RU2425253C1 - Borehole plunger pump and protection method of upper part of plunger against impact of pumped liquid - Google Patents
Borehole plunger pump and protection method of upper part of plunger against impact of pumped liquid Download PDFInfo
- Publication number
- RU2425253C1 RU2425253C1 RU2010119175/06A RU2010119175A RU2425253C1 RU 2425253 C1 RU2425253 C1 RU 2425253C1 RU 2010119175/06 A RU2010119175/06 A RU 2010119175/06A RU 2010119175 A RU2010119175 A RU 2010119175A RU 2425253 C1 RU2425253 C1 RU 2425253C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plunger
- cylinder
- liquid
- buffer
- pumped
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к насосной технике, используемой при добыче нефти, в частности к погружным скважинным насосам для подъема пластовой жидкости из глубоких скважин с высоким содержанием солей, агрессивных сред и твердых частиц.The invention relates to pumping equipment used in oil production, in particular to submersible borehole pumps for lifting formation fluid from deep wells with a high content of salts, aggressive media and solid particles.
Наиболее близким к изобретению является глубинный плунжерный насос, содержащий цилиндр с всасывающим клапаном в нижней части, размещенный в цилиндре полый цилиндрический плунжер, в нижней части которого установлен нагнетательный клапан, и уплотнительное устройство, размещенное между цилиндром и плунжером, при этом уплотнительное устройство выполнено в виде замкнутой полости, заполненной маслом, образованной боковой поверхностью плунжера и кольцевыми выступами, выполненными на внутренней поверхности цилиндра, расположенными в средней части цилиндра и снабженными уплотнительными кольцами, взаимодействующими с боковой цилиндрической поверхностью плунжера, при этом замкнутая полость сообщена посредством канала с масляным баком, установленным выше цилиндра, а длина плунжера равна или больше суммы длин замкнутой полости и максимального хода плунжера (см. патент RU №2369775, F04B 47/00 от 06.08.2008).Closest to the invention is a deep plunger pump containing a cylinder with a suction valve in the lower part, a hollow cylindrical plunger located in the cylinder, a discharge valve installed in the lower part, and a sealing device located between the cylinder and the plunger, the sealing device being made in the form a closed cavity filled with oil, formed by the lateral surface of the plunger and annular protrusions made on the inner surface of the cylinder, located in the middle parts of the cylinder and provided with o-rings interacting with the lateral cylindrical surface of the plunger, while the closed cavity is communicated through a channel with an oil tank mounted above the cylinder, and the length of the plunger is equal to or greater than the sum of the lengths of the closed cavity and the maximum stroke of the plunger (see RU patent No. 2369775, F04B 47/00 dated 08/06/2008).
Однако прямой контакт плунжера, особенно его верхней части, с откачиваемой жидкостью приводит его и уплотнение к интенсивному износу, что снижает надежность работы плунжерного насоса.However, direct contact of the plunger, especially its upper part, with the pumped liquid causes it and the seal to intensive wear, which reduces the reliability of the plunger pump.
Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является частичная изоляция и защита трущейся пары плунжер-цилиндр от воздействия откачиваемой жидкости и ее ингредиентов.The problem to which the present invention is directed is the partial isolation and protection of the rubbing pair of the plunger-cylinder against the effects of the pumped liquid and its ingredients.
Технический результат заключается в повышении надежности работы глубинного плунжерного насоса, упрощении его конструкции, повышении работоспособности уплотнений и увеличении межремонтного периода работы.The technical result consists in increasing the reliability of the deep plunger pump, simplifying its design, increasing the efficiency of the seals and increasing the overhaul period.
