RU4141U1 - Штанговый скважинный насос - Google Patents

Abstract

1. Штанговый скважинный насос, включающий цилиндр, всасывающий клапан, уплотнительные узлы, полый плунжер с нагнетательным клапаном, отличающийся тем, что цилиндр выполнен из двух частей - трубы с жестко установленным в ней всасывающим клапаном и рубашки, в которой смонтированы выше упомянутые уплотнительные узлы, и между последними в стенке рубашки выполнено сливное отверстие для сообщения с затрубным пространством насоса.2. Насос по п.1, отличающийся тем, что сливное отверстие снабжено сбивным клапаном, а на нижнем конце полого плунжера установлен захват в виде цанги с выполненными на наружной поверхности ее лепестков коническими поверхностями и выступами, взаимодействующими с хвостовиком сбивного клапана при извлечении плунжера.3. Насос по пп.1 и 2, отличающийся тем, что между уплотнительными узлами в рубашке выполнена внутренняя расточка, образующая в сборе с плунжером камеру, заполненную смазывающей жидкостью.

Description

ШТАНГОВЫЙ СКВАЖИННЫЙ НАСОС

Появзмая модель относится к технике добычи нефти, в частности, к скважиншш штанговым насосам, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности.

Известны штанговые глубинные насосы, описанные, например, в издании Л.Г.Чичеров Нефтепромысловые машины и механизмы, М,, Недра, 1982 г., с.110-118. Этот насос содержит рабочий цадшцдр с всасывающим клапаном, полый плунжер с нагнетательным клапаном, который с минимальным зазо,ром перемещается внутри цилиндра.

Известен шатнговый скважинный насос, описанный в каталоге Сквашнные штанговые насосы для добычи нефти, ЦЩТЙХимнефтемаш, М., 1988, с,22, содержащий рабочий цилиндр, внутри которого с минимальным зазором перемещается полый плунжер с нагнетательным клапаном, связанный с колонной насосных штанг, приемный конус цилиндра с плотно установленным в нем всасывающим клапаном, корпус которого выпожен с наружным конусом, устройство для его подъема, состоящее из ловителя, закрепленного на конце плунжера, взаимодействущего с хвостовиком всасывающего клапана.

При работе насоса уплотнение обеспечивается сохранением минимального зазора между внутренней поверхностью цижндра и наружной поверхностью подвижного плунжера по всей длине перемещения плунжера, а также плотностью соединения притертых конических поверхностей корпуса всасывающего клапана и приемного конуса цилиндра.

Недостаткаш известного штангового скважннного насоса являются сложность конструкции и высокая трудоемкость изготовления деталей, так как требуется высокая точность и чистота обработки внутренней поверхности цилиндра м наружной поверхности цлунжера, а также упрочнение этих поверхностей с целью повышения износостойкости.

mi

МКИ F04B 47/00 ; Для изготовления цйжндра требуются прецизионные трубы из легжрованных сталей, а также спешальное дорогостоящее оборудование для обработки глубоких отверстий. Значительную слоасность представляет изготовление винтовых поверхностей ловителя, тщательная притирка коначеских поверхностей корпуса всасыващего клапана и приемного конуса цижддра. Насос имеет пониженную надежность работы вследствие попадания в зазор мевду плунжером и цилиндром механических примесей, частиц песка ,что приводит к быстрому износу уплотняемых поверхностей плунжера и цилиндра, а также к возможному закжниванию плунжера. Кроме того при случайном залавливании ловителем хвостовика всасыващего клапана нарушается работоспособность насоса, так как освобождение всасыващего клапана на глубине скважины практически невозмовно. Цель изобретения повышение надежности и долговечности работы, упрощение конструкции и технологии изготовления. Эта цель достигается тем, что в штанговом скважинном насосе, включающем цилиндр, всасывающий клапан, уплотнительные узлы, полый плунжер с нагнетательным клапаном, цилиндр выполнен из двух частей Трубы с жестко установленным в ней всасывающим клапаном и рубашки, в которой размещены уплотни те льные узлы, В стенке рубашки цилиндра между уплотнительнымй узлами выполнено сжвное отверстие, соединящее внутреннюю полость насоса с затрубным пространством, кроме того сжвное отверстие снабжено сбивным клапаном, а на нижнем конце полого плунжера установлен захват в виде цангй с выполненными на наружной поверхности ее лепестков коническими поверхностями и выступами, взаимодействующими с хвостовиком сбивного клапана при извлечении плунжера, Мевду уплотнительнымй узлами в рубашке выполнена внутренняя расточка, образущая в сборе с плунжером камеру, заполненную смазывающей жидкостью.

