SU1724935A1

SU1724935A1 - Скважинный штанговый насос

Info

Publication number: SU1724935A1
Application number: SU904808909A
Authority: SU
Inventors: Сергей Васильевич Пантюхин; Владислав Павлович Заводин; Леонид Терентьевич Дытюк; Виктор Васильевич Андреев
Original assignee: Центральная научно-исследовательская лаборатория Производственного объединения "Оренбургнефть"
Priority date: 1990-04-02
Filing date: 1990-04-02
Publication date: 1992-04-07

Abstract

Изобретение относитс к нефтедобывающей промышленности, в частности к сква- жинным штанговым насосам, и может быть использовано при добыче в зких вод о нефт ных эмульсий. Цель изобретени - повышение эффективности в эксплуатации путем повышени надежности уплотнительного узла. Скважинный штанговый насос содержит корпус 1, на внутренней поверхности которого выполнена V-образна канавка А,

Description

внизу установлен цилиндр 2 насоса, а в теле корпуса 1 - гидролини 3 с нагнетательным клапаном 4, плунжер 5 с всасывающим клапаном 6, полированный шток 7, св зывающий плунжер 5 с колонной насосных штанг и имеющий в верхней части жестко закрепленную на нем поворотную пластину 8, полый упорный стакан 9 с направл ющими пальцами 10, разрезом Б в его верхней части , расклинивающим кольцом 11 на нижнем торце подпружинивани в виде пружины 12 и опорных втулок 13 и 14, верхн 13 из которых имеет расклинивающее кольцо 15 и уплотнительный узел с самоуплотн ющимс сальником 16. Последний установлен между полым упорным стаканом 9 и механизмом подпружинивани , расклинивающие кольца 11 и 15 соответственно упорного стакана 9 и верхней опорной втулки 13 установлены с возможностью взаимодействи с торцовыми поверхност ми самоуправл ющегос сальника 16. Поворотна пластина 8

выполнена с возможностью взаимодействи с упорным стаканом 9 посредством разрезов Б в его верхней части, а направл ющие пальцы 10 упорного стакана 9 установлены с возможностью взаимодействи с V-образной канавкой корпуса и фиксацией в ней. Уплотнительный узел с самоуплотн ющимс сальником 16 и нагнетательный клапан 4 гидролинии 3 защищают плунжер 5 от веса столба жидкости в колонне насосных труб. По мере износа самоуплотн ющегос сальника 16 последний посто нно поджимаетс верхней опорной втулкой 13 под действием пружины 12 к нижнему торцу полого опорного стакана 9. При этом расклинивающее кольцо 15 взаимодействует с самоуплотн ющимс сальником 16 уплот- нительного узла, за счет чего обеспечиваетс гарантированное уплотнение как по поверхности полированного штока 7, так и по внутренней поверхности корпуса. 1.3 ил.

Изобретение относитс к нефтедобывающей промышленности, в частности к сква- жинным штанговым насосам, и может быть использовано при добыче в зких водонефт ных эмульсий,

Известен скважинный штанговый насос , содержащий корпус с насосно-комп- рессорными трубами, цилиндр, полый плунжер с установленным в нем всасывающим клапаном, размещенный в цилиндре, подплунжерна полость которого посто нно сообщена с затрубным пространством, шток, св зывающий плунжер с колонной насосных штанг, уплотнительный узел и гидролинию дл сообщени надплунжерной полости цилиндра насоса с насосно-комп- рессорными трубами через установленный в ней нагнетательный клапан.

Недостатком известного скважинного штангового насоса вл ютс большие амп- литуды напр жений в насосных штангах из- за наличи больших знакопеременных нагрузок в начале хода плунжера вверх и в конце его хода вниз, что вызывает частые обрывы штанг, снижа надежность работы насоса в целом.

Известен скважинный штанговый насос , состо щий из корпуса с насосно-комп- рессорными трубами, цилиндра, полого плунжера с установленным в нем всасы- вающим клапаном, размещенного в цилиндре , подплунжерна полость которого посто нно сообщена с затрубным пространством штока, св зывающего плунжер с колонной насосных штанг, уплотнительно- го узла и полости цилиндра насоса с полостью насосно-компрессорных труб через установленный в гидролинии обратный нагнетательный клапан. Гидролини выполнена в виде обводного канала в корпусе насоса, а уплотнительный узел - в виде сальника , размещенного на штоке и неподвижно установленного в корпусе. Насос снабжен замковой опорой, на которой насос закрепл етс в корпусе.

