RU2427729C1 - Borehole pneumatic displacement pump - Google Patents

Borehole pneumatic displacement pump Download PDF

Info

Publication number
RU2427729C1
RU2427729C1 RU2010124185/06A RU2010124185A RU2427729C1 RU 2427729 C1 RU2427729 C1 RU 2427729C1 RU 2010124185/06 A RU2010124185/06 A RU 2010124185/06A RU 2010124185 A RU2010124185 A RU 2010124185A RU 2427729 C1 RU2427729 C1 RU 2427729C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
pump
valve
working
channel
Prior art date
Application number
RU2010124185/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Михайлович Данч (RU)
Анатолий Михайлович Данч
Василий Алексеевич Новаев (RU)
Василий Алексеевич Новаев
Владимир Денисович Романов (RU)
Владимир Денисович Романов
Денис Владимирович Романов (RU)
Денис Владимирович Романов
Елена Владимировна Романова (RU)
Елена Владимировна Романова
Original Assignee
Анатолий Михайлович Данч
Василий Алексеевич Новаев
Владимир Денисович Романов
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 Анатолий Михайлович Данч, Василий Алексеевич Новаев, Владимир Денисович Романов filed Critical Анатолий Михайлович Данч
Priority to RU2010124185/06A priority Critical patent/RU2427729C1/en
Priority to PCT/RU2011/000195 priority patent/WO2011159191A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2427729C1 publication Critical patent/RU2427729C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04FPUMPING OF FLUID BY DIRECT CONTACT OF ANOTHER FLUID OR BY USING INERTIA OF FLUID TO BE PUMPED; SIPHONS
    • F04F1/00Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped
    • F04F1/06Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped the fluid medium acting on the surface of the liquid to be pumped
    • F04F1/08Pumps using positively or negatively pressurised fluid medium acting directly on the liquid to be pumped the fluid medium acting on the surface of the liquid to be pumped specially adapted for raising liquids from great depths, e.g. in wells

Abstract

FIELD: engines and pumps. ^ SUBSTANCE: borehole pneumatic displacement pump for operation in increased pressure gas medium refers to technical means for lifting fluids and can be used in any branches of economic activity for water, oil and condensate lifting from well bores. Pump includes working chambers alternatively connected by means of distribution mechanism to high and low pressure sources of working gas, and receiving and discharge valves. Pump includes control, main and valve sections, which are put on central pipe equipped with hole connected via discharge channel of waste and associated gases to control section equipped with breather installed on compressed gas channel. Float valves of double action are located in working chambers of the main section and equipped with constant magnets interacting with reed relay level sensors installed in control section. Receiving and discharge valves are combined into valve section. ^ EFFECT: creation of easy-to-manufacture and easy-to-operate, reliable, electrically safe pump with maximum working pressure of not more than 1,0 MPa, which provides the lift of gassy and still fluid with increased content of mechanical impurities and associated gas at single-stage and multi-stage fluid lifting method. ^ 6 dwg

Description

Скважинный пневматический насос замещения относится к техническим средствам для подъема жидкостей и может быть использован в любых отраслях хозяйственной деятельности для работы в среде газа повышенного давления, для подъема воды, нефти, конденсата из буровых скважин.A downhole pneumatic substitution pump refers to technical means for lifting liquids and can be used in any business sector for working in high pressure gas, for lifting water, oil, condensate from boreholes.

Известен «Насос» по патенту RU 2295065 от 2005.02.07, опубликован 2007.03.10, МПК F04F 1/04, который содержит цилиндр с днищем, снабженным всасывающим клапаном и фильтром, и головкой с входным патрубком, связанным с воздушным трубопроводом, а также выходным патрубком, который герметично связан посредством сварки или резьбового соединения с жидкостным трубопроводом и снабжен обратным клапаном. Трубопроводы размещены в обсадной трубе, свободный конец жидкостного трубопровода сообщен с емкостью регулятора частоты циклов. Насос снабжен компрессором и вакуумным насосом. Цилиндр выполнен в виде отрезка обсадной трубы, жестко связанного с торцевой поверхностью нижнего конца обсадной трубы, в которой размещены трубопроводы. Свободный конец воздушного трубопровода герметично связан с выходным патрубком компрессора и параллельно - с входным патрубком вакуумного насоса. Имеются датчики с возможностью взаимодействия с регулятором частоты циклов, а также передачи сигналов включения и выключения компрессора и вакуумного насоса на пульт управления.The well-known "Pump" according to patent RU 2295065 dated 2005.02.07, published 2007.03.10, IPC F04F 1/04, which contains a cylinder with a bottom equipped with a suction valve and filter, and a head with an inlet pipe connected to the air pipe, as well as the output a pipe that is hermetically connected by welding or threaded connection to the liquid pipe and is equipped with a check valve. Pipelines are placed in the casing, the free end of the liquid pipe is in communication with the capacity of the cycle frequency controller. The pump is equipped with a compressor and a vacuum pump. The cylinder is made in the form of a piece of casing, rigidly connected with the end surface of the lower end of the casing, in which the pipelines are placed. The free end of the air pipe is hermetically connected to the compressor outlet pipe and in parallel to the vacuum pump inlet pipe. There are sensors with the ability to interact with the cycle frequency controller, as well as transmit signals to turn on and off the compressor and the vacuum pump to the control panel.