Конструктивное выполнение в штанговом скважинном насосе цймндра из двух частей - трубы с жестко установленным в ней всасыващим клапаном и рубашки с упяотнйтельныш узламж плунжера, которые одновременно служат его оно рама скольжения,-€i также слжвного отверстия, закрываемого сливным клапаном, возможность заполнения емкости между уплотнительнылш узлами смазыващей жидкостью, которая является дополнительным уплотнением плунжера, - создает совокупность новБК технических решений, отраженных в формуле изобретения, и позволяет вместе с известными элементами получить новый эффект и достичь поставленной цели.

Предложенное решение соответствует критерию изобретательского уровня.

Сущность предложенного решения поясняется чертежами, где на фйг.1 изображен насос в сборе;

на фиг.2 - сбивной клапан при начале взаимодействия с выступом цанги; на фиг.З - сбивной клапан в конце взаимодействия с цангой; на фиг,4 - съемная втулка в момент снятия ее с цанги.

Насос содерашт цилиндр, состоящий из трубы I и рубашки 2, которая соединена с насосно-компрессорными трубами 3, В приемном отверстии трубы I жестко установлен всасывающий клапан 4, в котором размещены шарик 5 и седло 6,

Плунжер 7 насоса выполнен ПОЛЕШ с внутренним каналом 8 для прохода пластовой жидкости, на входе в который установлен нагнетательный клапан 9, включающий шарик 10 и седло II. Плунжер соединен с колонной насосных штанг 12 и размещен в трубе I с зазором О.

В рубашке 2 смонтированы уплотнительные узлы 13, служащие также опорами скольжения плунжера 7, включающие в себя пакет разрезных пружинных колец 14, выполненных с возможностью упругой деформации в направлении плунжера 7, установленных в эластичной обойме 15. Пакеты колец 14 закреплены гайками 16 таким образом, что кольца.

контактируя между собой торцевыми поверхностями, имеют возможность радиального перемещения под действием сил упругости. В рубашке между уплотнительнымй узлами выполнена расточка и поэтому рубашка вместе с плунжером 7 образуют камеру 17, которая соединена с затрубным пространством насоса отверстием 18, выполненным в стенке рубашки. Над верхним уплотнительным узлом 13 установлен грязесъемник 19, который состоит из двух или более разрезных пруяйнных колец 14, установленных в эластичной обойме 20,грязесъемншк отделен от верхнего уплотнительного узла 13 полостью 21.

Б отверстие 18 в зависимости от состава перекачиваемой жидкости мовет быть вставлен сбивной клапан 22 с ослабленным пояском 23 и хвостовиком 24, выполненным с продольным срезом б со стороны, в которую от отламывается, а плунжер 7 снабжен на нижнем конце цангой 25 с выполненными на наружной поверхности лепестков выступами 26 и коническими поверхностями 27. Лепестки цанги обжаты съемной втужой 28.

Всасывавщий клапан 4 может быть выполнен в виде установленного в приемном отверстии трубы I цилиндра на резьбе корпуса 29 с укрепленной на нем клеткой 30, в которой размещены шарик 5 и седло 6,

Работа насоса происходит следующим образом.

При подъеме плунжера 7 происходит засасывание скважанной жидкости через всасывающий клапан 4 во внутреннюю полость I, При опускании плунжера 7 закрывается всасывающий клапан 4 и через открытый нагнетательный клапан 9 жидкость перетекает в канал 8 плунжера и в полость насосно-компрессорных труб 3. При последущем подъеме плунжера 7 закрывается нагнетательный клапан 9 и вновь открывается всасыващий клапан 4. При этом жидкость, находящаяся над нагнетательным клапаном в канале 8 плунжера и в нижней части полости насосно-компрессорных труб 3, постепенно поднимается вверк по каналу колонны насосно-компреосорных труб.

