RU2731328C1 - Bottom-hole sucker-rod pump - Google Patents

Bottom-hole sucker-rod pump Download PDF

Info

Publication number
RU2731328C1
RU2731328C1 RU2019138191A RU2019138191A RU2731328C1 RU 2731328 C1 RU2731328 C1 RU 2731328C1 RU 2019138191 A RU2019138191 A RU 2019138191A RU 2019138191 A RU2019138191 A RU 2019138191A RU 2731328 C1 RU2731328 C1 RU 2731328C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plunger
possibility
branch pipe
bushing
seat
Prior art date
Application number
RU2019138191A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Мухтар Зуфарович Валитов
Original Assignee
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Альметьевский государственный нефтяной институт"
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 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" filed Critical Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Альметьевский государственный нефтяной институт"
Priority to RU2019138191A priority Critical patent/RU2731328C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2731328C1 publication Critical patent/RU2731328C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B47/00Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to machine building, particularly, to vertical plunger pumps with self-acting valves for transfer of highly viscous liquids containing mechanical impurities and gas, in particular to downhole sucker-rod pumps. Downhole sucker-rod pump comprises composite cylinder and plunger, comprising steps of large and small diameter connected by adapters. Plunger is arranged in the cylinder to form a variable-volume chamber between the adapters. Suction and discharge valves are installed in plunger with possibility to disconnect inner cavities of stages. Suction valve includes upper and lower seats. Locking element is made in the form of a bushing with an upper collar mating the upper seat and is installed with the possibility of limited axial movement with provision of simultaneous interaction with the seats. On inlet of delivery valve cylindrical cavity with end surface is made. Plunger is equipped with branch pipe with collar in lower part mating with bore holes and cylindrical cavity with formation of lower chamber of variable volume. In upper part of branch pipe there is at least one through radial hole with possibility of its partial coverage by cylindrical recess side surface in upper position of bushing.
EFFECT: invention can be used in oil industry.
4 cl, 6 dwg

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.The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to vertical plunger pumps with self-acting valves, especially for pumping high-viscosity liquids containing mechanical impurities and gas, in particular to downhole sucker rod pumps, and can be used in the oil industry.

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.A well-known sucker rod pump (Catalog "Downhole sucker rod pumps for oil production" TsINTIKHimneftemash, M. 1988, p. 22), containing a working cylinder, inside which a hollow plunger with a discharge valve moves with a minimum clearance, connected to the sucker rod string, in the lower part cylinder is fitted with a suction valve.

Недостатками известного штангового скважинного насоса являются недопустимые объемные потери в связи с недостаточной пропускной способностью, запаздыванием открытия и закрытия всасывающего клапана, а также вероятностью потери устойчивости и провисания низа колонны штанг.The disadvantages of the known sucker rod pump are unacceptable volumetric losses due to insufficient flow capacity, delayed opening and closing of the suction valve, as well as the likelihood of loss of stability and sagging of the rod string bottom.

Известен скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр, ступенчатый плунжер с нагнетательным клапаном, всасывающий клапан с запорным органом, выполненным в виде втулки, ответно нижней части плунжера с возможностью ограниченного осевого перемещения и образования камеры переменного объема (см. Патент РФ №2669058, МКП F04B 47/00, 2018 г.) который принят за прототип.Known downhole sucker rod pump containing a cylinder, a stepped plunger with a discharge valve, a suction valve with a shut-off element made in the form of a sleeve, in response to the lower part of the plunger with the possibility of limited axial movement and the formation of a chamber of variable volume (see RF Patent No. 2669058, MCP F04B 47 / 00, 2018) which is taken as a prototype.

Недостатками известного устройства являются запаздывание закрытия всасывающего клапана вследствие его закрытия только от его веса, а также возможность потери устойчивости и провисания низа колонны штанг.The disadvantages of the known device are the delay in closing the suction valve due to its closing only from its weight, as well as the possibility of loss of stability and sagging of the bottom of the rod string.

Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение объемных потерь путем снижения запаздывания закрытия всасывающего клапана и обеспечения регулирования нагрузки на запорный орган.The technical objective of the present invention is to reduce volumetric losses by reducing the closing lag of the suction valve and ensuring regulation of the load on the shut-off element.

