RU2378534C1 - Насосная установка - Google Patents

Насосная установка Download PDF

Info

Publication number
RU2378534C1
RU2378534C1 RU2008150071/06A RU2008150071A RU2378534C1 RU 2378534 C1 RU2378534 C1 RU 2378534C1 RU 2008150071/06 A RU2008150071/06 A RU 2008150071/06A RU 2008150071 A RU2008150071 A RU 2008150071A RU 2378534 C1 RU2378534 C1 RU 2378534C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plunger
pump
rod
filler
cylinder
Prior art date
Application number
RU2008150071/06A
Other languages
English (en)
Inventor
Виктор Федорович Логинов (RU)
Виктор Федорович Логинов
Original Assignee
Виктор Федорович Логинов
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 Виктор Федорович Логинов filed Critical Виктор Федорович Логинов
Priority to RU2008150071/06A priority Critical patent/RU2378534C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2378534C1 publication Critical patent/RU2378534C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

Изобретение относится к насосным установкам и может быть использовано для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин. Цилиндр насоса с мембранно-клапанной системой неподвижно крепится с помощью пакера к обсадной колонне. Шток плунжера выполнен в виде трубы с наполнителем, верхний конец которого крепится к устью скважины. Возвратно-поступательные движения плунжера совершаются за счет продольной упругой деформации штока, вызванной циклическим изменением давления наполнителя с частотой, равной 0,33-1,0 собственной частоты колебательной системы. Изобретение направлено на расширение эксплуатационного диапазона, упрощение конструкции, повышение надежности и производительности плунжерных насосных установок. 6 ил.

