RU2677772C1 - Скважинный штанговый насос - Google Patents
Скважинный штанговый насос Download PDFInfo
- Publication number
- RU2677772C1 RU2677772C1 RU2018108966A RU2018108966A RU2677772C1 RU 2677772 C1 RU2677772 C1 RU 2677772C1 RU 2018108966 A RU2018108966 A RU 2018108966A RU 2018108966 A RU2018108966 A RU 2018108966A RU 2677772 C1 RU2677772 C1 RU 2677772C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- seat
- cylinder
- plunger
- possibility
- sleeve
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B15/00—Pumps adapted to handle specific fluids, e.g. by selection of specific materials for pumps or pump parts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B47/00—Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps
Abstract
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к вертикальным плунжерным насосам для перекачивания высоковязких жидкостей с содержанием механических примесей и газа, и может быть в скважинных штанговых насосах. Насос содержит цилиндр с центральным отверстием в днище с образованием бурта, седло всасывающего клапана, имеющее возможность взаимодействовать с буртом, и запорным органом, выполненным в виде втулки с верхним буртом с возможностью перекрывания радиальных отверстий, выполненных в нижней части цилиндра, и плунжер с нагнетательным клапаном. Плунжер в нижней части снабжен горловиной меньшего диаметра с образованием кольцевого пространства между цилиндром и горловиной. Седло всасывающего клапана выполнено ответно центральному отверстию и размещено с возможностью перекрытия последнего и подпружинено относительно бурта упругим элементом. Седло установлено с возможностью ограниченного упором осевого перемещения. В нижней части цилиндра, выше радиальных отверстий, выполнено дополнительное седло всасывающего клапана в виде бурта ответно бурту втулки. Плунжер установлен с возможностью образования двух камер переменного объема - верхней и нижней. Повышается объемная подача путем увеличения площади прохода седла и снижения запаздывания открытия всасывающего клапана. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к вертикальным плунжерным насосам с самодействующими клапанами, особенно для перекачивания высоковязких жидкостей с содержанием механических примесей и газа, в частности к скважинным штанговым насосам, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности.
Известен штанговый скважинный насос (Каталог "Скважинные штанговые насосы для добычи нефти" ЦИНТИХимнефтемаш, М. 1988, с. 22), содержащий рабочий цилиндр, внутри которого с минимальным зазором перемещается полый плунжер с нагнетательным клапаном, связанный с колонной насосных штанг, в нижней части цилиндра установлен всасывающий клапан.
Недостатками известного штангового скважинного насоса являются недопустимые объемные потери в связи с недостаточной пропускной способности всасывающего клапана, значительными вредным объемом цилиндра и запаздыванием открытия и закрытия клапанов.
Известен всасывающий клапан скважинного погружного насоса, содержащий цилиндр с радиальными отверстиями, втулка, установленная внутри цилиндра с возможностью перекрытия радиальных отверстий, фильтр (см. Пат. РФ №2487271, МКП F04B 53/10, F04B 47/00, 2013 г.), который принят за прототип.
Недостатками известного устройства являются недостаточная пропускная способность всасывающего клапана вследствие движения жидкости по кольцевому каналу с поворотами, а также возможность накапливания механических примесей в нижней части цилиндра насоса.
Целью предлагаемого технического решения является повышение объемной подачи путем увеличения площади прохода седла и снижения запаздывания открытия всасывающего клапана.
Указанная цель достигается тем, что в скважинном штанговом насосе, содержащем цилиндр с центральным отверстием в днище с образованием бурта, седло всасывающего клапана, имеющее возможность взаимодействия с буртом, и запорным органом, выполненным в виде втулки с верхним буртом с возможностью перекрывания радиальных отверстий, выполненных в нижней части цилиндра, плунжер с нагнетательным клапаном в нижней части, согласно техническому решению, плунжер в нижней части снабжен горловиной меньшего диаметра с образованием кольцевого пространства поверхностью цилиндра, седло всасывающего клапана выполнено ответно центральному отверстию и размещено с возможностью перекрытия последнего, подпружинено относительно бурта упругим элементом и установлено с возможностью ограниченного упором осевого перемещения, в нижней части цилиндра выше радиальных отверстий выполнено верхнее седло всасывающего клапана в виде бурта с возможностью взаимодействия с буртом втулки, при этом плунжер установлен с возможностью образования двух камер переменного объема, верхней - боковыми поверхностями цилиндра, горловины, торцами плунжера и втулки, и нижней камеры - боковыми поверхностями втулки, горловины, торцом седла и запорным органом нагнетательного клапана.