Решение технической задачи достигается тем, что в скважинном штанговом насосе, содержащем цилиндр, всасывающий клапан, включающий верхнее и нижнее седла, запорный орган, выполненный в виде втулки с верхним буртом ответно верхнему седлу, нижнее седло размещено в днище насоса со сквозным осевым отверстием, плунжер со ступенями большого и малого диаметра с нагнетательным клапаном, втулка установлена с возможностью ограниченного упором осевого перемещения вдоль плунжера с образованием камеры переменного объема, образованного торцом втулки, ступенью плунжера малого диаметра и цилиндром, согласно техническому решению, цилиндр выполнен ступенями большего и малого диаметра ответно ступеням плунжера, нижнее седло соединено с плунжером, в нижней части которого выше нижнего седла выполнено, как минимум, одно сквозное радиальные отверстие с возможностью сообщения с осевым отверстием днища, вход нагнетательного клапана выполнен в виде цилиндрического углубления с торцовой поверхностью, плунжер снабжен патрубком с буртом в нижней части ответно отверстиям втулки и цилиндрическому углублению с возможностью взаимодействия бурта с торцом втулки, в верхней части патрубка выполнено, как минимум, одно сквозное радиальное отверстие с возможностью частичного его перекрытия боковой поверхностью цилиндрического углубления в верхнем положении втулки.The solution to the technical problem is achieved by the fact that in a downhole sucker rod pump containing a cylinder, a suction valve including upper and lower seats, a shut-off element made in the form of a sleeve with an upper shoulder in response to the upper seat, the lower seat is located in the bottom of the pump with a through axial hole, a plunger with steps of large and small diameter with a discharge valve, the sleeve is installed with the possibility of axial movement limited by the stop along the plunger with the formation of a chamber of variable volume formed by the end of the sleeve, a stage of a small diameter plunger and a cylinder, according to the technical solution, the cylinder is made in steps of large and small diameter in response to the steps plunger, the lower seat is connected to the plunger, in the lower part of which, above the lower seat, at least one through radial hole is made with the possibility of communicating with the axial hole of the bottom, the inlet of the discharge valve is made in the form of a cylindrical recess with an end surface, the plunger is provided with wives with a branch pipe with a collar in the lower part in response to the bushing holes and a cylindrical recess with the possibility of interaction of the collar with the end of the bushing, at least one through radial hole is made in the upper part of the branch pipe with the possibility of its partial overlap by the lateral surface of the cylindrical recess in the upper position of the bushing.

Плунжер малого диаметра в нижней части снабжен центральным отводом с размещенным в нем нагнетательным клапаном.The small-diameter plunger in the lower part is equipped with a central branch with a discharge valve located in it.

Патрубок в нижней части выполнен большего диаметра, а длина верхнего участка больше суммарной высоты цилиндрического углубления и максимального хода втулки.The branch pipe in the lower part is made with a larger diameter, and the length of the upper section is greater than the total height of the cylindrical recess and the maximum stroke of the sleeve.

Патрубок оснащен, как минимум одним контргрузом, выполненным в виде насаженного на него кольца.The branch pipe is equipped with at least one counterweight made in the form of a ring mounted on it.

Конструкция предлагаемого устройства поясняется чертежом.The design of the proposed device is illustrated by a drawing.

На фиг. 1 представлена схема скважинного штангового насоса;FIG. 1 shows a diagram of a downhole sucker rod pump;

На фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1;FIG. 2 - section a-a in Fig. 1;

На фиг. 3- разрез Б-Б на фиг. 1;FIG. 3- section b-b in Fig. 1;

На фиг. 4 - насос с патрубком с увеличенной массой;FIG. 4 - pump with a branch pipe with increased weight;

На фиг. 5 - вариант исполнения насоса с малым вредным объемом цилиндра;FIG. 5 - an embodiment of a pump with a small harmful cylinder volume;

На фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 5.FIG. 6 - section b-b in fig. five.

Скважинный штанговый насос содержит составной цилиндр 1 (см. фиг. 1), включающий верхний цилиндр 2 малого и нижний цилиндр 3 большего диаметра, соединенные между собой, например, переводником 4, плунжер 5, состоящий из верхнего плунжера 6 малого диаметра и нижнего плунжера 7 большого диаметра, соединенные, например, переводником 8, ответно выполненные соответственно цилиндрам меньшего 2 и большого 3 диаметра.The downhole sucker rod pump contains a composite cylinder 1 (see Fig. 1), including an upper cylinder 2 of a small and a lower cylinder 3 of a larger diameter, interconnected, for example, a sub 4, a plunger 5, consisting of an upper plunger 6 of a small diameter and a lower plunger 7 large diameter, connected, for example, by a sub 8, reciprocally made, respectively, of cylinders of smaller 2 and large 3 diameters.

В нижней части плунжера 7 большого диаметра выполнены, например, три сквозные радиальные отверстия 9 (фиг. 2), расположенные равным угловым расстоянием между ними. Отверстия 9 могут быть выполнены в форме прямоугольника в плане.In the lower part of the plunger 7 of large diameter, for example, three through radial holes 9 (Fig. 2) are made, located at an equal angular distance between them. The holes 9 can be made in the form of a rectangle in plan.

