RU2506458C2 - Насосная установка - Google Patents
Насосная установка Download PDFInfo
- Publication number
- RU2506458C2 RU2506458C2 RU2012113982/06A RU2012113982A RU2506458C2 RU 2506458 C2 RU2506458 C2 RU 2506458C2 RU 2012113982/06 A RU2012113982/06 A RU 2012113982/06A RU 2012113982 A RU2012113982 A RU 2012113982A RU 2506458 C2 RU2506458 C2 RU 2506458C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plunger
- rod
- cylinder
- filler
- pump
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Reciprocating Pumps (AREA)
- Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в скважинных насосных установках для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин. Установка содержит плунжерный насос с возвратно-поступательным движением плунжера за счет продольной упругой деформации полого штока с наполнителем, верхний конец которого закреплен на устье скважины. Цилиндр закреплен с помощью накера на обсадной колонне. Наполнитель выполнен в виде груза, подвешенного на канате, а возвратно-поступательные движения плунжера осуществляются за счет подъема и опускания груза на дно штока. Повышается напор и обеспечивается работоспособность насосных установок при значительном содержании газа в скважинной жидкости. 3 ил.
Description
Изобретение относится к скважинным насосным установкам и может использоваться для добычи нефти, воды и других жидкостей из скважин.
Известна установка глубинного штангового насоса по книге Богданов А.А. Погружные центробежные электронасосы для добычи нефти (расчет и конструкция). Издательство «НЕДРА», Москва 1968 г., стр.29-30. Основной недостаток этой насосной установки, кроме прочих, заключается в ограниченной высоте подъема жидкости, не более 2000 м, а также в том, что при откачке газожидкостной смеси установка не может обеспечить необходимую степень сжатия газа для открытия обратного клапана. В связи с этим установка не способна работать при повышенном содержании газа в скважинной жидкости.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является насосная установка, известная по патенту на изобретение RU 2378534 C1, МПК7 F04B 47/08 от 10.01.2010 г., содержащая плунжерный насос, цилиндр и мембранно-клапанная система которого неподвижно закреплены 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.
Основной недостаток этой установки, заключается в том, что продольная упругая деформация штока, осуществляется циклическим изменением давления наполнителя, который давит не только на дно штока, но и на стенки. При этом шток испытывает напряженное состояние не только от давления наполнителя, но и от собственного веса и веса наполнителя. Поэтому при откачке жидкости с большой глубины напряжения в штоке могут превысить предел усталости материала и вывести шток из строя.
Дополнительным недостатком является то, что плунжер вытесняет перекачиваемую жидкость в скважину посредством мембранно-клапанной системы. При вытеснении перекачиваемой жидкости мембрана имеет возможность продавливаться в выпускные отверстия и разрушаться. Поэтому напор насосной установки ограничен также прочностью мембраны.
Задачей изобретения является получение технического результата, выражающегося в повышении напора и в обеспечении работоспособности насосных установок при значительном содержании газа в скважинной жидкости.
Указанная задача в насосной установке, содержащей плунжерный насос с возвратно-поступательным движением плунжера за счет продольной упругой деформации полого штока с наполнителем, верхний конец которого закреплен на устье скважины, а цилиндр закреплен с помощью пакера на обсадной колонне, решается тем, что наполнитель выполнен в виде груза, подвешенного на канате, а возвратно-поступательные движения плунжера осуществляются за счет подъема и опускания груза на дно штока.
Проведенный научно-технический анализ предложения 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.
Изобретение поясняется чертежами, где:
на фиг.1 изображена насосная установка в разрезе, смонтированная в скважину;
на фиг.2 изображен фрагмент насосной установки в разрезе в процессе вытеснения перекачиваемой жидкости из цилиндра в скважину выше пакера;
на фиг.3 изображен фрагмент насосной установки в разрезе в процессе всасывания перекачиваемой жидкости в цилиндр из скважины ниже пакера.
Насосная установка, представленная на фиг.1 содержит плунжерный насос, цилиндр 1 которого закреплен с помощью пакера 2 на обсадной колонне 3. Как вариант цилиндр 1 может быть установлен в насосно-компрессорные трубы (не показано). Верхний конец штока 4 плунжера 5 установлен на устье скважины 6. Шток 4, выполнен в виде набора труб, выполненных из материала с низким модулем упругости, например из сплава алюминия. В шток установлен груз 7, подвешенный на канате 8. Верхний конец каната 8 прикреплен к грузоподъемному устройству (не показано).