Указанная задача решается, а технический результат достигается в части устройства как объекта изобретения за счет того, что глубинный плунжерный насос содержит цилиндр с всасывающим клапаном в нижней части, размещенный в цилиндре полый цилиндрический плунжер с выпускными отверстиями в верхней части и нагнетательным клапаном в нижней части, уплотнительное устройство в виде замкнутой полости, заполненной смазывающей жидкостью, образованной боковой поверхностью плунжера и кольцевыми выступами на внутренней поверхности цилиндра, расположенными в средней части цилиндра и снабженными уплотнительными кольцами, причем в верхней части цилиндра за кольцевыми выступами, в месте выхода плунжера из цилиндра, образована разделительная камера, заполненная буферной жидкостью с удельным весом, превышающим удельный вес откачиваемой жидкости, при этом в крайнем нижнем положении плунжера поверхность контакта буферной жидкости с откаченной жидкостью должна находиться ниже выпускных отверстий в плунжере.This problem is solved, and the technical result is achieved in the device as an object of the invention due to the fact that the deep plunger pump contains a cylinder with a suction valve in the lower part, a hollow cylindrical plunger in the cylinder with exhaust holes in the upper part and a discharge valve in the lower part, a sealing device in the form of a closed cavity filled with a lubricating fluid formed by the lateral surface of the plunger and annular protrusions on the inner surface of the cylinder married in the middle part of the cylinder and provided with o-rings, and in the upper part of the cylinder behind the annular protrusions, at the place where the plunger leaves the cylinder, a separation chamber is formed filled with a buffer liquid with a specific gravity exceeding the specific gravity of the pumped liquid, while in the lowermost position of the plunger the contact surface of the buffer liquid with the pumped liquid should be below the outlet openings in the plunger.
В качестве буферной жидкости может быть использована ртуть, раствор бромида цинка - бромида кальция или жидкость, не смешивающаяся с перекачиваемой и приводной жидкостями, или гель, имеющие удельный вес выше, чем у откачиваемой и приводной жидкостей.Mercury, a solution of zinc bromide — calcium bromide, or a liquid not miscible with the pumped and driven fluids, or a gel having a specific gravity higher than that of the pumped and driven fluids can be used as a buffer liquid.
Полость в цилиндре, заполненная смазывающей жидкостью, может быть связана с дополнительной питательной емкостью.A cavity in the cylinder filled with a lubricating fluid may be associated with an additional nutrient reservoir.
В крайнем верхнем положении плунжера его наружная поверхность, начиная от уплотнения, в пределах, по крайней мере, рабочего хода плунжера может быть расположена в буферной жидкости.In the extreme upper position of the plunger, its outer surface, starting from the seal, can be located in the buffer fluid within at least the working stroke of the plunger.
Наружная поверхность плунжера, расположенная в буферной жидкости, может быть покрыта материалом, не смачивающимся буферной жидкостью.The outer surface of the plunger located in the buffer fluid may be coated with material that is not wettable by the buffer fluid.
Длина плунжера равна или больше суммы длин рабочего хода плунжера, цилиндра и центраторов на плунжере.The length of the plunger is equal to or greater than the sum of the lengths of the stroke of the plunger, cylinder and centralizers on the plunger.
На концах плунжера предпочтительно установлены центраторы.Preferably, centralizers are installed at the ends of the plunger.
Указанная задача решается, а технический результат достигается в части устройства как объекта изобретения за счет того, что способ защиты верхней части плунжера от воздействия откачиваемой жидкости в описанном выше насосе заключается в уплотнении плунжера и смазке его трущихся поверхностей смазывающей жидкостью, при этом верхнюю часть плунжера размещают в разделительной камере, образованной в верхней части цилиндра за кольцевыми выступами в месте выхода плунжера из цилиндра, которую заполняют буферной жидкостью, а плунжер охватывают, по крайней мере, одним кольцевым уплотнением.This problem is solved, and the technical result is achieved in part of the device as an object of the invention due to the fact that the method of protecting the upper part of the plunger from the action of the pumped liquid in the pump described above is to seal the plunger and lubricate its friction surfaces with a lubricating fluid, while the upper part of the plunger is placed in the separation chamber formed in the upper part of the cylinder behind the annular protrusions at the place of exit of the plunger from the cylinder, which is filled with buffer fluid, and the plunger is covered at least one o-ring seal.
В качестве буферной жидкости применяют, как правило, ртуть, раствор бромида цинка - бромида кальция или жидкость, не смешивающуюся с перекачиваемой и приводной жидкостями, или гель, имеющие удельный вес выше, чем у откачиваемой и приводной жидкостей.As a buffer liquid, mercury is usually used, a solution of zinc bromide — calcium bromide, or a liquid not miscible with the pumped and driven fluids, or a gel having a specific gravity higher than that of the pumped and driven fluids.