Нижний плунжер 7 в нижней части, выше радиальных отверстий 9, снабжен верхним седлом 10, выполненным, например, в виде заплечика. Плунжер 7 в нижней части снабжен днищем 11, включающим нижнее седло 12, выполненное, например, в виде диска со сквозными центральным (на фиг. не указано) и периферийными осевыми отверстиями 13 (фиг. 3), упор 14, выполненный, например, в виде диска с центральным резьбовым отверстием (на фиг. не указано) и соединенный с плунжером 7 посредством резьбового соединения (на фиг. не указано). Упор 14 установлен ниже седла 12 с гарантированным осевым зазором (на фиг. не указан). В седле 12 выполнено, например, центральное сквозное отверстие (на фиг. не указано). Упор 14 установлен с возможностью взаимодействия с седлом 12 посредством регулировочного болта 15 с контргайкой 16. В верхней части болта 15 выполнен цилиндрический выступ 17, ответно выполненный центральному отверстию седла 12. Днище 11 соединено с болтом 15 посредством шайбы и пружинного разрезного кольца, установленного в цилиндрической канавке (на фиг. не указаны) выступа 17.The lower plunger 7 in the lower part, above the radial holes 9, is provided with an upper seat 10, made, for example, in the form of a shoulder. The plunger 7 in the lower part is equipped with a bottom 11, including a lower seat 12, made, for example, in the form of a disk with through central (not shown in the figure) and peripheral axial holes 13 (Fig. 3), a stop 14, made, for example, in in the form of a disk with a central threaded hole (not shown in the figure) and connected to the plunger 7 by means of a threaded connection (not shown in the figure). The stop 14 is installed below the seat 12 with a guaranteed axial clearance (not shown in the figure). The saddle 12 has, for example, a central through hole (not shown in the figure). The stop 14 is installed with the ability to interact with the saddle 12 by means of an adjusting bolt 15 with a locknut 16. In the upper part of the bolt 15, a cylindrical protrusion 17 is made, corresponding to the central hole of the saddle 12. The bottom 11 is connected to the bolt 15 by means of a washer and a spring split ring installed in the cylindrical groove (not shown in the figure) of the projection 17.

Сквозные отверстия 13 седла 12 выполнены с возможностью сообщения с радиальными отверстиями 9 плунжера 7. В упоре 14, ответно отверстиям 13 седла 12 и с возможностью сообщения с ними, выполнены сквозные осевые отверстия 18.Through holes 13 of the seat 12 are made with the possibility of communicating with the radial holes 9 of the plunger 7. In the stop 14, in response to the holes 13 of the seat 12 and with the possibility of communication with them, through axial holes 18 are made.

В плунжере 7 выше седла 12 установлен запорный орган 19 всасывающего клапана, выполненный в виде втулки с буртом 20 в верхней части. При этом бурт 20 и боковая поверхность втулки 19 выполнены ответно внутренней поверхности (на фиг. не указана) плунжера 7 и заплечика 10.In the plunger 7, above the seat 12, a shut-off element 19 of the suction valve is installed, made in the form of a sleeve with a shoulder 20 in the upper part. In this case, the collar 20 and the side surface of the sleeve 19 are made in response to the inner surface (not shown in the figure) of the plunger 7 and the shoulder 10.

В бурте 20 и в нижней части втулки 19 выполнены упорно-уплотнительные поверхности 21 и 22, ответно выполненные седлам 10 и 12 с возможностью одновременного взаимодействия с ними. Упорно-уплотнительные поверхности 21 и 22 могут быть выполнены сферическими, а ответно выполненные поверхности седел 10 и 12 - коническими, с возможностью касания сопрягаемых пар по линии. При этом, с целью обеспечения достаточного усилия на контактные поверхности, касание поверхности 21 и седла 10 осуществляется по максимальному диаметру упорно-уплотнительной поверхности 21, а касание поверхности 22 с седлом 12 - по минимальному диаметру упорно-уплотнительной поверхности 22.In the shoulder 20 and in the lower part of the sleeve 19, there are thrust-sealing surfaces 21 and 22, which are reciprocally made to the seats 10 and 12 with the possibility of simultaneous interaction with them. The thrust-sealing surfaces 21 and 22 can be spherical, and the mating surfaces of the seats 10 and 12 can be conical, with the possibility of touching the mating pairs along the line. At the same time, in order to ensure sufficient force on the contact surfaces, the contact of the surface 21 and the seat 10 is carried out along the maximum diameter of the thrust-sealing surface 21, and the contact of the surface 22 with the seat 12 - along the minimum diameter of the thrust-sealing surface 22.