Данный насос может быть использован только при подъеме воды с небольших глубин. Он сложен в изготовлении и обслуживании, так как рабочие элементы изготовлены и смонтированы как единое целое с обсадной трубой. Он обладает малой производительностью из-за наличия только одной рабочей камеры, поэтому подача жидкости на поверхность будет не непрерывная, а циклическая. Его невозможно применить при многоступенчатом подъеме жидкости из скважины.This pump can only be used when lifting water from shallow depths. It is difficult to manufacture and maintain, as the working elements are made and mounted as a unit with the casing. It has low productivity due to the presence of only one working chamber, so the supply of liquid to the surface will not be continuous, but cyclic. It cannot be used for multi-stage lifting of fluid from a well.

Известны также штанговые глубинные насосы (ШГН) (Справочник по добыче нефти. Авторы: В.В.Андреев, К.Р.Уразаков, В.У.Далимов и др.; Под ред. К.Р.Уразакова, М. OOO «Недра-Бизнесцентр», 2000, глава 5).Also known are deep-well sucker-rod pumps (SHG) (Oil production reference book. Authors: V.V.Andreev, K.R. Urazakov, V.U.Dalimov et al .; Edited by K.R. Urazakov, M. OOO “ Nedra-Business Center ”, 2000, chapter 5).

ШГН дороги в изготовлении из-за применения высоколегированных сталей и высокоточной обработки при изготовлении. Достаточно жесткие требования к насосно-компрессорным трубам (НКТ), применяемым при добыче штанговыми насосами, делают производство и эксплуатацию ШГН дорогими. У ШГН достаточно строгие требования к содержанию механических примесей в добываемой жидкости (до 3,5 г/л), а также к содержанию свободного газа (до 25 %). Прочность штанг и их деформации ограничивают глубину применения ШГН до 3200 м.SHGN is expensive in manufacturing due to the use of high alloy steels and high-precision machining in manufacturing. Rather stringent requirements for tubing used in the extraction of sucker rod pumps make the production and operation of SHGN expensive. SHGN has rather stringent requirements for the content of mechanical impurities in the produced fluid (up to 3.5 g / l), as well as for the content of free gas (up to 25%). The strength of the rods and their deformation limit the depth of application of the SHGN to 3200 m.

В результате добычи жидкости у ШГН наблюдается повышенный износ деталей глубинного насоса, а также обрыв штанг, поэтому приходится проводить частые ремонты.As a result of fluid production at the SHGN, increased wear of the parts of the downhole pump, as well as the breakage of the rods, is observed, so frequent repairs are necessary.

Наиболее близким техническим решением является «Пневматический насос замещения» по патенту RU 2016258 от 1991.07.01, опубликованному 1994.07.15, МПК 5 F04F 1/02. Он содержит рабочие камеры, попеременно подключаемые посредством механизма распределения к источникам высокого и низкого давления рабочего газа и с всасывающими и нагнетательными клапанами. При этом нагнетательный клапан поплавковый и отличается тем, что источник высокого и низкого давления выполнен в виде вакуум-компрессорного агрегата с воздухораспределительными коробками, связанными с механизмом распределения. Механизм распределения электрического типа. Одна из камер снабжена двухпоплавковым замыкателем контакта механизма распределения, при этом вакуум-компрессорный агрегат сообщен с каждой из рабочих камер через клапанные коробки посредством двух трубопроводов. Всасывающий клапан также поплавковый, а всасывающий и нагнетательный клапаны выполнены с изменяющейся величиной плавучести.The closest technical solution is the "Pneumatic replacement pump" according to patent RU 2016258 of 1991.07.01, published 1994.07.15, IPC 5 F04F 1/02. It contains working chambers, alternately connected by means of a distribution mechanism to sources of high and low pressure of the working gas and with suction and discharge valves. At the same time, the discharge valve is float-operated and differs in that the source of high and low pressure is made in the form of a vacuum compressor unit with air distribution boxes connected to the distribution mechanism. Electric type distribution mechanism. One of the chambers is equipped with a double-fused contact closure of the distribution mechanism contact, while the vacuum-compressor unit is in communication with each of the working chambers through valve boxes through two pipelines. The suction valve is also float-operated, and the suction and discharge valves are made with a variable buoyancy value.

Насос предназначен только для перекачки жидкости на поверхности и не может применяться при подъеме жидкости из скважин, он имеет громоздкую и ненадежную систему управления.The pump is intended only for pumping liquid on the surface and cannot be used when lifting liquid from wells, it has a bulky and unreliable control system.

Задачей предлагаемого технического решения является создание простого в изготовлении и обслуживании, надежного в работе, электрически безопасного насоса с максимальным рабочим давлением не более 1,0 МПа, обеспечивающего подъем газированной и негазированной жидкости с повышенным содержанием механических примесей и попутного газа при одноступенчатом и многоступенчатом способе подъема жидкости.The objective of the proposed technical solution is to create an easy to manufacture and maintain, reliable in operation, electrically safe pump with a maximum working pressure of not more than 1.0 MPa, which provides a rise in carbonated and non-carbonated liquids with a high content of mechanical impurities and associated gas in a single-stage and multi-stage lifting method liquids.