Плунжер 5 выполнен полым и крепится к нижнему концу штока 4 с помощью муфты 9. Его верхний конец снабжен выпускными каналами 10, а нижний - впускным клапаном 11, ограничивающим сверху рабочий объем цилиндра 1. Цилиндр 1 снабжен впускным клапаном 12, ограничивающим его рабочий объем снизу.
Работает установка следующим образом: груз 7 с помощью каната 8 приподнимается грузоподъемным устройством, например барабанной лебедкой (не показано) над дном штока 4 на высоту L. Затем груз 7 опускается (падает) на дно штока 4. Шток 4 вытягивается под действием силы тяжести груза 7 и силы инерции.
Величина деформации штока может быть определена приблизительно из уравнения баланса энергии
где m - масса груза, кг;
v - скорость падения груза, м/с;
g - ускорение свободного падения, м/с2;
x - величина деформации штока (ход плунжера 5), м;
к - жесткость штока 4, Н/м;
H - напор насоса, м;
ρ - плотность перекачиваемой жидкости, кг/м3;
V - объем перекачиваемой жидкости за один цикл, м/;
hw - потери энергии, Дж.
Из уравнения 1.1 ход плунжера составит
где S - площадь плунжера, м2.
Плунжер 5 заглубляется в цилиндр 1 до соприкосновения с впускным клапаном 12 цилиндра 1 (см. фиг.2) и вытесняет газожидкостную смесь из цилиндра 1 в скважину.
Так как нерабочий объем Б цилиндра 1 незначителен, то газожидкостная смесь (показана стрелками), находящаяся в цилиндре 1 (между впускными клапанами плунжера и цилиндра) почти полностью вытесняется плунжером 5 через клапан 11, полость плунжера 5 и каналы 10 (см. фиг.1) в скважину над пакером 2 и далее через патрубки 13 на поверхность. При этом степень сжатия газожидкостной смеси из-за незначительного нерабочего объема Б (см. фиг.2) достигает величины, обеспечивающей выравнивание давления газожидкостной смеси с давлением перекачиваемой жидкости, соответствующей напору насосной установки. Это создает условие для открытия впускного клапана 11 штока 5 и откачивания газожидкостной смеси.
После вытеснения газожидкостной смеси из цилиндра 1 в скважину грузоподъемное устройство (не показано) возвращает груз 7 в исходное положение. За счет энергии упругих деформаций шток 4 укорачивается и плунжер 5 возвращается в исходное положение, создавая разрежение в рабочей полости цилиндра 1. Впускной клапан 12 цилиндра 1 открывается и газожидкостная смесь (показана стрелками на фиг.3) заполняет рабочую полость цилиндра 1 вновь. Цикл повторяется.
Для более эффективной работы насосной установки груз должен подниматься и опускаться в такт колебания штока с грузом, т.е. число опусканий груза должно быть равно или меньше собственной частоты колебательной системы в целое число раз.
Чтобы обеспечить подачу жидкости 200 м3/сут при напоре 3000 м насосная установка должна иметь следующие параметры:
- шток должен быть изготовлен из труб диаметром 75 мм и толщиной стенки 2,5 мм. Материал труб - алюминиевый сплав Д16 с пределом текучести 285 МПа и модулем упругости 72 ГПа;
- длина штока 3000 мм;
- жесткость штока 13666 Н/м;
- площадь плунжера 0,0044177 м2;
- плотность перекачиваемой жидкости 980 кг/м3;
- масса груза 2605 кг;
- высота подъема груза 10 м;
- скорость падения груза 12,8 м/с;
- ход плунжера 1,857 м;
- подача жидкости за один цикл 0,00821 м3;
- собственная частота колебания системы 0,282 с-1
- число колебаний в минуту 17
При этом суммарные растягивающие напряжения в штоке от собственного веса с грузом и деформации составляют не более 182 МПа, т.е в 1,57 раз меньше предела текучести материала штока.
Таким образом, изобретение позволяет получить технический результат, выражающийся в повышении напора и обеспечении работоспособности насосных установок при значительном содержании газа в скважинной жидкости.
