, что скважинный штанговый насос, содержащий всасывающий клапан, цилиндр насоса, штанги, нагнетательный клапан, захватный шток и плунжер, дополнительно снабжен протектором, обеспечивающим электрохимическую защиту внутренней поверхности подземной части нефтепромыслового оборудования и состоящим из корпуса, электрода, изготавливаемого, например, из магниевого сплава, причем электрод снабжен нижним и верхним перфорированными центрирующими изоляторами, при этом протектор установлен между всасывающим клапаном насоса и фильтром.This goal is achieved in that the well sucker rod pump comprising a suction valve, a pump cylinder, rods, a discharge valve, a gripping rod and a plunger, is further provided with a tread that provides electrochemical protection of the inner surface of the underground part of the oilfield equipment and consists of a housing, an electrode manufactured, for example , from a magnesium alloy, wherein the electrode is provided with lower and upper perforated centering insulators, while the tread is installed between the suction valve nom pump and filter.

Предлагаемая конструкция исключает отрицательное влияние коррозионной среды на конструкцию насоса, а также накопление солей и парафиногидратных отложений в проточной части насоса.The proposed design eliminates the negative influence of the corrosive environment on the design of the pump, as well as the accumulation of salts and paraffin hydrate deposits in the flow part of the pump.

На чертеже схематично изображен скважинный штанговый тандем-насос.The drawing schematically shows a downhole sucker rod tandem pump.

Скважинный штанговый насос 1 содержит протектор 2, фильтр 3, штанги 4, нагнетательный клапан 5, плунжер 6, захватный шток 7, цилиндр насоса 8, всасывающий клапан 9, корпус 10 протектора 2, электрод 11, изготавливаемый из магниевого сплава, перфорированные центрирующие изоляторы - нижнего 12 и верхнего 13 - присоединительных патрубков 14 и соединительных муфт 15.The well sucker rod pump 1 contains a tread 2, a filter 3, a rod 4, a pressure valve 5, a plunger 6, a gripping rod 7, a pump cylinder 8, a suction valve 9, a tread 2 body 10, an electrode 11 made of a magnesium alloy, perforated centering insulators - lower 12 and upper 13 - connecting pipes 14 and couplings 15.

Скважинный штанговый тандем-насос работает следующим образом.Well rod tandem pump operates as follows.

После установки насоса 1 с протекторным устройством 2 в скважине и наличии потока лифтируемой жидкости, содержащего высокоминерализованную воду, под действием электрического поля, созданного с помощью химического источника тока Fe - Mg, в минерализованной воде, эмульгированной в нефти, вследствие вторичных электрохимических реакций на поверхности центрального электрода 11 и корпуса 10 будут образовываться газовые пузырьки, препятствуя образованию на стенках корпуса насоса и труб парафиногидратных отложений и способствуя их отрыву, одновременно, снижая вязкостное трение лифтируемого потока и создавая газожидкостную среду плотностью, меньшей плотности жидкости в затрубном пространстве. За счет изменения геометрических размеров электрода (диаметра и длины) осуществляется регулирование эффективности процессов очистки и предупреждения отложений на поверхностях насоса и труб.After installing the pump 1 with the tread device 2 in the well and the presence of a lift fluid stream containing highly mineralized water, under the influence of an electric field created using a chemical current source Fe - Mg, in the mineralized water emulsified in oil due to secondary electrochemical reactions on the surface of the central of the electrode 11 and the housing 10, gas bubbles will form, preventing the formation of paraffin hydrate deposits on the walls of the pump housing and pipes and facilitating their separation, simultaneously By simultaneously decreasing the viscous friction of the elevated flow and creating a gas-liquid medium with a density lower than the density of the liquid in the annulus. By changing the geometric dimensions of the electrode (diameter and length), the efficiency of the cleaning processes and the prevention of deposits on the surfaces of the pump and pipes are regulated.

Claims

A well sucker rod pump comprising a suction valve, a pump cylinder, a suction valve, a gripping rod and a plunger, characterized in that the sucker rod pump is provided with a tread that provides electrochemical protection of the inner surface of the underground part of oilfield equipment, consisting of a housing, an electrode made, for example , from a magnesium alloy, the electrode being provided with lower and upper perforated centering insulators, the tread being installed between the suction valve m pump and filter.