Задача решена за счет скважинного пневматического насоса замещения, содержащего рабочие камеры, попеременно подключаемые посредством механизма распределения к источникам высокого и низкого давления рабочего газа, и приемные и нагнетательные клапаны, при этом насос содержит управляющую, основную и клапанную секции, нанизанные на центральную трубу, снабженную отверстием, соединенным каналом отвода отработавших и попутных газов с управляющей секцией, оснащенной сапуном, установленным на канал сжатого газа; поплавковые клапаны двойного действия расположены в рабочих камерах основной секции и снабжены постоянными магнитами, взаимодействующими с герконовыми датчиками уровня, установленными в управляющей секции; приемные и нагнетающие клапаны объединены в клапанную секцию.The problem is solved by a downhole pneumatic substitution pump, comprising working chambers alternately connected by means of a distribution mechanism to sources of high and low pressure of the working gas, and receiving and pressure valves, while the pump contains a control, main and valve section strung on a central pipe equipped with an opening connected to the exhaust and associated gas exhaust channel with a control section equipped with a breather mounted on the compressed gas channel; double-acting float valves are located in the working chambers of the main section and are equipped with permanent magnets that interact with reed level sensors installed in the control section; suction and discharge valves are combined into a valve section.

Разделение насоса на управляющую, основную и клапанную секции, нанизанные на центральную трубу, позволяет изолировать пневмораспределитель и управляющий блок от попадания добываемой жидкости из рабочих камер и каналов основной и клапанной секции.The separation of the pump into the control, main and valve sections strung on the central pipe allows isolating the pneumatic distributor and control unit from ingress of the produced fluid from the working chambers and channels of the main and valve sections.

Снабжение центральной трубы отверстием, соединенным с каналом отвода отработавших и попутных газов управляющей секции, позволяет использовать центральную трубу не только в качестве несущей, но и для отвода отработавших и попутных газов.Providing the central pipe with an opening connected to the exhaust channel and associated gases of the control section allows the central pipe to be used not only as a carrier, but also for exhaust and associated gases.

Оснащение управляющей секции сапуном, установленным на канал сжатого газа, позволяет обеспечить подачу сжатого газа из затрубного пространства через пневмораспределитель, расположенный в управляющей секции, в рабочие камеры.Equipping the control section with a breather installed on the compressed gas channel allows the supply of compressed gas from the annulus through a pneumatic distributor located in the control section to the working chambers.

Расположение поплавковых клапанов двойного действия в рабочих камерах основной секции и снабжение их постоянными магнитами, взаимодействующими с герконовыми датчиками уровня, установленными в управляющей секции, позволяет в нижнем положении перекрывать утечку сжатого газа, а в верхнем положении запускать управление пневмораспределителем без электрического контакта между управляющей и основной секциями.The location of the double-acting float valves in the working chambers of the main section and the supply of them with permanent magnets interacting with reed level sensors installed in the control section allows shutting off the compressed gas leak in the lower position and in the upper position start controlling the air distributor without electrical contact between the control and main sections.

Объединение приемных и нагнетающих клапанов в клапанную секцию обеспечивает удобство производства, сборки и обслуживания.The combination of suction and discharge valves in the valve section provides ease of production, assembly and maintenance.

Скважинный пневматический насос замещения для работы в среде газа повышенного давления изображен на чертежах, где фиг.1 - внешний вид насоса замещения, фиг.2 - схема подключения насоса, фиг.3 - принципиальная схема насоса, фиг.4, 5, 6 - порядок работы насоса.A downhole pneumatic displacement pump for operation in a high-pressure gas environment is shown in the drawings, where Fig. 1 is an external view of a displacement pump, Fig. 2 is a pump connection diagram, Fig. 3 is a circuit diagram of a pump, Figs. 4, 5, 6 are an order pump operation.