Применяют такой объем буферной жидкости, чтобы в крайнем верхнем положении плунжера его наружная поверхность, начиная от уплотнения, в пределах, по крайней мере, рабочего хода плунжера омывалась буферной жидкостью.A volume of buffer liquid is used such that in the extreme upper position of the plunger its outer surface, starting from the seal, is washed by the buffer liquid within at least the working stroke of the plunger.
Наличие тяжелой буферной жидкости (например, ртути, раствора бромида цинка - бромида кальция и др.) над верхней частью плунжера устраняет контакт откачиваемой жидкости с внешней поверхностью плунжера и позволяет перекачивать сильно загрязненные жидкости с большим содержанием твердых частиц и агрессивные среды, т.к. предотвращает попадание откачиваемой жидкости и ее ингредиентов в буферную жидкость, что, в свою очередь, уменьшает износ уплотнений и увеличивает срок службы насоса.The presence of a heavy buffer fluid (for example, mercury, zinc bromide solution - calcium bromide, etc.) above the upper part of the plunger eliminates the contact of the pumped liquid with the outer surface of the plunger and allows the pumping of heavily contaminated liquids with a high solids content and aggressive media, as prevents the pumped liquid and its ingredients from entering the buffer fluid, which in turn reduces seal wear and increases pump life.
Глубинный плунжерный насос позволяет работать с высоковязкими нефтями, что расширяет возможности использования парка имеющихся станков-качалок. Насос может работать при меньшем поступлении откачиваемой жидкости, чем производительность насоса, вплоть до полного отсутствия откачиваемой жидкости и работы насоса «всухую» без его повреждений и перегрева. При потере буферной жидкости насос продолжит работу в режиме обычного плунжерного насоса. Вышеперечисленные преимущества предлагаемого насоса позволяют увеличить надежность и межремонтный период насоса, а также расширить области его применения.The deep plunger pump allows you to work with high viscosity oils, which expands the possibilities of using the fleet of existing pumping units. The pump can operate with a lower intake of pumped liquid than the pump capacity, up to the complete absence of pumped liquid and the pump runs “dry” without damage and overheating. If the buffer fluid is lost, the pump will continue to operate as a regular plunger pump. The above advantages of the proposed pump can increase the reliability and overhaul period of the pump, as well as expand its field of application.
На чертеже схематически представлен продольный разрез предлагаемого насоса. Наличие жидкости в камерах и полостях показано стрелками.The drawing schematically shows a longitudinal section of the proposed pump. The presence of fluid in the chambers and cavities is indicated by arrows.
Глубинный плунжерный содержит корпус 1, насосную камеру 2 с всасывающим клапаном 3 и сообщенную при помощи нагнетательного клапана 4 с колонной насосно-компрессорных труб 5. В насосной камере 2 своей нижней частью расположен полый плунжер 6, соединенный с колонной штанг 7. Разделительная камера 8 заполнена расчетным объемом буферной жидкости 9, чтобы в крайнем верхнем положении плунжера 6 его наружная поверхность, начиная от верхнего уплотнения 10, в пределах рабочего хода плунжера 6 омывалась буферной жидкостью 9.The deep plunger includes a
Цилиндр 12 имеет полость 13, заполненную смазывающей жидкостью 14, и уплотнения 10 и 15 в верхней и нижней частях цилиндра 12 соответственно. В случае повышенного расхода смазывающей жидкости 14 над насосом дополнительно устанавливается питательная емкость с аналогичной смазывающей жидкостью 14, имеющая гидравлический канал с полостью 13 (не показан). На верхнем и нижнем концах плунжера, а при необходимости и на штангах установлены центраторы 16 из износоустойчивого материала, например из стеклонаполненного полиакриламида.The
Линия контакта буферной жидкости 9 с откачанной из скважины жидкостью 11 в крайнем нижнем положении плунжера 6 не должна быть выше выполненных в верхней части плунжера 6 выпускных отверстий.The contact line of the