В нижней части плунжера 6 малого диаметра установлен нагнетательный клапан, включающий седло 23, запорный орган 24, выполненный, например, в виде шарика, и ограничитель хода 25 шарика 24.In the lower part of the small-diameter plunger 6, a discharge valve is installed, including a seat 23, a shut-off element 24, made, for example, in the form of a ball, and a travel stop 25 of the ball 24.

Нижнее седло 12 всасывающего клапана и седло 23 нагнетательного клапана установлены с образованием рабочей полости 26 между ними.The lower seat 12 of the suction valve and the seat 23 of the delivery valve are installed with the formation of a working cavity 26 between them.

Например, в заплечике 10 плунжера 7 выполнена, как минимум, одна сквозная продольная канавка 27 с возможностью сообщения отверстий 9 с рабочей полостью 26.For example, in the shoulder 10 of the plunger 7, at least one through longitudinal groove 27 is made with the possibility of communicating the holes 9 with the working cavity 26.

Плунжер 5 установлен в цилиндре 1 с образованием дополнительно, верхней камеры 28 переменного объема между переводниками 4 и 8.The plunger 5 is installed in the cylinder 1 to additionally form an upper chamber 28 of variable volume between the sub 4 and 8.

В нижней части переводника 8 выполнено цилиндрическое углубление 29 с заплечиком (на фиг. не указан) с образованием торцовой поверхности 30.In the lower part of the sub 8 there is a cylindrical recess 29 with a shoulder (not shown in the figure) to form the end surface 30.

Плунжер 5 снабжен патрубком 31, нижняя часть которого выполнена меньшего диаметра с образованием бурта (на фиг. не указан). Концевые участки патрубка 31 выполнены ответно отверстиям втулки 19 (на фиг. не указано) и цилиндрическому углублению 29 с возможностью взаимодействия бурта патрубки 31 с торцом втулки 19 и ограниченного осевого перемещения втулки 19 с патрубком 31 между нижним седлом 12 и торцовой поверхностью 30 цилиндрического углубления 29. В верхней части патрубка 31 выполнено, как минимум, одно сквозное радиальное отверстие 32, частично перекрываемое боковой поверхностью углубления 29 в верхнем положении запорного органа 19.The plunger 5 is equipped with a branch pipe 31, the lower part of which is made of a smaller diameter with the formation of a collar (not shown in the figure). The end portions of the branch pipe 31 are made in response to the holes of the sleeve 19 (not shown in the figure) and the cylindrical recess 29 with the possibility of interaction of the shoulder of the branch pipe 31 with the end face of the sleeve 19 and limited axial movement of the sleeve 19 with the pipe 31 between the lower seat 12 and the end surface 30 of the cylindrical recess 29 In the upper part of the branch pipe 31, at least one through radial hole 32 is made, partially covered by the lateral surface of the recess 29 in the upper position of the shut-off element 19.

Патрубок 31 установлен с образованием нижней кольцевой камеры 33 переменного объема между плунжером 7 и патрубком 31. В переводнике 8 выполнено, как минимум, одно радиальное отверстие 34, сообщающее верхнюю 28 и нижнюю 33 камеры переменного объема.The nozzle 31 is installed to form a lower annular chamber 33 of variable volume between the plunger 7 and the nozzle 31. The sub 8 has at least one radial hole 34 communicating the upper 28 and lower 33 chambers of variable volume.

Верхний плунжер 6 соединен, например, с приводом, посредством колонны штанг (на фиг. не показаны).The upper plunger 6 is connected, for example, to a drive, by means of a rod string (not shown in the figure).

Нагнетательный клапан установлен с возможностью сообщения рабочей полости 26 с нагнетательной линией 35.The delivery valve is installed to communicate the working cavity 26 with the delivery line 35.

Патрубок 31 (фиг. 4) может быть выполнен ступенчатым, с большим диаметром в нижней части. При этом длина участка 36 верхней части, ответно выполненной цилиндрическому углублению 29, должна быть больше суммарной высоты углубления и максимального хода втулки 19. Наружный диаметр патрубка 31 может быть выполнена чуть меньше диаметра плунжера 7.The branch pipe 31 (Fig. 4) can be made stepped, with a large diameter in the lower part. In this case, the length of the section 36 of the upper part corresponding to the cylindrical recess 29 must be greater than the total height of the recess and the maximum stroke of the sleeve 19. The outer diameter of the branch pipe 31 can be made slightly less than the diameter of the plunger 7.

Патрубок 31 может быть оснащен, как минимум, одним дополнительным контргрузом 37, выполненным в виде кольца, насаженного на патрубок 31.The branch pipe 31 can be equipped with at least one additional counterweight 37, made in the form of a ring, fitted on the branch pipe 31.