На фиг.1, 2, 3, 4, 5 и 6 изображены: центральная труба 1, управляющая секция 2 насоса, основная секция 3 насоса, клапанная секция 4 насоса, приемный патрубок 5, нагнетательный патрубок 6, нижний электрический разъем 7, верхний электрический разъем 8, сапун 9, обсадная труба 10 скважины, приёмная труба 11, несущий тройник 12 приемной трубы, несущий стержень 13 приемной трубы, соединительная муфта 14 трубопровода добываемой жидкости, соединительная муфта 15 несущего трубопровода, одновременно являющаяся монтажной, соединительный патрубок 16, несущий трубопровод 17, одновременно служащий для отвода отработавшего и попутного газов, трубопровод 18 подъема добываемой жидкости, электрический кабель 19, заглушка 20 нижнего разъема электропитания насоса нижней ступени, первая рабочая камера 21, вторая рабочая камера 22, поплавковая камера 23 первой рабочей камеры, поплавковая камера 24 второй рабочей камеры, первый магнитный поплавковый клапан 25 двойного действия, второй магнитный поплавковый клапан 26 двойного действия, седло 27 первой рабочей камеры, седло 28 второй рабочей камеры, верхнее седло 29 первой рабочей камеры, верхнее седло 30 второй рабочей камеры, герконовый датчик 31 уровня первой камеры, герконовый датчик 32 уровня второй камеры, приемный клапан 33 первой рабочей камеры, приемный клапан 34 второй рабочей камеры, нагнетательный клапан 35 первой рабочей камеры, нагнетательный клапан 36 второй рабочей камеры, канал 37 приемный, нагнетательный канал 38, сквозной провод 39 цепи электропитания, провод 40 электропитания блока управления, провод 41 управления первым электромагнитом пневмораспределителя, провод 42 управления вторым электромагнитом пневмораспределителя, провод 43 герконового датчика первой рабочей камеры, провод 44 герконового датчика второй рабочей камеры, отверстие 45 для отвода отработавших газов, канал 46 для отвода отработавшего газа, канал 47 для подачи и отвода рабочего газа в первую рабочую камеру, канал 48 для подачи и отвода рабочего газа во вторую рабочую камеру, электронный управляющий блок 49, канал 50 сжатого газа, электрический пневмораспределитель 51, перфорационные отверстия 52 обсадной трубы, добываемая жидкость 53, фильтрующая насадка 54 приемной трубы.Figure 1, 2, 3, 4, 5 and 6 show: the central pipe 1, the control section 2 of the pump, the main section 3 of the pump, the valve section 4 of the pump, the inlet pipe 5, the discharge pipe 6, the lower electrical connector 7, the upper electrical connector 8, breather 9, casing 10 of the well, receiving pipe 11, bearing tee 12 of the receiving pipe, bearing rod 13 of the receiving pipe, coupler 14 of the produced fluid pipe, coupler 15 of the carrier pipe, at the same time mounting, connecting pipe 16, bearing pipe d 17, at the same time serving for exhaust and associated gas removal, produced fluid lifting pipe 18, electric cable 19, plug 20 of the lower power connector of the lower stage pump, first working chamber 21, second working chamber 22, float chamber 23 of the first working chamber, float chamber 24 of the second working chamber, the first double-acting magnetic float valve 25, the second double-acting magnetic float valve 26, the seat 27 of the first working chamber, the seat 28 of the second working chamber, the upper seat 29 of the first slave eyes of the chamber, upper saddle 30 of the second working chamber, reed switch 31 of the first chamber, reed switch 32 of the second chamber, receiving valve 33 of the first working chamber, receiving valve 34 of the second working chamber, pressure valve 35 of the first working chamber, pressure valve 36 of the second working cameras, channel 37 receiving, discharge channel 38, through wire 39 of the power supply circuit, wire 40 of the power supply to the control unit, control wire 41 of the first electromagnet of the pneumatic distributor, wire 42 of the control of the second pneumatic distributor, wire 43 of the reed switch of the first working chamber, wire 44 of the reed switch of the second working chamber, a hole 45 for exhaust gas, channel 46 for exhaust gas, channel 47 for supplying and discharging working gas to the first working chamber, channel 48 for supplying and exhaust gas to the second working chamber, an electronic control unit 49, a channel 50 of compressed gas, an electric pneumatic valve 51, perforations 52 of the casing, produced fluid 53, a filter nozzle 54 of the receiving pipe.

Скважинный пневматический насос замещения для работы в среде газа повышенного давления выполнен следующим образом.Downhole pneumatic displacement pump for operation in a gas environment of high pressure is as follows.

Скважинный насос выполнен в виде модуля (фиг.1 и 3). Он состоит из трех секций: управляющей 2, основной 3 и клапанной 4, которые закреплены на центральной трубе 1, служащей для отвода отработавшего газа и являющейся составной частью несущего трубопровода 17.The downhole pump is made in the form of a module (figures 1 and 3). It consists of three sections: control 2, main 3 and valve 4, which are mounted on the central pipe 1, which serves to exhaust the exhaust gas and which is an integral part of the carrier pipe 17.

Через все секции проходит провод сквозной цепи электропитания 39, соединенный с разъемами 7 и 8. Он служит для передачи электропитания к блоку управления 49.Through all sections passes a wire through the power supply circuit 39, connected to the connectors 7 and 8. It serves to transmit power to the control unit 49.

В управляющей секции 2 размещены:In the control section 2 are located:

- пневмораспределитель 51 для попеременной подачи высокого и низкого давления в первую и вторую рабочие камеры 21 и 22;- a pneumatic valve 51 for alternately supplying high and low pressure to the first and second working chambers 21 and 22;

- блок управления 49, предназначенный для управления пневмораспределителем 51;- a control unit 49 for controlling a pneumatic distributor 51;

- седло 29, предназначенное для подачи и удаления рабочего газа, а также для предотвращения попадания добываемой жидкости в канал 47 из первой рабочей камеры, путем перекрытия его поплавковым клапаном 25, при достижении им верхнего положения в процессе приема жидкости;- a seat 29, designed to supply and remove the working gas, as well as to prevent ingress of produced fluid into the channel 47 from the first working chamber, by blocking it with a float valve 25, when it reaches its upper position in the process of fluid intake;

- седло 30, предназначенное для подачи и удаления рабочего газа, а также для предотвращения попадания добываемой жидкости в канал 48 из второй рабочей камеры, путем перекрытия его поплавковым клапаном 26, при достижении им верхнего положения в процессе приема жидкости;- a seat 30, designed to supply and remove the working gas, as well as to prevent ingress of the produced fluid into the channel 48 from the second working chamber, by blocking it with a float valve 26, when it reaches its upper position during fluid intake;

- герконовый датчик уровня 31, который предназначен для подачи сигнала при заполнении жидкостью первой рабочей камеры 21 по проводу 43 на блок управления 49;- reed switch level sensor 31, which is designed to signal when filling the first working chamber 21 with liquid through wire 43 to the control unit 49;

- герконовый датчик уровня 32, который предназначен для подачи сигнала при заполнении жидкостью второй рабочей камеры 22 по проводу 44 на блок управления 49;- reed switch level sensor 32, which is designed to signal when filling with liquid the second working chamber 22 through wire 44 to the control unit 49;

- канал нагнетательный 38, который также проходит через секции 3 и 4 и соединяет нагнетательные клапаны 35 и 36 с нагнетательным патрубком 6;- discharge channel 38, which also passes through sections 3 and 4 and connects the discharge valves 35 and 36 with the discharge pipe 6;