В начале всасывания откачиваемой жидкости из скважины плунжер 6 находится в своей низшей точке. По мере перемещения колонны штанг 7 вверх плунжер 6 также перемещается вверх и увеличивается объем насосной камеры 2, что приводит к открытию всасывающего клапана 3, через который откачиваемая жидкость 11 начинает поступать в насосную камеру 2 из скважины. Откачиваемая жидкость 11 при закрытом нагнетательном клапане 4 и движении плунжера 6 вверх поступает в колонну насосно-компрессорных труб 5. Далее, по колонне насосно-компрессорных труб 5 откачиваемая из скважины жидкость 11 поступает на поверхность. При достижении плунжером 6 своей верхней точки перемещения заполнение насосной камеры 2 откачиваемой из скважины жидкостью 11 прекращается, закрывается всасывающий клапан 3 и начинается процесс нагнетания.At the beginning of the suction of the pumped fluid from the well, the
При нагнетании, создаваемом движением колонны штанг 7 вниз с плунжером 6, объем насосной камеры 2 уменьшается, что приводит к повышению давления в насосной камере 2 и, соответственно, к закрытию всасывающего клапана 3 и к открытию нагнетательного клапана 4. Как результат, откачиваемая жидкость 11 из насосной камеры 2 через нагнетательный клапан 4 поступает в полую часть плунжера 6 и через нее в колонну насосно-компрессорных труб 5. При достижении плунжером 6 своей низшей точки перемещения заканчивается процесс нагнетания и начинается описанный выше следующий цикл работы насоса.During injection, created by the movement of the column of
Настоящее изобретение может быть использовано в нефтедобывающей и других отраслях промышленности при добыче различных жидких сред из скважин.The present invention can be used in the oil and other industries in the production of various liquid media from wells.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010119175/06A RU2425253C1 (en) | 2010-05-14 | 2010-05-14 | Borehole plunger pump and protection method of upper part of plunger against impact of pumped liquid |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010119175/06A RU2425253C1 (en) | 2010-05-14 | 2010-05-14 | Borehole plunger pump and protection method of upper part of plunger against impact of pumped liquid |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2425253C1 true RU2425253C1 (en) | 2011-07-27 |
Family
ID=44753610
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010119175/06A RU2425253C1 (en) | 2010-05-14 | 2010-05-14 | Borehole plunger pump and protection method of upper part of plunger against impact of pumped liquid |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2425253C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2667551C2 (en) * | 2013-12-23 | 2018-09-21 | Бэйкер Хьюз Инкорпорейтед | Downhole motor driven reciprocating well pump |
-
2010
- 2010-05-14 RU RU2010119175/06A patent/RU2425253C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2667551C2 (en) * | 2013-12-23 | 2018-09-21 | Бэйкер Хьюз Инкорпорейтед | Downhole motor driven reciprocating well pump |
US10309381B2 (en) | 2013-12-23 | 2019-06-04 | Baker Hughes, A Ge Company, Llc | Downhole motor driven reciprocating well pump |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2369775C1 (en) | Sucker-rod pump of well | |
RU2489600C2 (en) | Borehole plunger pump drive | |
RU2425253C1 (en) | Borehole plunger pump and protection method of upper part of plunger against impact of pumped liquid | |
RU2498058C1 (en) | Oil-well sucker-rod pumping unit for water pumping to stratum | |
RU2393367C1 (en) | Bottom-hole unit | |
RU2440512C1 (en) | Bottom-hole differential oil pump | |
RU2413095C1 (en) | Bore-hole plunger pump | |
RU2321772C1 (en) | Oil-well sucker-rod pump | |
RU2425252C1 (en) | Borehole plunger pump and protection method of upper part of plunger against impact of pumped liquid | |
RU2360145C1 (en) | Oil-well pump | |
RU2440514C1 (en) | Oil-well pumping unit | |
RU2559679C1 (en) | Well sucker-rod pump | |
RU2506456C1 (en) | Borehole pump unit | |
RU183876U1 (en) | Bidirectional linear submersible pump unit | |
RU2519154C1 (en) | Downhole pump unit | |
RU2549937C1 (en) | Downhole pump | |
RU147653U1 (en) | DEEP BAR PUMP | |
RU2519153C1 (en) | Downhole pump unit | |
RU2493434C1 (en) | Hydraulic-driven pump set | |
RU2576560C1 (en) | Well sucker-rod pump | |
RU2559206C1 (en) | Downhole pump unit | |
RU2628840C1 (en) | Hydraulic borehole pump unit | |
RU153600U1 (en) | DUAL ACTION Borehole Pump | |
RU2704088C1 (en) | Deep gas bypass device for well operated by sucker-rod pump | |
RU70684U1 (en) | INSTALLATION FOR HYDROGEN LIQUID INJECTION OF A WELL IN A PETROLEUM OIL |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180515 |