Однако известна конструкци скважинного штангового насоса предусматривает наличие уплотнительного узла в виде сальника, расположенного выше плунжера насоса, причем механизм установки сальника в корпусе насоса предусматривает использование замковой опоры лепесткового типа, т.е. фиксаци сальника в корпусе насоса осуществл етс за счет сил трени , возникающих между лепестками замковой опоры и корпусом насоса. А это не обеспечивает полную гарантию надежной фиксации сальника в корпусе насоса, поскольку незначительное превышение сил трени между эластичными уплотнительными элементами и штоком над указанными выше силами трени , удерживающих сальник в зафиксированном положении, вызывает срыв замковой опоры сальника.

Цель изобретени - повышение надеж- JHOCTH работы уплотнительного узла и, как

следствие, повышение надежности работы скважинного штангового насоса.

Поставленна цель достигаетс тем, что скважинный штанговый насос, содержащий корпус с насосно-компрессорными трубами , цилиндр, полый плунжер с установлен- ным в нем всасывающим клапаном, размещенный в цилиндре, подплунжерна полость которого посто нно сообщена с за- трубным пространством скважины, шток, св зывающий плунжер с колонной насосных штанг, размещенный на штоке и расположенный в корпусе уплотнительный.узел с самоуплотн ющимс сальником и выполненную в виде обводного канала в корпусе гидролинию, сообщающую надплунжерную полость цилиндра насоса с насосно-компрессорными трубами через установленный в обводном канале нагнетательный клапан, дополнительно снабжен полым упорным стаканом с направл ющими пальцами на внешней поверхности, разрезом в верхней части и расклинивающим кольцом на нижнем торце, механизмом подпружинивани , выполненным в виде пружины и опорных втулок, верхн из которых снабжена дополнительным расклинивающим кольцом и поворотной пластиной, жестко закрепленной в верхней части полированного штока, при этом на внутренней поверхности корпуса выполнена V-образна канавка, самоуплотн ющийс .сальник установлен между полым упорным стаканом и механизмом подпружинивани , расклинивающие кольца упорного стакана и верхней опорной втулки установлены с возможностью взаимодействи с торцовыми поверхност ми самоуплотн ющегос сальника, а поворотна пластина выполнена с возможностью взаимодействи с упорным стаканом посредством разреза в его верхней части, причем направл ющие пальцы упорного стакана установлены с возможностью взаимодействи с V-образной канавкой корпуса и фиксации в ней.

На фиг. 1 схематично представлен скважинный штанговый насос, разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид V-образной канавки на внутренней поверхности корпуса.

Предлагаема конструкци скважинного штангового насоса содержит корпус 1, на внутренней поверхности которого вырезана V-образна канавка А, внизу смонтирован цилиндр насоса 2, а в теле корпуса 1 гидролини 3 с нагнетательным клапаном 4, плунжер 5 с всасывающим клапаном 6, полированный шток 7, св зывающий плунжер 5 с колонной насосных штанг (не показаны) и имеющий в верхней части жестко закрепленную на нем поворотную пластину 8, полый упорный стакан 9 с направл ющими пальцами 10с разрезом Б в верхней части / и расклинивающим кольцом 11 на нижнем

торце, механизм подпружинивани , состо щий из пружины 12 и опорных втулок 13 и 14, верхн из которых имеет расклинивающее кольцо 15, герметизирующий эластичный элемент 16 заданной конфигурации.

0 Скважинный штанговый насос работает следующим образом.

При ходе плунжера 5 вверх всасывающий клапан б закрыт и жидкость в надплун- жерной полости начинает сжиматьс . При

5 этом нагнетательный клапан 4 в гидролинии 3 открываетс и жидкость начинает поступать в насосно-компрессорные трубы. При ходе плунжера 5 вниз нагнетательный клапан 4 в гидролинии 3 закрываетс , а всасы0 вающий клапан 6 в плунжере 5 открываетс и жидкость из плунжерной полости поступает в надплунжерную.

Герметизирующий эластичный элемент 16 и нагнетательный клапан 4, установлен5 ный в гидролинии 3, защищают плунжер 5 от веса столба жидкости в насосно-компрес- сорных трубах. Причем по мере износа герметизирующего эластичного элемента 16 последний посто нно поджимаетс верхней

0 опорной втулкой 13 под действием пружины 12. При этом расклинивающие кольца 15 верхней опорной втулки 13 вход т в специальный разрез герметизирующего уплотни- тельного элемента 16, за счет чего

5 обеспечиваетс гарантированное уплотнение как по поверхности полированного штока 7, так и по внутренней поверхности корпуса 1.

Насос спускаетс в скважину в следую0 щей последовательности. Сначала на насос- но-компрессорных трубах спускают корпус 1 с цилиндром насоса 2, с гидролинией 3 с вмонтированным в ней нагнетательным клапаном 4.