- провод электропитания 40 блока управления 49, соединеный со сквозным проводом цепи электропитания 39;- power wire 40 of the control unit 49 connected to the through wire of the power circuit 39;

- канал сжатого газа 50, соединяющий сапун 9 с пневмораспределителем 51;- a channel of compressed gas 50 connecting the breather 9 with the pneumatic valve 51;

- канал отработавшего газа 46, соединяющий пневмораспределитель 51 с трубопроводом отработавшего газа 1 через отверстие для отработавших газов 45;- an exhaust gas channel 46 connecting the pneumatic distributor 51 to the exhaust gas pipe 1 through an exhaust opening 45;

- провод 41 управления первым электромагнитом пневмораспределителя 51, соединенный с блоком управления 49;- the control wire 41 of the first electromagnet of the pneumatic valve 51 connected to the control unit 49;

- провод 42 управления вторым электромагнитом пневмораспределителя 51, соединенный с блоком управления 49;- a control wire 42 of the second electromagnet of the pneumatic distributor 51 connected to the control unit 49;

- канал 47 для подачи в первую рабочую камеру 21 и отвода из неё рабочего газа, соединяющий пневмораспределитель 51 с седлом 29;- channel 47 for supplying to the first working chamber 21 and for removing working gas from it, connecting the pneumatic distributor 51 to the seat 29;

- канал 48 для подачи во вторую рабочую камеру 22 и отвода из неё рабочего газа, соединяющий пневмораспределитель 51 с седлом 30.- channel 48 for supplying to the second working chamber 22 and for removing working gas from it, connecting the valve 51 to the seat 30.

К верхнему торцу управляющей секции 2 крепят:To the upper end of the control section 2 are attached:

- патрубок нагнетательный 6 на нагнетательный канал 38;- discharge pipe 6 to the discharge channel 38;

- сапун 9 на канал сжатого газа 50;- breather 9 to the channel of compressed gas 50;

- разъем электропитания 8 верхний к сквозному проводу цепи электропитания 39.- power connector 8 upper to the through wire of the power supply circuit 39.

В основной секции 3 размещены:In the main section 3 are placed:

- первая рабочая камера 21;- first working chamber 21;

- поплавковая камера 23, соединенная с первой рабочей камерой 21;- a float chamber 23 connected to the first working chamber 21;

- клапан магнитный поплавковый двойного действия 25 в поплавковой камере 23;- double-acting magnetic float valve 25 in the float chamber 23;

- вторая рабочая камера 22;- second working chamber 22;

- поплавковая камера 24, соединенная с второй рабочей камерой 22;- a float chamber 24 connected to a second working chamber 22;

- клапан магнитный поплавковый двойного действия 26 в поплавковой камере 24.- double-acting magnetic float valve 26 in the float chamber 24.

В клапанной секции 4 размещены:In the valve section 4 are placed:

- седло 27, которое предназначено для предотвращения утечки сжатого газа из рабочей камеры 21 путем его перекрытия поплавковым клапаном 25 в режиме ожидания или в процессе работы насоса после цикла вытеснения жидкости;- a seat 27, which is designed to prevent leakage of compressed gas from the working chamber 21 by blocking it with a float valve 25 in standby mode or during pump operation after a fluid displacement cycle;

- седло 28, которое предназначено для предотвращения утечки сжатого газа из рабочей камеры 22 путем его перекрытия поплавковым клапаном 26 в режиме ожидания или в процессе работы насоса после цикла вытеснения жидкости;- a seat 28, which is designed to prevent leakage of compressed gas from the working chamber 22 by blocking it with a float valve 26 in standby mode or during pump operation after a fluid displacement cycle;

- приемный клапан 33 первой рабочей камеры 21;- a receiving valve 33 of the first working chamber 21;

- приемный клапан 34 второй рабочей камеры 22;- a receiving valve 34 of the second working chamber 22;

- нагнетательный клапан 35 первой рабочей камеры 21;- discharge valve 35 of the first working chamber 21;

- нагнетательный клапан 36 второй рабочей камеры 22;- discharge valve 36 of the second working chamber 22;

- канал приемный 37, который соединяет приемный патрубок 5 с приемными клапанами 33 и 34.- receiving channel 37, which connects the receiving pipe 5 with the receiving valves 33 and 34.

К нижнему торцу клапанной секции 4 крепят:To the lower end of the valve section 4 is attached:

- приемный патрубок 5 на приемный канала 37;- receiving pipe 5 to the receiving channel 37;

- разъем электропитания нижний 7 к сквозному проводу цепи электропитания 39.- power connector bottom 7 to the through wire of the power circuit 39.

При подготовке к эксплуатации скважинный пневматический насос замещения для работы в среде газа повышенного давления монтируют следующим образом.In preparation for operation, a downhole pneumatic displacement pump for operation in a high-pressure gas medium is mounted as follows.