Плунжер 6 (фиг. 5) малого диаметра снизу может быть снабжен отводом 38, соединенным с плунжером 6, например, через переводник 8. В отводе 38 установлен нагнетательный клапан, включающий седло 23 и запорный орган 24. В нижней части отвода 38, на входе в нагнетательный клапан, выполнено цилиндрическое углубление 29 с торцовой поверхностью 30. Верхняя часть 36 (фиг. 5 и 6) патрубка 31, выполнена ответно углублению 29.The plunger 6 (Fig. 5) of small diameter from the bottom can be equipped with a branch 38 connected to the plunger 6, for example, through a sub 8. A discharge valve is installed in the branch 38, which includes a seat 23 and a shut-off element 24. In the lower part of the branch 38, at the inlet into the delivery valve, a cylindrical recess 29 with an end surface 30 is made. The upper part 36 (Figs. 5 and 6) of the branch pipe 31 is made in response to the recess 29.

Сборка насоса осуществляется следующим образом.The pump is assembled as follows.

Вначале осуществляется сборка плунжера с клапанами. Одновременная посадка упорно-уплотнительных поверхностей 21 и 22 седел 10 и 12 обеспечивается регулированием положения седла 12 при помощи болта 15. Сначала бурт 20 сажается на седло 10, а затем седло 12 приподнимается вверх до касания с упорно-уплотнительной поверхностью 22 при неподвижной втулке 19.First, the plunger is assembled with valves. The simultaneous seating of the thrust-sealing surfaces 21 and 22 of the seats 10 and 12 is ensured by adjusting the position of the saddle 12 using the bolt 15. First, the collar 20 sits on the saddle 10, and then the saddle 12 rises up until it touches the thrust-sealing surface 22 when the sleeve 19 is stationary.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Пусть плунжер 1 находится в начальном положении подъема плунжера 5 (фиг. 1-3). При этом нагнетательный клапан открыт, запорный орган 24 приподнят над седлом 23, всасывающий клапан закрыт. Втулка 19 находится в крайнем нижнем положении с возможностью взаимодействия седел 10 и 12 с упорно-уплотнительными поверхностями бурта 20 и нижнего торца втулки 19. Давление в рабочей полости 26 равно давлению в нагнетательной линии 35. Давление в нижней кольцевой камере 33 переменного объема больше давления в полости 26 из-за движения жидкости из верхней камеры 28 переменного объема в рабочую полость 26.Let the plunger 1 be in the initial position of lifting the plunger 5 (Figs. 1-3). In this case, the discharge valve is open, the shut-off element 24 is raised above the seat 23, the suction valve is closed. The bushing 19 is in the lowest position with the possibility of interaction of the seats 10 and 12 with the thrust-sealing surfaces of the collar 20 and the lower end of the bushing 19. The pressure in the working cavity 26 is equal to the pressure in the delivery line 35. The pressure in the lower annular chamber 33 of variable volume is greater than the pressure in cavity 26 due to the movement of fluid from the upper chamber 28 of variable volume into the working cavity 26.

При движении нижнего плунжера 7 большого диаметра вверх, объем камеры 28 уменьшается. Вследствие этого объем жидкости, вытесняемой из камеры 28, через отверстия 34, 32, камеру 33, рабочую полость 26 и нагнетательный клапан, перетекает в напорную линию 35. Кроме того, в напорную линию подается жидкость от перемещения плунжера 6 малого диаметра.When the lower plunger 7 of large diameter moves upward, the volume of the chamber 28 decreases. As a result, the volume of liquid displaced from the chamber 28 through the holes 34, 32, the chamber 33, the working cavity 26 and the discharge valve flows into the pressure line 35. In addition, liquid is supplied to the pressure line from the movement of the plunger 6 of small diameter.

При приближении плунжера 5 в верхнее положение, его скорость снижается. Это приводит к опусканию шарика 24 на седло 23.When the plunger 5 approaches the upper position, its speed decreases. This causes the ball 24 to drop onto the seat 23.

В крайнем верхнем положении плунжера 5 его скорость равна нулю, и запорный орган 24 опускается на седло 23.In the extreme upper position of the plunger 5, its speed is zero, and the shut-off member 24 is lowered onto the seat 23.