Description

Изобретение относится к насосным установкам и может использоваться для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин.
Известны вибрационные насосные установки по книге Вибрации в технике: Справочник. В 6 т./Ред. совет: В41 В.Н.Челомей (пред.). - М.: Машиностроение, 1981. - Т.4. Вибрационные процессы и машины / Под ред. Э.Э.Лавендела. 1981. стр.335-334. Основной недостаток вибрационных насосных установок заключается в незначительной высоте подъема жидкости, не более 100 м.
Известна установка глубинного штангового насоса по книге Богданов А.А. Погружные центробежные электронасосы для добычи нефти (расчет и конструкция). - М.: Недра, 1968 г., стр.29-30. Основной недостаток этой насосной установки заключается в низкой надежности, производительности и ограниченной высоте подъема жидкости, не более 2000 м, а также неспособность работать при содержании газа в жидкости более 25%.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является насосная установка, известная по патенту на полезную модель RU 52125 U1, МПК7 F04B 47/08 от 03.10.2006 г., включающая плунжерный насос с цилиндром, плунжером, мембранно-клапанную систему и привод.
Основной недостаток этой установки заключается в расположении электропривода на глубине в скважине, а также заполненных маслом протектора, компенсатора, бака, нескольких цилиндров, дополнительного поршня, гидрораспределителя с маслонасосом и системы маслопроводов, пролегающих в скважине. Это делает насосную установку сложной и ненадежной. Причем наличие электрического провода и маслопровода снаружи установки увеличивает диаметральный габарит и делает невозможным ее применение в узких скважинах, например в разведочных скважинах, диаметр которых не превышает 100 мм. Кроме этих недостатков насосная установка обладает низкой производительностью не более 30 м3 в сутки и неспособна работать при содержании газа в жидкости более 25%.
Задачей изобретения является получение технического результата, выражающегося в расширении эксплуатационного диапазона, упрощении конструкции, повышении надежности и производительности насосной установки.
Указанная задача достигается тем, что цилиндр насоса с мембранно-клапанной системой неподвижно крепится с помощью пакера к обсадной колонне, а шток плунжера выполнен в виде трубы с наполнителем, верхний конец которого крепится к устью скважины, при этом возвратно-поступательные движения плунжера совершаются за счет продольной упругой деформации штока, вызванной циклическим изменением давления наполнителя с частотой, равной 0,33÷1,0 собственной частоты колебательной системы.
Проведенный научно-технический анализ изобретения и уровня техники свидетельствует о том, что предлагаемое техническое решение для специалиста не следует явным образом из уровня техники, при этом признаки изложенной совокупности взаимосвязаны, находятся в причинно-следственной связи с ожидаемым результатом и являются необходимыми и достаточными для его получения. Все это свидетельствует о том, что изобретение имеет изобретательский уровень.
Изобретение поясняется чертежами,
где на фиг.1 изображена насосная установка в разрезе, смонтированная в скважину;
на фиг.2 изображены фрагменты насосной установки в разрезе, включающие плунжерную пару;
на фиг.3 и 4 изображены фрагменты насосной установки в разрезе, включающие мембранно-клапанную систему в момент всасывания;
на фиг.5 и 6 изображены фрагменты насосной установки в разрезе, включающие мембранно-клапанную систему в момент нагнетания.
Насосная установка, представленная на фиг.1 и 2 включает плунжерный насос, содержащий плунжер 1, выполненный, например, в виде заглушенной трубы с резьбой на конце для крепления к штоку 2 посредством муфты 3. Шток 2, выполненный в виде насосно-компрессорных труб, содержит наполнитель 4, например воду. Верхний конец штока 2 неподвижно крепится к устью скважины 5. Полость штока 2 посредством патрубка 6 соединяется с устройством (не показано), создающим циклическое давление Р наполнителя 4 на внутренние стенки штока 2, вызывая его упругую деформацию. Плунжер 1 совершает возвратно поступательные движения в цилиндре 7, который посредством муфты 8 и кожуха 9 крепится к мембранно-клапанной системе, опирающейся на обсадную колонну 10 посредством пакера 11. При опускании установки в скважину цилиндр 8 и кожух 9 заполняются скважинной жидкостью через зазоры между плунжером 1 и цилиндром 7 или через боковое отверстие (не показано) в цилиндре 7, открывающееся при крайнем верхнем положении плунжера 1. Пакер 11 снабжен проходным отверстием, в которое вкручивается основание 12 мембранно-клапанной системы. Концы эластичной мембраны 13 (см. фиг.3 и 4) натягиваются на кронштейны 14, расположенные на клапанной трубке 15 между основанием 12 и головкой 16, установленные в корпус 17. Клапанная трубка 15 снабжена радиальными отверстиями 18 для прохода жидкости под мембрану 13, а также впускными клапанами 19 и выпускными клапанами 20, между которыми установлена распорная втулка 21 с радиальными отверстиями.
Работает установка следующим образом: через патрубок 6 на стенки штока 2 посредством наполнителя 4 циклически создается давление Р (см. фиг.2). Давление Р может создаваться, например, гидроцилиндром, подсоединенным к патрубку 6, или насосом, или другим устройством. В момент нарастания давления Р до максимального значения, например 80 МПа, шток 2 растягивается на величину, не превышающую упругую деформацию материала штока и заглубляет плунжер 1 в цилиндр 7. Например, шток 2 длиной 3000 м, выполненный из трубы по ГОСТ 633-80 с условным диаметром 73 мм и толщиной стенки 7 мм при Р=80 МПа вытягивается на 963 мм при давлении в цилиндре 7, равном 30 МПа. При этом эквивалентные напряжения в штоке 2 составляют 375 МПа, что в 1,5 раза меньше предела текучести материала штока 2.
Жидкость (показана стрелками на фиг.6), находящаяся в цилиндре 7 и в полости кожуха 9, вытесняется плунжером 1 в пространство между мембраной 13 и корпусом 17 через каналы 22 (см. фиг.4) в головке 16. В момент понижения давления Р до нуля длина штока 2 становится меньше первоначальной его длины, например на 963 мм, за счет энергии упругих деформаций и плунжер 1 частично выходит из цилиндра 7, создавая разрежение в сообщающихся полостях. Скважинная жидкость (показана стрелками на фиг.3) через проходное отверстие в пакере 11 и основании 12 поступает в клапанную трубку 15 и открывает впускные клапаны 19. Далее жидкость поступает в пространство между мембраной 13 и клапанной трубкой 15 через отверстия 18.
После завершения стадии всасывания давление Р в штоке 2 снова начинает возрастать до максимальной величины, например 80 МПа, и начинается стадия нагнетания. Плунжер 1, заглубляясь в цилиндр 7, вытесняет жидкость (показана стрелками на фиг.6) в пространство между мембраной 13 и корпусом 17 по каналам 22. Эта жидкость (показана стрелками на фиг.5 и 6) под давлением, например 30 МПа, плотно прижимает мембрану 13 к клапанной трубке 15 и вытесняет жидкость, а также и газ из пространства между мембраной 13 и клапанной трубкой 15 через отверстия 18. При этом впускные клапаны 19 закрываются, а выпускные клапаны 20 открываются, и вытесненная жидкость по клапанной трубке 15 и каналам 23 в головке 16 (см. фиг.6) поступает в полость обсадной колонны 10 и через патрубки 24 устья скважины 5 выводится на поверхность. Затем цикл повторяется.
Для эффективной работы насосной установки, достижения наибольшей амплитуды перемещения плунжера 1 необходимо, чтобы частота изменения давления Р равнялась 1/3 собственной частоты колебательной системы (шток, наполнитель и плунжер), как указано в книге Тимошенко С.П., Янг Д.Х., Уивер У. Колебания в инженерном деле: Пер. с англ. /Под ред. Э.И.Григолюка. - М.: Машиностроение, 1985 г., стр. 337. Например, собственная частота колебаний штока, указанного выше, вычисленная по формуле, представленной на стр.328, составляет 2,31 Гц. Примерно с частотой 0,77 Гц должно изменяться давление Р по синусоидальному закону. При этом производительность такой насосной установки будет равна 533 м3 в сутки при напоре 3000 м с учетом того, что ход штока составляет 2×963=1923 мм, а вытесняемый объем жидкости за один цикл 0,00804 м3. Изменяя амплитуду давления Р и диаметр плунжера со штоком, можно регулировать подачу насосной установки. В связи с тем, что давление Р не может изменяться по синусоидальному закону, то оптимальная частота изменения давления будет находиться в пределах 0,33÷1,0 собственной частоты колебательной системы.
Таким образом, изобретение позволяет получить технический результат, выражающийся в расширении эксплуатационного диапазона, упрощении конструкции, повышении надежности и производительности насосной установки.