На фиг. 2 показана схема монтажа. К нижнему концу центральной трубы насоса присоединен муфтой 15 несущий стержень приемной трубы 13, к которому закреплен тройник приемной трубы 12 с приемной трубой 11. Приемный патрубок 5 соединен с тройником приемной трубы 12 посредством соединительного патрубка 16 и соединительных муфт 14. На нижний электрический разъем 7 герметично установлена заглушка 20. К верхнему концу центральной трубы 1 присоединен муфтой 15 несущий трубопровод 17, одновременно служащий для отвода отработавшего и попутного газов, а к нагнетательному патрубку 6 муфтой 14 - трубопровод 18 подъема добываемой жидкости. К разъему электрическому верхнему 8 подключен электрический кабель 19. Насос в собранном состоянии опускают в обсадную трубу скважины 10 с обязательным погружением в добываемую жидкость на глубину 10-25 м.In FIG. 2 shows a wiring diagram. A supporting rod 13 of the receiving pipe 13 is attached to the lower end of the central pipe of the pump, to which a tee of the receiving pipe 12 is attached to the receiving pipe 11. The receiving pipe 5 is connected to the tee of the receiving pipe 12 by means of a connecting pipe 16 and connecting couplings 14. To the lower electrical connector 7 hermetically sealed plug 20. To the upper end of the Central pipe 1 is connected to the sleeve 15 of the supporting pipe 17, at the same time serving to exhaust and associated gases, and to the discharge pipe 6 by the coupling 14 - tr plumbing 18 lifting the produced fluid. An electric cable 19 is connected to the upper electrical connector 8. The pump, when assembled, is lowered into the casing of the well 10 with a mandatory immersion in the produced fluid to a depth of 10-25 m.

Перед включением смонтированного скважинного насоса создают в затрубном пространстве скважины повышенное давление рабочего газа. При добыче негазированной жидкости рабочим газом служит атмосферный воздух, а газированной - попутный газ.Before switching on the mounted well pump, an increased working gas pressure is created in the annulus of the well. In the production of non-carbonated liquid, atmospheric air is the working gas, and associated gas is the associated gas.

Под действием повышенного давления статический уровень жидкости в скважине понизится и насос окажется выше уровня жидкости. Соответственно, газ, поступающий в одну из рабочих камер насоса, через сапун 9, канал сжатого газа 50, пневмораспределитель 51 и по каналам 47 или 48 (в зависимости от положения пневмораспределителя 51), вытесняет жидкость из рабочей камеры 21 или 22. При этом поплавковый клапан 25 или 26 опускается и перекрывает седла 27 или 28, предотвращая тем самым утечку сжатого газа в трубопровод добываемой жидкости 18. Вторая рабочая камера в это время остается заполненной жидкостью. Жидкость в трубопроводе добываемой жидкости 18 при этом остается примерно на прежнем уровне, так как давление в ней атмосферное или меняется незначительно, так как доступ газа высокого давления в нее отсутствует.Under the influence of increased pressure, the static liquid level in the well will decrease and the pump will be higher than the liquid level. Accordingly, the gas entering one of the working chambers of the pump, through a breather 9, a channel of compressed gas 50, a pneumatic distributor 51 and channels 47 or 48 (depending on the position of the pneumatic distributor 51), displaces the liquid from the working chamber 21 or 22. In this case, the float the valve 25 or 26 lowers and closes the seats 27 or 28, thereby preventing leakage of compressed gas into the pipeline of the produced fluid 18. The second working chamber at this time remains filled with fluid. The liquid in the pipeline of the produced fluid 18 remains approximately the same, since the pressure in it is atmospheric or changes insignificantly, since there is no access of high pressure gas to it.

Скважинный пневматический насос замещения для работы в среде газа повышенного давления работает следующим образом.A downhole pneumatic displacement pump for operation in a high pressure gas environment operates as follows.