Опорами скольжения плунжера 7 прн перемещений являются уплотЖЁтельные узлы 13. При этом пружинные разрезные кольца 14, деформируясь под действием сил упругости и усилий со стороны эластичной обоймы 15 в направлена плунжера, обеспечивают герметичность насоса, а также возможность компенсацшж износа колец м плунжера.

2рж ходе плунжера 7 вниз грязесъемник 19 счищает загрязнения с поверхности плунжера ж препятствует попаданию абразжвных частиц в зазоры между кольцами 14 и плунжером.

При 1звлечен1И насоса жз скважины предварительно производится подъем колонны насосных штанг 12. При этом после выхода находящегося на конце колонны плунжера 7 из верхнего уплотнительного узла 13 происходит свободный сжв жидкости из колонны насосно-компрессорных труб 3 через отверстие 18 в затрубное пространство насоса.

В случае оборудования насоса, работающего в скважине с низковязкой жидкостью, с высоким содержанием механических примесей, сбивным клапаном 22 в отверстии 18 и цангой 25, обжатой съемной втулкой 28 для предохранения выступов 26 на лепестках цанги от истирания о стенки трубы I, при извлечении плунжера 7 из насоса втулка 28 одвйгается при контакте о гайкой 16 нижнего уплотнительного узла 13. При дальнейшем подъеме плунжера выступы 26 контактируют с хвостовиком 24 сбивного клапана 22 и обламывают его по ослабленному сечению пояска 23, при этом срез б дает возможность развернуть хвостовик в узком пространства камеры 17.

Камера 17 может быть заполнена смазочной жидкостью, предохраняемой от утечек через уплотни тельные узлы 13 повышенным давлением скважинной жидкости снарута камеры, которая улучшает условия смазки плунжера и сама в свою очередь служит дополнительным уплотнением, предотвращающим утечкй откачиваемой скважйнной жидкости

через камеру 17.

Предложенное решение насоса значжтельно упрощает конструкцию всасывающего клапана, йзготавляемого без притираемых конзаческнх поверхностей, трудножзготовллемоЕО ловителя, кроме того не требуется точного изготовления внутренней поверхности цйжндр из прецизионных высокоточных дорогостоящих труб, Йовышается надежность и долговечность работы насоса за счет:

1.Исключения заклинивания плунжера в цилиндре, так как опорами скольжения служат сама уплотнительные узлы.

2.Исключения случайного залавливания всасывающего клапана и срыва подачи насоса.

3.Гарантированного сжва жидкости из колонны насосно-ковшрессорных труб через сливное отверстие при извлечении плунжера из насоса.

4.Заполнения камеры между уплотнительными элементами смазывающей жидкостью, что улучшает условия смазкж плунжера и является дополнительным уплотнением, предотвращающим утечкй откачиваемой ЖИДКОСТИ через уплотнительные увлы.

Claims (3)

1. Штанговый скважинный насос, включающий цилиндр, всасывающий клапан, уплотнительные узлы, полый плунжер с нагнетательным клапаном, отличающийся тем, что цилиндр выполнен из двух частей - трубы с жестко установленным в ней всасывающим клапаном и рубашки, в которой смонтированы выше упомянутые уплотнительные узлы, и между последними в стенке рубашки выполнено сливное отверстие для сообщения с затрубным пространством насоса.

2. Насос по п.1, отличающийся тем, что сливное отверстие снабжено сбивным клапаном, а на нижнем конце полого плунжера установлен захват в виде цанги с выполненными на наружной поверхности ее лепестков коническими поверхностями и выступами, взаимодействующими с хвостовиком сбивного клапана при извлечении плунжера.

3. Насос по пп.1 и 2, отличающийся тем, что между уплотнительными узлами в рубашке выполнена внутренняя расточка, образующая в сборе с плунжером камеру, заполненную смазывающей жидкостью.