Claims (1)

  1. Насосная установка, содержащая плунжерный насос с цилиндром, плунжером, мембранно-клапанной системой и привод, отличающаяся тем, что, с целью расширения эксплуатационного диапазона, упрощения конструкции, повышения надежности и производительности, цилиндр насоса с мембранно-клапанной системой неподвижно крепится с помощью пакера к обсадной колонне, а шток плунжера выполнен в виде трубы с наполнителем, верхний конец которого крепится к устью скважины, при этом возвратно-поступательные движения плунжера совершаются за счет продольной упругой деформации штока, вызванной циклическим изменением давления наполнителя с частотой, равной 0,33÷1,0 собственной частоты колебательной системы.
RU2008150071/06A 2008-12-18 2008-12-18 Насосная установка RU2378534C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008150071/06A RU2378534C1 (ru) 2008-12-18 2008-12-18 Насосная установка

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008150071/06A RU2378534C1 (ru) 2008-12-18 2008-12-18 Насосная установка

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2378534C1 true RU2378534C1 (ru) 2010-01-10

Family

ID=41644267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008150071/06A RU2378534C1 (ru) 2008-12-18 2008-12-18 Насосная установка

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2378534C1 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2463480C1 (ru) * 2011-06-28 2012-10-10 Виктор Федорович Логинов Гидроприводная насосная установка
RU2506458C2 (ru) * 2012-04-11 2014-02-10 Ольга Иосифовна Логинова Насосная установка
RU2506454C1 (ru) * 2012-06-26 2014-02-10 Ольга Иосифовна Логинова Насосная установка
RU2515693C1 (ru) * 2013-03-19 2014-05-20 Ольга Иосифовна Логинова Насосная установка

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2463480C1 (ru) * 2011-06-28 2012-10-10 Виктор Федорович Логинов Гидроприводная насосная установка
RU2506458C2 (ru) * 2012-04-11 2014-02-10 Ольга Иосифовна Логинова Насосная установка
RU2506454C1 (ru) * 2012-06-26 2014-02-10 Ольга Иосифовна Логинова Насосная установка
RU2515693C1 (ru) * 2013-03-19 2014-05-20 Ольга Иосифовна Логинова Насосная установка

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8360751B2 (en) Discharge pressure actuated pump
US20140231093A1 (en) Hydraulic Oil Well Pumping System, and Method for Delivering Gas From a Well
RU2378534C1 (ru) Насосная установка
US8011901B2 (en) Discharge pressure actuated pump
US20210079771A1 (en) Reciprocating downhole pump
RU2361115C1 (ru) Глубинно-насосная установка для подъема продукции по эксплуатационной колонне скважины
RU2320866C2 (ru) Устройство для гидроимпульсного воздействия на призабойную зону пласта
RU2321772C1 (ru) Скважинный штанговый насос
RU2515693C1 (ru) Насосная установка
RU2415302C1 (ru) Глубинно-насосная установка для беструбной эксплуатации скважин
RU2506458C2 (ru) Насосная установка
RU2701983C1 (ru) Устройство для двухтактного способа подъема продукции с забоя нефтяной скважины
RU53737U1 (ru) Глубинный штанговый трубный насос с извлекаемым всасывающим клапаном
RU156370U1 (ru) Устройство для добычи нефти с имплозионной обработкой продуктивной зоны скважины
RU2506454C1 (ru) Насосная установка
RU2704088C1 (ru) Глубинное газоперепускное устройство для скважины, эксплуатируемой штанговым насосом
RU33180U1 (ru) Глубинно-насосная установка для эксплуатации добывающих скважин
RU2403442C1 (ru) Скважинная штанговая насосная установка
RU2249128C2 (ru) Установка для освоения скважин
RU2307924C1 (ru) Способ волнового воздействия на продуктивный пласт
RU49141U1 (ru) Скважинная насосная установка
RU2193111C1 (ru) Гидравлический привод скважинного насоса
RU2230227C2 (ru) Устройство для насосного подъема жидкости из скважины
RU158187U1 (ru) Дифференциальный штанговый насос для добычи нефти
RU2360146C9 (ru) Скважинный электродиафрагменный насос

Legal Events

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

Effective date: 20161219