На момент подачи электроэнергии для управления насосом в затрубном пространстве находится рабочий газ под высоким давлением (фиг.4). Рабочий газ также находится в рабочей камере 21, а другая рабочая камера 22 заполнена жидкостью. Поплавковый клапан 26, находясь в верхнем положении, перекрывает седло 30 и тем самым препятствует попаданию жидкости в центральную трубу 1, связанную с трубопроводом отработавшего газа 17, а магнит, встроенный в него, включает герконовый датчик 32. В центральной трубе 1, связанной с трубопроводом отработавшего газа 17, сохраняется низкое давление. При подаче электроэнергии по кабелю 19 герконовый датчик 32 дает сигнал по проводу 44 на блок управления 49, который формирует команду и передает ее по проводу 42 на переключение пневмораспределителя 51. После переключения пневмораспределителя 51 (фиг.5) в камеру 22 начинает поступать сжатый газ из затрубного пространства через сапун 9 по каналу 50 и 48 и вытеснять жидкость из рабочей камеры 22 в трубопровод 18 через седло 28, нагнетательный клапан 36 и по каналу 38. В это же время из камеры 21 сжатый газ удаляется в центральную трубу 1, связанную с трубопроводом отработавшего газа 17, по каналам 47 и 46 через пневмораспределитель 51 и отверстие 45 для отвода отработавших газов. В результате понижения давления в камере 21 в неё поступает жидкость под напором через седло 27, клапан 33 и по приемному каналу 37 из приемной трубы 11. При завершении процесса вытеснения жидкости из камеры 22 поплавковый клапан 26 перекрывает седло 28, предотвращая утечку сжатого газа. В это время при заполнении камеры 21 поплавковый клапан 25, всплывая, перекрывает седло 29, одновременно замыкая герконовый датчик 31, в результате чего происходит переключение пневмораспределителя 51. После переключения пневмораспределителя 51 (фиг.6) в камеру 21 поступает сжатый газ и вытесняет жидкость через седло 27 и клапан 35 в нагнетательный канал 38 и далее в трубопровод 18. Одновременно из камеры 22 сжатый газ удаляется в центральную трубу 1, связанную с трубопроводом отработавшего газа 17, по каналам 48 и 46 через пневмораспределитель 51 и отверстие 45 для отвода отработавших газов. В результате в камере 22 создается низкое давление и в неё поступает жидкость через седло 28, клапан 34 и по каналу 37 из приемной трубы 11. Добываемая жидкость по трубопроводу 18 поднимается вверх, а отработавший газ удаляется в центральную трубу 1, связанную с трубопроводом отработавшего газа 17. Таким образом, непрерывно чередуя циклы приема и вытеснения в рабочих камерах 21 и 22, насос создает непрерывный поток жидкости в трубопроводе 18 до тех пор, пока не будет отключено его электропитание.At the time of supply of electricity to control the pump in the annulus is the working gas under high pressure (figure 4). The working gas is also located in the working chamber 21, and the other working chamber 22 is filled with liquid. The float valve 26, in the upper position, closes the seat 30 and thereby prevents liquid from entering the central pipe 1 connected to the exhaust gas pipe 17, and the magnet built into it includes a reed switch 32. In the central pipe 1 connected to the pipe exhaust gas 17, low pressure is maintained. When power is supplied via cable 19, the reed switch 32 gives a signal through wire 44 to control unit 49, which generates a command and transmits it through wire 42 to switch the air distributor 51. After switching the air distributor 51 (Fig. 5), compressed gas begins to flow from chamber 22 from annular space through the breather 9 through channel 50 and 48 and displace the fluid from the working chamber 22 into the pipe 18 through the seat 28, the discharge valve 36 and the channel 38. At the same time, compressed gas is removed from the chamber 21 into the central pipe 1 connected to the pipeline ohm exhaust gas 17, through the channels 47 and 46 via way valve 51 and an opening 45 for discharging the exhaust gases. As a result of lowering the pressure in the chamber 21, liquid flows under pressure through the seat 27, valve 33 and through the intake channel 37 from the intake pipe 11. When the process of displacing the liquid from the chamber 22 is completed, the float valve 26 closes the seat 28, preventing the leakage of compressed gas. At this time, when filling the chamber 21, the float valve 25, floating up, closes the seat 29, at the same time closing the reed switch 31, as a result of which the valve 51 is switched. After switching the valve 51 (Fig. 6), compressed gas enters the chamber 21 and displaces the liquid through a seat 27 and a valve 35 into the discharge channel 38 and then into the pipe 18. Simultaneously, from the chamber 22, the compressed gas is removed into the Central pipe 1 connected to the exhaust gas pipe 17, through channels 48 and 46 through the valve 51 and the hole Ie 45 for exhaust gas. As a result, low pressure is created in the chamber 22 and liquid enters into it through the seat 28, valve 34 and through the channel 37 from the receiving pipe 11. The produced liquid rises upward through the pipe 18 and the exhaust gas is removed into the central pipe 1 connected to the exhaust gas pipeline 17. Thus, by continuously alternating the reception and displacement cycles in the working chambers 21 and 22, the pump creates a continuous flow of fluid in the pipe 18 until its power supply is turned off.

Насос может быть использован в качестве верхнего, нижнего и промежуточного взаимозаменяемых модулей установок для добычи газированной и негазированной жидкости без изменений, как при одноступенчатом подъеме жидкости, когда глубина добычи небольшая (до 50 м), так и при многоступенчатом, когда глубина добычи большая (5000 м и более).The pump can be used as the upper, lower and intermediate interchangeable modules of plants for the production of carbonated and non-carbonated liquids without changes, both with single-stage lifting of the liquid when the production depth is small (up to 50 m), and with multi-stage when the production depth is large (5000 m and more).

Модули работают в среде рабочего газа повышенного давления, который создается в затрубном пространстве, в обсадной трубе скважины, где смонтированы насосы. В качестве рабочего газа служит или атмосферный воздух при добыче негазированной жидкости, или попутный газ при добыче газированной жидкости.The modules operate in an environment of high pressure working gas, which is created in the annulus, in the casing of the well where the pumps are mounted. The working gas is either atmospheric air in the production of non-carbonated liquid, or associated gas in the production of carbonated liquid.

Техническим эффектом является создание простого в изготовлении и обслуживании, надежного в работе, электрически безопасного насоса с максимальным рабочим давлением не более 1,0 МПа, обеспечивающего подъем газированной и негазированной жидкости с повышенным содержанием механических примесей и попутного газа при одноступенчатом и многоступенчатом способе подъема жидкости, за счет скважинного пневматического насоса замещения, содержащего рабочие камеры, попеременно подключаемые посредством механизма распределения к источникам высокого и низкого давления рабочего газа, и приемные и нагнетательные клапаны, при этом насос содержит управляющую, основную и клапанную секции, нанизанные на центральную трубу, снабженную отверстием, соединенным каналом отвода отработавших и попутных газов с управляющей секцией, оснащенной сапуном, установленным на канал сжатого газа; поплавковые клапаны двойного действия расположены в рабочих камерах основной секции и снабжены постоянными магнитами, взаимодействующими с герконовыми датчиками уровня, установленными в управляющей секции; приемные и нагнетающие клапаны объединены в клапанную секцию.The technical effect is the creation of an easy to manufacture and maintain, reliable, electrically safe pump with a maximum working pressure of not more than 1.0 MPa, which provides the lifting of carbonated and non-carbonated liquids with a high content of mechanical impurities and associated gas in a single-stage and multi-stage method of lifting the liquid, due to the borehole pneumatic displacement pump containing working chambers, alternately connected by means of a distribution mechanism to sources, it is high low and low pressure of the working gas, and receiving and discharge valves, while the pump contains a control, main and valve sections strung on a central pipe equipped with an opening connected to the exhaust and associated gas exhaust channel with a control section equipped with a breather installed on the compressed channel gas; double-acting float valves are located in the working chambers of the main section and are equipped with permanent magnets that interact with reed level sensors installed in the control section; suction and discharge valves are combined into a valve section.