Опорно-уплотнительная поверхность бурта втулки выполнена сферической.
Верхняя торцовая поверхность седла всасывающего клапана выполнена выпуклой.
Верхняя торцовая поверхность седла всасывающего клапана выполнена сферической.
Конструкция предлагаемого устройства поясняется чертежом.
На фиг. 1 представлена схема скважинного штангового насоса;
На фиг. 2 - фрагмент насоса в начале цикла всасывания.
Скважинный штанговый насос содержит цилиндр 1 (см. фиг. 1), например, полый плунжер 2 со сквозным каналом 3, в нижней части плунжер 2 снабжен седлом 4 и запорным органом 5 нагнетательного клапана с возможностью перекрытия проходного центрального отверстия 6 седла 4 с образованием рабочей полости 7 насоса. Плунжер 2 в нижней части снабжен горловиной 8 с меньшим наружным диаметром с возможностью образования открытой снизу кольцевого пространства 9.
В днище цилиндра 1 выполнено сквозное центральное отверстие 10 с образованием бурта 11, в которое установлено седло 12 всасывающего клапана. В нижней части цилиндра 1, выше седла 12, выполнено, как минимум, одно сквозное радиальное отверстие 13 круглого или овального сечения.
Запорный орган 14 всасывающего клапана выполнен в виде втулки с верхним буртом 15, ответно кольцевому пространству 9 и имеющей возможность ограниченного осевого перемещения вдоль цилиндра 1. В нижней части цилиндра 1, выше отверстий 13, выполнено верхнее седло 16 всасывающего клапана в виде бурта, например, с конической опорно-уплотнительной поверхностью.
Запорный орган 14 всасывающего клапана установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения упором 17, а также верхним седлом 16 и седлом 12, и перекрытия радиальных отверстий 13. Упор 17 выполнен, например, с возможностью взаимодействия с верхней стенкой радиальных отверстий 13, например, в виде штифтов.
Запорный орган 14 установлен с возможностью образования верхней камеры 18 (фиг. 2) переменного объема между боковыми поверхностями цилиндра 1, горловины 8 плунжера 2 и торцом втулки 14.
Седло 12 установлено, например, с гарантированным радиальным «а» и осевым «в» зазорами относительно боковой поверхности отверстия 10 седла 12 и бурта 11, а также с возможностью ограниченного осевого перемещения между буртом 11 и упором 19, выполненным, например, в виде разрезного пружинного кольца.
Между седлом 12 и буртом 11 установлен, например, упругий эластичный элемент 20.
Наружный диаметр горловины 8 плунжера выполнен ответно внутреннему диаметру запорного органа (втулки) 14 с гарантированным зазором (фиг. 2) с образованием нижней камеры 21 переменного объема внутренними боковыми поверхностями втулки 14 и горловины 8 между запорным органом 5 нагнетательного клапана и седлом 12 всасывающего клапана.
Верхняя поверхность седла выполнена выпуклой, например, со сферической поверхностью радиусом R1, а ответно выполненная нижняя торцовая поверхность втулки 14 - конической.
Опорно-уплотнительная поверхность бурта 15 втулки, выполнена, например, сферической радиусом R2.
Плунжер 1 соединен с приводом, выполненным, например, в виде колонны штанг 22.
Устройство работает следующим образом.
Пусть плунжер 1 (Фиг. 1) перемещается вниз и канал 3 плунжера заполняется жидкостью через канал 6 нагнетательного клапана при приподнятом над седлом 4 запорном органе 5. Втулка 14 находится в крайнем нижнем положении с возможностью перекрытия радиальных отверстий 13 и взаимодействия бурта 15 и нижнего торца (на фиг. не указан) втулки 14 с верхним 16 седлом и седлом 12 всасывающего клапана. Давление в рабочей полости 7, в канале 3 плунжера 2 равно давлению нагнетания. Упругий элемент 20 под действием усилия от перепада давления на седло 12 деформируется с уменьшением осевого зазора между седлом 12 и буртом 11 от максимальной величины «в» до величины «е». При этом упор 19 седла 12 отдвигается от нижнего торца бурта 11 на величину «к» так, что в=е+к. Максимальная величина осевого зазора «в» между седлом 12 и буртом 11 определяется точностью изготовления посадочных поверхностей втулки 14, и не превышает 0,1-0,2 мм.