При обратном ходе плунжера 5 вниз объем камеры 28 увеличивается, снижая в нем давление. Под действием создавшегося перепада давления жидкость из нижней кольцевой камеры 33 перетекает в камеру 28, снижая давление в камере 33. Когда давление в камере 33 становится меньше чем на входе насоса, т.е., в отверстиях 13 и 18 (фиг. 3), втулка 19 начинает перемещаться вверх, отрываясь от седел 10 и 12. При движении вверх боковая поверхность углубления 29 начинает перекрывать радиальные отверстия 32, увеличивая перепад давления между рабочей полостью 26 и камерой 33.With the reverse stroke of the plunger 5 downward, the volume of the chamber 28 increases, reducing the pressure in it. Under the action of the created pressure drop, the liquid from the lower annular chamber 33 flows into the chamber 28, reducing the pressure in the chamber 33. When the pressure in the chamber 33 becomes less than at the pump inlet, i.e., in the holes 13 and 18 (Fig. 3), the sleeve 19 begins to move upward, breaking away from the seats 10 and 12. When moving upward, the side surface of the recess 29 begins to overlap the radial holes 32, increasing the pressure drop between the working cavity 26 and the chamber 33.

При дальнейшем движении нижнего плунжера 7 вниз втулка 19 полностью поднимается вверх, до взаимодействия торца патрубки 31 с торцовой поверхностью 30 углубления 29. При этом жидкость из пластовой среды (на фиг. не показано) через осевые отверстия 17 и 13 упора 14 и седла 12, радиальные отверстия 9 (фиг. 2) плунжера 7 поступает в рабочую полость 26.With further downward movement of the lower plunger 7, the sleeve 19 rises completely upward, until the end of the branch pipe 31 interacts with the end surface 30 of the recess 29. In this case, the fluid from the reservoir medium (not shown in the figure) through the axial holes 17 and 13 of the stop 14 and the seat 12, radial holes 9 (Fig. 2) of the plunger 7 enters the working cavity 26.

Усилие на подъем втулки 18 вверх определяется неуравновешенней площадью сечения втулки 18, которая пропорциональна разности квадратов максимального и минимального диаметров соответственно упорно-уплотнительных поверхностей 21 и 22, а также разностью давления жидкости перед насосом и в камере 33.The force to lift the sleeve 18 upward is determined by the unbalanced cross-sectional area of the sleeve 18, which is proportional to the difference in the squares of the maximum and minimum diameters, respectively, of the thrust-sealing surfaces 21 and 22, as well as the difference in fluid pressure in front of the pump and in the chamber 33.

При опускании плунжера 5 вниз на него сверху действует усилие от перепада давления на плунжер 6 малого диаметра.When the plunger 5 is lowered downwards, the force from the pressure drop on the small diameter plunger 6 acts on it from above.

При приближении плунжера 5 в крайнее нижнее положение он останавливается. Прекращается движение жидкости через отверстия 18, 13, 9. Выравниваются давления в рабочей полости 26, камерах 33, 28 и в пластовой среде. Под действием веса патрубки 31 и втулка 19 последняя опускается на седла 10 и 12.When the plunger 5 approaches the lowest position, it stops. The movement of liquid through the holes 18, 13, 9 stops. The pressures in the working cavity 26, chambers 33, 28 and in the formation medium are equalized. Under the influence of the weight of the branch pipes 31 and the sleeve 19, the latter is lowered onto the seats 10 and 12.

Изменением толщины патрубка 31 может регулироваться величина нагрузки на запорный орган 19, способствующая его закрытие. Кроме того, в зависимости от вязкости пластовой среды могут применяться сменные патрубки 31 с различной массой. При этом габариты и масса запорного органа 19, выполненного из высокопрочного материала, остается постоянными.By varying the thickness of the branch pipe 31, the amount of load on the shut-off element 19 can be adjusted, contributing to its closure. In addition, depending on the viscosity of the formation medium, replaceable nozzles 31 with different weights can be used. At the same time, the dimensions and weight of the shut-off element 19, made of high-strength material, remains constant.

В начале движения плунжера 5, значит и нижнего плунжера 7, вверх, давление в камерах 28 и 33 возрастает. Это приводит к увеличению контактного давления в сопрягаемых парах бурт 20 - седло 10 и втулка 19 - седло 12.At the beginning of the movement of the plunger 5, hence the lower plunger 7, upward, the pressure in chambers 28 and 33 increases. This leads to an increase in the contact pressure in the mating pairs shoulder 20 - seat 10 and sleeve 19 - seat 12.

Далее цикл повторяется.Then the cycle is repeated.

При выполнении патрубка 31 (фиг. 4) с большим диаметром в нижней части увеличивается нагрузка на закрытие всасывающего клапана, особенно при подъеме высоковязкой жидкости. Кроме того, суммарная масса втулки 19 и патрубка 31 может регулироваться оснащением последнего одним или несколькими кольцами 37. При атом размеры патрубка 31 остаются неизменными.When the branch pipe 31 (Fig. 4) is made with a large diameter in the lower part, the load on the closing of the suction valve increases, especially when lifting a high-viscosity liquid. In addition, the total mass of the sleeve 19 and the pipe 31 can be adjusted by equipping the latter with one or more rings 37. At atom, the dimensions of the pipe 31 remain unchanged.