Claims (1)

Скважинный пневматический насос замещения, содержащий рабочие камеры, попеременно подключаемые посредством механизма распределения к источникам высокого и низкого давления рабочего газа, приемные и нагнетательные клапаны, отличающийся тем, что насос содержит управляющую, основную и клапанную секции, нанизанные на центральную трубу, снабженную отверстием, соединенным каналом отвода отработавших и попутных газов с управляющей секцией, оснащенной сапуном, установленным на канал сжатого газа; поплавковые клапаны двойного действия, расположенные в рабочих камерах основной секции и снабженные постоянными магнитами, взаимодействующими с герконовыми датчиками уровня, установленными в управляющей секции, а приемные и нагнетающие клапаны объединены в клапанную секцию. A downhole pneumatic displacement pump, comprising working chambers alternately connected by means of a distribution mechanism to sources of high and low pressure of the working gas, receiving and pressure valves, characterized in that the pump comprises a control, main and valve section strung on a central pipe provided with an opening connected a channel for exhaust and associated gases with a control section equipped with a breather mounted on a channel of compressed gas; double-acting float valves located in the working chambers of the main section and equipped with permanent magnets interacting with reed level sensors installed in the control section, and suction and discharge valves are combined in the valve section.
RU2010124185/06A 2010-06-16 2010-06-16 Borehole pneumatic displacement pump RU2427729C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010124185/06A RU2427729C1 (en) 2010-06-16 2010-06-16 Borehole pneumatic displacement pump
PCT/RU2011/000195 WO2011159191A1 (en) 2010-06-16 2011-03-28 Pneumatic downhole displacement pump

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010124185/06A RU2427729C1 (en) 2010-06-16 2010-06-16 Borehole pneumatic displacement pump

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2427729C1 true RU2427729C1 (en) 2011-08-27

Family

ID=44756801

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010124185/06A RU2427729C1 (en) 2010-06-16 2010-06-16 Borehole pneumatic displacement pump

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2427729C1 (en)
WO (1) WO2011159191A1 (en)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1059276A1 (en) * 1981-11-26 1983-12-07 Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Компрессорного И Холодильного Машиностроения Pneumatic immersion displacement plant
SU1590687A1 (en) * 1988-10-04 1990-09-07 Всесоюзный научно-исследовательский институт по сбору, подготовке и транспорту нефти и нефтепродуктов Pump for feeding gas-liquid mixture
SU1746079A1 (en) * 1990-04-09 1992-07-07 Государственный Проектный, Научно-Исследовательский, Конструкторский Институт "Красноярский Промстройниипроект" Pump plant
RU2016258C1 (en) * 1991-07-01 1994-07-15 Войсковая часть 68054 Pneumatic replacement pump
AU2004200667A1 (en) * 2003-02-20 2004-09-09 Jones, James Stephen Pump
RU90859U1 (en) * 2009-10-08 2010-01-20 Анатолий Михайлович Данч SYSTEM OF MULTI-STAGE LIFTING OF LIQUIDS FROM DRILLING WELLS

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011159191A1 (en) 2011-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102450732B1 (en) Hydraulically driven double-acting positive displacement pump system for producing fluid from a deviated well hole
RU90859U1 (en) SYSTEM OF MULTI-STAGE LIFTING OF LIQUIDS FROM DRILLING WELLS
CN103328807A (en) Fuel level sensor for marine fuel vapor separator external to unit
CN101781979B (en) Hydraulic driving oil extraction equipment
CN101672174B (en) Energy-saving uninterrupted non-rod oil pumping device
EA016743B1 (en) Assembly and method for production of gas or gas and condensate/oil
RU2427729C1 (en) Borehole pneumatic displacement pump
RU2421636C1 (en) Gasified liquid extraction plant
CN203702099U (en) Automatic reversing locked hydraulic driving rod-less oil extraction device
RU2427728C1 (en) Procedure for extraction of reservoir gassy fluid
CN113653468B (en) Hydraulic direct-drive rodless heating oil production device in well
RU2424448C1 (en) Procedure for extraction of reservoir degassed fluid
RU2421635C1 (en) Still liquid extraction plant
RU2506456C1 (en) Borehole pump unit
CN102720663A (en) Special oil-well pump for multifunctional submersible linear motor
CN106014910B (en) Combined type double acting rod-type pumping unit and its oil production method
RU2403444C1 (en) Method for production of gassed bed fluid
RU2403458C1 (en) Deep-well air-operated displacement pump
CN103939319B (en) Three-tube type linear dynamo oil pump
RU2403443C1 (en) Method for production of bed non-gassed fluid
CN101839244A (en) Automatic water guide device of sewage pump
CN101290012B (en) Vertical type drive axle-free submerged pump
RU2440514C1 (en) Oil-well pumping unit
RU2628840C1 (en) Hydraulic borehole pump unit
CN205000953U (en) Hydraulic pressure oil production device that oil extraction was used

Legal Events

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

Effective date: 20150617