При дальнейшем движении плунжера 2 вниз горловина 8 заходит во внутрь втулки 14 с образованием верхней 18 (фиг. 2) и нижней 21 камер переменного объема. Жидкость из камеры 18 через гарантированный зазор между горловиной 8 и втулкой 14 перетекает в рабочую полость 7.
При достижении плунжера нижней мертвой точки запорный орган 5 опускается на седло 4 и перекрывает проход 6 седла 4.
При движении плунжера 2 вверх давление в камерах 18 и 21 снижается. Под действием перепада давления втулка 14 начинает перемещаться вверх за плунжером 2, открывая радиальные отверстия 13. Далее жидкость, например, из пласта, (на фиг. не показан) начинает перетекать в полость 21. Со снижением давления в камерах 18 и 21 седло 12 приподнимается вверх до взаимодействия упора 19 с нижним торцом бурта 11.
При дальнейшем движении плунжера 2 и втулки 14 упор 17 взаимодействует с верхней боковой стенкой отверстия 13, и останавливается. Далее, с движением плунжера 2 вверх горловина 8 выходит из втулки 14, жидкость из пласта через радиальные отверстия 13 заполняет увеличивающуюся рабочую полость 7. При этом скорость плунжера 2 близка к максимальной величине. Под действием перепада давления между рабочей полостью 7 и на входе в отверстия 13 втулка 14 находится в верхнем положении, с обеспечением взаимодействия упора 17 с поверхностью отверстия 13.
При приближении плунжера 2 в верхнее положение его скорость снижается. Также снижается расход жидкости, перетекающий через отверстия 13. Со снижением перепада давления в отверстиях 13 втулка 14 под действием силы тяжести начинает опускаться вниз. В крайнем верхнем положении плунжера 2 втулка 14 полностью перекрывает проход отверстий 13, и взаимодействует с опорно-уплотнительной поверхностью седла 12. При этом между опорно-уплотнительными поверхностями верхнего седла 15 и бурта 15 остается зазор «к».
При движении плунжера 2 вниз давление в рабочей полости 7 возрастает, под действием усилия от перепада давления седло 12 и втулка 14 перемещаются вниз с обеспечением взаимодействия опорно-уплотнительной поверхности бурта 15 втулки 14 с верхним седлом 16. Под действием перепада давления приподнимается запорный орган 5 над седлом 4, и жидкость из рабочей полости 7 через канал 3 плунжера 2 перетекает в нагнетательную линию (на фиг. не показана) насоса.
При оседании механических частиц, песка на выпуклую поверхность седла 16, они высыпаются через радиальные отверстия 13 наружу.
При движении плунжера 2 вниз на втулку 14 действуют сила тяжести, усилие от перепада давления на наибольшую площадь сечения втулки 14.
Далее цикл повторяется.
Таким образом, выполнение всасывающего клапана в виде втулки 14, имеющей возможность ограниченного упорами перемещения вдоль цилиндра 1 и перекрытия радиальных сквозных отверстий в нижней части цилиндра 1 существенно увеличивает пропускную способность всасывающего клапана. Расположение втулки 14 в нижней части цилиндра между плунжером 2 и цилиндром 1, оснащение в нижней части плунжера горловиной, ответно выполненной втулке 14 с образованием верхней 18 и нижней 21 камер переменного объема позволяют открыть всасывающий клапан в самом начале цикла всасывания.
Claims (4)
1. Скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр с центральным отверстием в днище с образованием бурта, седло всасывающего клапана, имеющее возможность взаимодействия с буртом, и запорным органом, выполненным в виде втулки с верхним буртом с возможностью перекрывания радиальных отверстий, выполненных в нижней части цилиндра, плунжер с нагнетательным клапаном в нижней части, отличающийся тем, что плунжер в нижней части снабжен горловиной меньшего диаметра с образованием кольцевого пространства между цилиндром и горловиной, седло всасывающего клапана выполнено ответно центральному отверстию и размещено с возможностью перекрытия последнего, подпружинено относительно бурта упругим элементом и установлено с возможностью ограниченного упором осевого перемещения, в нижней части цилиндра выше радиальных отверстий выполнено верхнее седло всасывающего клапана в виде бурта с возможностью взаимодействия с буртом втулки, при этом плунжер установлен с возможностью образования двух камер переменного объема, верхней - боковыми поверхностями цилиндра, горловины, торцами плунжера и втулки, и нижней камеры - боковыми поверхностями втулки, горловины, торцом седла и запорным органом нагнетательного клапана.
2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что опорно-уплотнительная поверхность бурта втулки выполнена сферической.