Оснащение плунжера 6 (фиг. 5 и 6) снизу отводом 38 с установленным в нем нагнетательным клапаном позволяет снизить вредный объем цилиндра. В результате уменьшаются запаздывания открытия клапанов. Работа насоса происходит аналогичным образом.Equipping the plunger 6 (Figs. 5 and 6) from the bottom with a branch 38 with a pressure valve installed in it allows to reduce the harmful volume of the cylinder. As a result, valve opening delays are reduced. The pump works in a similar way.

Таким образом, запорный орган 19 всасывающего клапана и патрубок 31 перемещаются как одно целое. Это обеспечивает своевременное закрытие всасывающего клапана под действием суммарного веса втулки 19 и патрубка 31. Кроме того, в зависимости от вязкости пластовой среды масса патрубка 31 может меняться путем изменения его диаметра, или его оснащением контргрузами 37. Частичное перекрытие радиального отверстия 32 патрубка 31 при подъеме втулки 19 позволяет снизить давление в верхней камере 28 переменного объема, что обеспечивает своевременное открытие всасывающего клапана.Thus, the shut-off element 19 of the suction valve and the nozzle 31 move as one piece. This ensures timely closure of the suction valve under the action of the total weight of the sleeve 19 and the nozzle 31. In addition, depending on the viscosity of the formation medium, the mass of the nozzle 31 can be changed by changing its diameter, or by equipping it with counterweights 37. Partial overlap of the radial opening 32 of the nozzle 31 during lifting sleeve 19 allows to reduce the pressure in the upper chamber 28 of variable volume, which ensures the timely opening of the suction valve.

Claims (4)

1. Скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр, всасывающий клапан, включающий верхнее и нижнее седла, запорный орган, выполненный в виде втулки с верхним буртом ответно верхнему седлу, нижнее седло размещено в днище насоса со сквозным осевым отверстием, плунжер со ступенями большого и малого диаметра с нагнетательным клапаном, втулка установлена с возможностью ограниченного упором осевого перемещения вдоль плунжера с образованием камеры переменного объема, образованного торцом втулки, ступенью плунжера малого диаметра и цилиндром, отличающийся тем, что цилиндр выполнен ступенями большего и малого диаметра ответно ступеням плунжера, нижнее седло соединено с плунжером, в нижней части которого выше нижнего седла выполнено, как минимум, одно сквозное радиальное отверстие с возможностью сообщения с осевым отверстием днища, вход нагнетательного клапана выполнен в виде цилиндрического углубления с торцовой поверхностью, плунжер снабжен патрубком с буртом в нижней части ответно отверстиям втулки и цилиндрическому углублению с возможностью взаимодействия бурта с торцом втулки, в верхней части патрубка выполнено, как минимум, одно сквозное радиальное отверстие с возможностью частичного его перекрытия боковой поверхностью цилиндрического углубления в верхнем положении втулки.1. A downhole sucker rod pump containing a cylinder, a suction valve including upper and lower seats, a shut-off element made in the form of a sleeve with an upper shoulder in response to the upper seat, the lower seat is located in the pump bottom with a through axial hole, a plunger with stages of large and small diameter with a discharge valve, the bushing is installed with the possibility of axial movement limited by the stop along the plunger with the formation of a chamber of variable volume formed by the end of the bushing, a plunger stage of small diameter and a cylinder, characterized in that the cylinder is made in steps of large and small diameters in response to the plunger stages, the lower seat is connected to a plunger, in the lower part of which, above the lower seat, at least one through radial hole is made with the possibility of communicating with the axial hole of the bottom, the inlet of the discharge valve is made in the form of a cylindrical recess with an end surface, the plunger is equipped with a branch pipe with a shoulder in the lower part corresponding to the holes bushing and a cylindrical recess with the possibility of interaction of the collar with the end of the bushing, at least one through radial hole is made in the upper part of the branch pipe with the possibility of partially overlapping it with the lateral surface of the cylindrical recess in the upper position of the bushing. 2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что плунжер малого диаметра в нижней части снабжен центральным отводом с размещенным в нем нагнетательным клапаном.2. The pump according to claim. 1, characterized in that the small-diameter plunger in the lower part is equipped with a central outlet with a discharge valve located therein. 3. Насос по п. 1 или 2, отличающийся тем, что патрубок в нижней части выполнен большего диаметра, а длина верхнего участка больше суммарной высоты цилиндрического углубления и максимального хода втулки.3. The pump according to claim 1 or 2, characterized in that the branch pipe in the lower part is made with a larger diameter, and the length of the upper section is greater than the total height of the cylindrical recess and the maximum stroke of the sleeve. 4. Насос по п. 1 или 2, отличающийся тем, что патрубок оснащен, как минимум, одним контргрузом, выполненным в виде насаженного на него кольца.4. The pump according to claim 1 or 2, characterized in that the branch pipe is equipped with at least one counterweight, made in the form of a ring attached to it.
RU2019138191A 2019-11-25 2019-11-25 Bottom-hole sucker-rod pump RU2731328C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019138191A RU2731328C1 (en) 2019-11-25 2019-11-25 Bottom-hole sucker-rod pump