5 Затем приступают к спуску заранее смонтированной сборки уплотнительного узла на полированном штоке 7 вместе с плунжером 5.

Установку уплотнительного узла осуще0 ствл ют следующим образом. По мере подхода пальцев 10 полого упорного стакана 9 к корпусу 1 путем поворота штанговой ко- лонны ориентируют пальцы 10 таким образом , чтобы они вошли в V-образную канавку

5 А. После этого путем нагрузки штанговой колонны сжимают пружину 12 с последующим поворотом по часовой стрелке, вследствие чего пальцы 10 двигаютс по направлению, указанному стрелкой на фиг. 3.

Все операции по установке уплотни- тельного узла провод т с усть скважины посредством жесткой св зи штанговой колонны с полированным штоком 7 и жестко закрепленной поворотной пластины 8. Взаимодействие поворотной пластины 8 в разрезе Б полого упорного стакана 9 обеспечивает ориентацию пальцев 10 в корпусе 1.

После установки уплотнительного узла штанговую колонну, а следовательно, и плунжер 5 насоса 2 на полированном штоке 7, поднимают на 30-40 см с тем расчетом, чтобы поворотна пластина 8 вышла из разреза Б полого упорного стакана 9. Эта операци не противоречит правилам установки плунжера 5 в насосе 2, поскольку подъем плунжера 5 на указанную величину всегда выполн етс при установке плунжера в насосе . Данное положение плунжера 5 в насосе 2 вл етс нижней мертвой точкой. После монтажа подвески колонны насосных штанг и креплени ее к головке балансира установку запускают в работу.

Демонтаж уплотнительного узла и подь ем оборудовани производ т в обратной по- следовательности. Сначала штанговую колонну опускают с таким расчетом, чтобы поворотна пластина 8 вошла в разрез упорного стакана 9. Затем путем создани нагрузки на механизм подпружинивани (пружина 12 сжимаетс ) вывод т направл ющие пальцы 10 из конечного положени , поворачивают штанговую колонну против часовой стрелки и поднимают всю сборку уплотнительного узла вместе с плунжером 5 на поверхность. Слив жидкости происходит при подъеме колонны труб из скважины.

Применение скважинного штангового насоса с предлагаемой конструкцией уплотнительного узла позвол ет исключить утечки жидкости из колонны НКТ в надплунжерную полость насоса и обеспечить надежность работы насоса в целом.

Существенным отличием предлагаемого скважинного насоса вл етс то, что уп- лотнительный узел устанавливаетс с усть скважины посредством взаимодействи штанговой колонны через поворотную пластину полированного штока. Данна конструкци уплотнительного узла предусматриваетс как при применении вставных, так и невставных скважинных

штанговых насосов, а также в известных технологических схемах подъема высоков зких нефтей по затрубному пространству, в которых с целью изол ции штанговой ко- лонны необходима установка глубинного сальника.

Claims

Формула изобретени Скважинный штанговый насос, содержащий корпус с насосно-компрессорными трубами, цилиндр, полый плунжер с установленным в нем всасывающим клапаном, размещенный в цилиндре, подплунжерна полость которого посто нно сообщена с затрубным пространством скважины, полированный шток, св зывающий плунжер с колонной насосных штанг, размещенный на штоке и расположенный в корпусе уплотни- тельный узел с самоуплотн ющимс сальником и выполненную в виде обводного канала в корпусе гидролинию, сообщающую надплунжерную полость цилиндра насоса с насосно-компрессорными трубами через установленный в обводном канале нагнетательный клапан, отличающийс тем, что, с целью повышени эффективности в эксплуатации путем повышени надежности уплотнительного узла, последний дополнительно снабжен полым упорным

стаканом с направл ющими пальцами на внешней поверхности, разрезом в верхней части и расклинивающим кольцом на нижнем торце, механизмом подпружинивани , выполненным в виде пружины и опорных

втулок, верхн из которых снабжена дополнительным расклинивающим кольцом и поворотной пластиной, жестко закрепленной в верхней части полированного штока, при этом на внутренней поверхности корпуса

выполнена V-образна канавка, самоуплотн ющийс сальник установлен между полым упорным стаканом и механизмом подпружинивани , расклинивающие кольца упорного стакана и верхней опорной втулки

установлены с возможностью взаимодействи с торцовыми поверхност ми самоуплотн ющегос сальника, поворотна пластина выполнена с возможностью взаимодействи с упорным стаканом посредством разреза в его верхней части, а направл ющие пальцы упорного стакана установлены с возможностью взаимодействи с V-образ- ной канавкой корпуса и фиксации в ней.

Фиг.2

Фиг.З