Claims (1)
- Насосная установка, содержащая плунжерный насос с возвратно-поступательным движением плунжера за счет продольной упругой деформации полого штока с наполнителем, верхний конец которого закреплен на устье скважины, а цилиндр закреплен с помощью пакера на обсадной колонне, отличающаяся тем, что наполнитель выполнен в виде груза, подвешенного на канате, а возвратно-поступательные движения плунжера осуществляются за счет подъема и опускания груза на дно штока.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012113982/06A RU2506458C2 (ru) | 2012-04-11 | 2012-04-11 | Насосная установка |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012113982/06A RU2506458C2 (ru) | 2012-04-11 | 2012-04-11 | Насосная установка |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012113982A RU2012113982A (ru) | 2013-10-20 |
RU2506458C2 true RU2506458C2 (ru) | 2014-02-10 |
Family
ID=49356839
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012113982/06A RU2506458C2 (ru) | 2012-04-11 | 2012-04-11 | Насосная установка |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2506458C2 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1392089A (en) * | 1971-07-08 | 1975-04-23 | Boerboel Pompe Eiendoms Beperk | Reciprocating pump |
SU1463962A1 (ru) * | 1986-12-22 | 1989-03-07 | Центральная научно-исследовательская лаборатория Производственного объединения "Укрнефть" | Скважинный гидроприводной насосный агрегат |
RU2116512C1 (ru) * | 1997-04-24 | 1998-07-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-внедренческий центр "Развитие" | Скважинный электрогидроприводной насосный агрегат |
RU52125U1 (ru) * | 2005-10-03 | 2006-03-10 | Анатолий Константинович Пономарев | Скважинный электрогидроприводный насосный агрегат |
RU2378534C1 (ru) * | 2008-12-18 | 2010-01-10 | Виктор Федорович Логинов | Насосная установка |
-
2012
- 2012-04-11 RU RU2012113982/06A patent/RU2506458C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1392089A (en) * | 1971-07-08 | 1975-04-23 | Boerboel Pompe Eiendoms Beperk | Reciprocating pump |
SU1463962A1 (ru) * | 1986-12-22 | 1989-03-07 | Центральная научно-исследовательская лаборатория Производственного объединения "Укрнефть" | Скважинный гидроприводной насосный агрегат |
RU2116512C1 (ru) * | 1997-04-24 | 1998-07-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-внедренческий центр "Развитие" | Скважинный электрогидроприводной насосный агрегат |
RU52125U1 (ru) * | 2005-10-03 | 2006-03-10 | Анатолий Константинович Пономарев | Скважинный электрогидроприводный насосный агрегат |
RU2378534C1 (ru) * | 2008-12-18 | 2010-01-10 | Виктор Федорович Логинов | Насосная установка |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012113982A (ru) | 2013-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2378534C1 (ru) | Насосная установка | |
US20210079771A1 (en) | Reciprocating downhole pump | |
RU2506458C2 (ru) | Насосная установка | |
RU2515693C1 (ru) | Насосная установка | |
RU62658U1 (ru) | Устройство для волнового воздействия на продуктивный пласт | |
RU2320866C2 (ru) | Устройство для гидроимпульсного воздействия на призабойную зону пласта | |
RU2506454C1 (ru) | Насосная установка | |
RU2321772C1 (ru) | Скважинный штанговый насос | |
RU2443858C2 (ru) | Устройство для добычи скважинной продукции и закачки воды в пласт | |
RU2360145C1 (ru) | Скважинный штанговый насос | |
CN204703864U (zh) | 一种油井地面活塞式举升装置 | |
RU2307230C1 (ru) | Способ возбуждения колебаний флюида в призабойной зоне скважины | |
CN202381047U (zh) | 油田抽油井自振采油装置 | |
RU2415302C1 (ru) | Глубинно-насосная установка для беструбной эксплуатации скважин | |
RU66437U1 (ru) | Скважинный штанговый насос | |
RU68608U1 (ru) | Скважинный штанговый насос | |
RU99832U1 (ru) | Глубинно-насосная установка для беструбной эксплуатации скважин | |
RU2704088C1 (ru) | Глубинное газоперепускное устройство для скважины, эксплуатируемой штанговым насосом | |
RU33785U1 (ru) | Устройство для добычи нефти шланговым глубинным насосом | |
RU33180U1 (ru) | Глубинно-насосная установка для эксплуатации добывающих скважин | |
RU87475U1 (ru) | Скважинный штанговый насос | |
Samad | Gas interference in sucker rod pump | |
RU43303U1 (ru) | Установка для добычи нефти | |
RU185198U1 (ru) | Скважинный плунжерно-винтовой насос с нижним приводом | |
RU2293216C1 (ru) | Штанговая насосная установка с двухцилиндровым насосом |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150412 |