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019138191A RU2731328C1 (en) 2019-11-25 2019-11-25 Bottom-hole sucker-rod pump

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2731328C1 true RU2731328C1 (en) 2020-09-01

Family

ID=72421616

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019138191A RU2731328C1 (en) 2019-11-25 2019-11-25 Bottom-hole sucker-rod pump

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2731328C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU211513U1 (en) * 2022-02-01 2022-06-09 Акционерное общество "Самаранефтегаз" TWO-STAGE ROD PUMP WITH CONTINUOUS GRP ROD

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4273520A (en) * 1979-11-20 1981-06-16 Sutliff Wayne N Deep well pump
SU1687868A2 (en) * 1989-03-30 1991-10-30 Московский Институт Нефти И Газа Им.И.М.Губкина Deep-well bull pump
RU2125184C1 (en) * 1996-07-16 1999-01-20 Научно-производственное управление Акционерного общества открытого типа "Оренбургнефть" Oil-well sucker-rod pump unit
RU84057U1 (en) * 2008-11-28 2009-06-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина DIFFERENTIATED Borehole PUMP PUMP WITH MOBILE CYLINDER FOR PRODUCTION OF HIGH VISCOUS OIL
RU2669058C1 (en) * 2017-08-07 2018-10-08 Альметьевский государственный нефтяной институт (АГНИ) Oil well pump
RU2709754C1 (en) * 2019-05-13 2019-12-19 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" Bottom-hole sucker-rod pump

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4273520A (en) * 1979-11-20 1981-06-16 Sutliff Wayne N Deep well pump
SU1687868A2 (en) * 1989-03-30 1991-10-30 Московский Институт Нефти И Газа Им.И.М.Губкина Deep-well bull pump
RU2125184C1 (en) * 1996-07-16 1999-01-20 Научно-производственное управление Акционерного общества открытого типа "Оренбургнефть" Oil-well sucker-rod pump unit
RU84057U1 (en) * 2008-11-28 2009-06-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина DIFFERENTIATED Borehole PUMP PUMP WITH MOBILE CYLINDER FOR PRODUCTION OF HIGH VISCOUS OIL
RU2669058C1 (en) * 2017-08-07 2018-10-08 Альметьевский государственный нефтяной институт (АГНИ) Oil well pump
RU2709754C1 (en) * 2019-05-13 2019-12-19 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" Bottom-hole sucker-rod pump

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU211513U1 (en) * 2022-02-01 2022-06-09 Акционерное общество "Самаранефтегаз" TWO-STAGE ROD PUMP WITH CONTINUOUS GRP ROD

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10995587B2 (en) Reversing valve for hydraulic piston pump
US6685451B1 (en) Valve assembly for sucker rod operated subsurface pumps
CA2812741C (en) Double-action sucker-rod well pump
RU2669058C1 (en) Oil well pump
RU2709754C1 (en) Bottom-hole sucker-rod pump
RU2731328C1 (en) Bottom-hole sucker-rod pump
RU2674843C1 (en) Pump
RU2677772C1 (en) Oil well pump
US7610930B2 (en) Discharge valve for downhole pumps
RU2692588C1 (en) Pump
RU2730774C1 (en) Downhole sucker-rod pump
US20090196779A1 (en) Bypass valve and downhole pump
RU2698992C1 (en) Well pump suction valve
RU2730771C1 (en) Double-acting sucker-rod pump
US2246577A (en) Pump
RU2696837C1 (en) Sucker-rod subsurface piston pump
RU2779860C1 (en) Downhole rod pump
RU120727U1 (en) DIFFERENTIAL BAR PUMP FOR PRODUCING HIGH-VISCOUS OIL
RU2351801C1 (en) Pump installation for simultaneous-separate operation of two reservoirs of one well
RU2708764C1 (en) Bottom-hole sucker-rod pump
US2674955A (en) Reciprocating piston pump with valved piston
RU108506U1 (en) BILATERAL WELL PUMP PUMP
RU2677768C1 (en) Method of operation of a well, complicated by carrying out of mechanical impurities
RU110430U1 (en) WELL BODY PUMP FOR VISCOUS OIL PRODUCTION
RU2258837C2 (en) Method of and device to provide operation of suction valve of deep-well sucker-rod pump