3. Насос по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что верхняя торцовая поверхность седла всасывающего клапана выполнена выпуклой.
4. Насос по п. 3, отличающийся тем, что верхняя торцовая поверхность седла всасывающего клапана выполнена сферической.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018108966A RU2677772C1 (ru) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | Скважинный штанговый насос |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018108966A RU2677772C1 (ru) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | Скважинный штанговый насос |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2677772C1 true RU2677772C1 (ru) | 2019-01-21 |
Family
ID=65085058
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018108966A RU2677772C1 (ru) | 2018-03-12 | 2018-03-12 | Скважинный штанговый насос |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2677772C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2702830C1 (ru) * | 2019-02-01 | 2019-10-11 | Мухтар Зуфарович Валитов | Насос |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1377763A (en) * | 1920-07-28 | 1921-05-10 | E H White | Deep-well pump |
RU2237194C1 (ru) * | 2003-06-09 | 2004-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Поиск" | Всасывающий клапан глубинного насоса |
RU2258837C2 (ru) * | 2002-08-19 | 2005-08-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Способ обеспечения работы всасывающего клапана глубинного штангового насоса и устройство для его осуществления |
RU2487271C1 (ru) * | 2012-03-11 | 2013-07-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Всасывающий клапан глубинного насоса |
CA2963086A1 (en) * | 2014-10-10 | 2016-04-14 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Hydraulically actuated downhole pump with traveling valve |
WO2017083523A1 (en) * | 2015-11-11 | 2017-05-18 | Graco Minnesota Inc. | Compliant check valve for aggregate pump |
-
2018
- 2018-03-12 RU RU2018108966A patent/RU2677772C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US1377763A (en) * | 1920-07-28 | 1921-05-10 | E H White | Deep-well pump |
RU2258837C2 (ru) * | 2002-08-19 | 2005-08-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Способ обеспечения работы всасывающего клапана глубинного штангового насоса и устройство для его осуществления |
RU2237194C1 (ru) * | 2003-06-09 | 2004-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Поиск" | Всасывающий клапан глубинного насоса |
RU2487271C1 (ru) * | 2012-03-11 | 2013-07-10 | Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Всасывающий клапан глубинного насоса |
CA2963086A1 (en) * | 2014-10-10 | 2016-04-14 | Weatherford Technology Holdings, Llc | Hydraulically actuated downhole pump with traveling valve |
WO2017083523A1 (en) * | 2015-11-11 | 2017-05-18 | Graco Minnesota Inc. | Compliant check valve for aggregate pump |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2702830C1 (ru) * | 2019-02-01 | 2019-10-11 | Мухтар Зуфарович Валитов | Насос |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6685451B1 (en) | Valve assembly for sucker rod operated subsurface pumps | |
RU2669058C1 (ru) | Скважинный штанговый насос | |
CA2940366A1 (en) | Method and apparatus for preventing gas lock/gas interference in a reciprocating downhole pump | |
RU2677772C1 (ru) | Скважинный штанговый насос | |
RU2709754C1 (ru) | Скважинный штанговый насос | |
RU2674843C1 (ru) | Насос | |
US7610930B2 (en) | Discharge valve for downhole pumps | |
US20090196779A1 (en) | Bypass valve and downhole pump | |
RU2692588C1 (ru) | Насос | |
RU2698992C1 (ru) | Всасывающий клапан скважинного насоса | |
RU2561935C1 (ru) | Скважинный штанговый насос | |
RU2731328C1 (ru) | Скважинный штанговый насос | |
RU2684517C1 (ru) | Скважинный штанговый насос | |
RU2696837C1 (ru) | Штанговый глубинный поршневой насос | |
RU2730774C1 (ru) | Скважинный штанговый насос | |
RU120727U1 (ru) | Дифференциальный штанговый насос для добычи высоковязкой нефти | |
RU2646522C1 (ru) | Глубинный штанговый насос | |
RU2779860C1 (ru) | Скважинный штанговый насос | |
RU2317443C1 (ru) | Штанговая насосная установка | |
RU2462616C1 (ru) | Глубинный штанговый насос | |
RU2351801C1 (ru) | Насосная установка для одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов одной скважины | |
RU2730771C1 (ru) | Скважинный штанговый насос двухстороннего действия | |
WO2019143310A1 (ru) | Линейная электропогружная насосная установка двунаправленного действия и способ ее работы | |
RU2708764C1 (ru) | Скважинный штанговый насос | |
RU2736101C1 (ru) | Скважинная штанговая насосная установка (варианты) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20201001 |