SU827840A1

SU827840A1 - Well sucker rod pumping unit for simultaneous separate operation wells

Info

Publication number: SU827840A1
Application number: SU792775719A
Authority: SU
Inventors: Алисахиб Рза оглы Поладов
Priority date: 1979-06-04
Filing date: 1979-06-04
Publication date: 1981-05-07

Description

Изобретение относитс к технике добычи нефти, в частности к скважннным штанговым насосным установкам дл одновременной раздельной экснлуатацни скважин.This invention relates to a technique for extracting oil, in particular to well pumping sump units for the simultaneous separate operation of wells.

Известна скважиниа штангова насосна установка дл одновременной раздельной эксплуатации скважин, содержаш,а нижний и верхний скважинные штанговые насосы, при этом верхний насос выполнен с подвижным плунжером н неподвижным цилиндром, а также узлом специальной штанги, изготовленной из насосно-компрессорных труб . На узле специальной штанги установлен присоединенный к штоку установки посадочный конус, обеспечиваюший независимый проход жидкости, подаваемой нижним скважинным штанговым насосом в продольном направлении и в прием верхнего скважинного штангового насоса в поперечном направлении. Специальна штанга, смонтированна сквозь посадочный конус, одним концом присоедин етс к цилиндру верхнего насоса, а другим - к колонне промежуточных штанг между насосами.The well-known well pumping unit is known for simultaneous separate operation of the wells, and the lower and upper well pumping pumps, while the upper pump is made with a movable plunger and a stationary cylinder, as well as a special rod unit made of tubing. A special cone attached to the installation rod is installed on the assembly of the special rod, which ensures an independent passage of the fluid supplied by the lower well pump in the longitudinal direction and to the intake of the upper well pump in the transverse direction. A special rod, mounted through the landing cone, is connected at one end to the cylinder of the upper pump and the other to the column of intermediate rods between the pumps.

При движении колонны насосных штанг вверх происходит всасывание, а при ее опускании- нагнетание. Таким образом, при ходе вверх колонна нагружаетс суммарным весом жидкости, наход шейс над When moving the column of pump rods upwards, suction takes place, and when it is lowered, it is forced. Thus, during an upward course, the column is loaded with the total weight of the fluid, which is

плунжерами обоих насосов, и собственным весом, а при ходе вниз на нее действует только собственный вес. Это приводит к резко асимметричному нагружению колонны насосных штанг в каждом цикле работы и ухудшает услови работы установки, котора часто выходит из стро , что, в свою очередь, ведет к значительным затратам средств на ее ремонт и большим потер м нефти. Колонна насосных штанг, а следовательно , вс установка имеют низкие надежность и долговечность.the plungers of both pumps, and its own weight, and during the course of the downward only its own weight acts on it. This leads to a sharply asymmetrical loading of the string of pump rods in each work cycle and worsens the conditions of the plant, which often goes out of service, which, in turn, leads to significant costs for its repair and large oil losses. The column of pump rods, and therefore, the installation of the sun have low reliability and durability.

Известна также скважинна штангова насосна установка дл одновременной раздельной эксплуатации скважин, содержаща нижний и верхний скважинные штанговые насосы, установленные в колонне насосных труб и имеюшие всасываюш,ий и нагнетательные обратные клапаны, состо ш,ие из клетки, седла и запорного элемента, а также пакер, причем цилиндр верхнего насоса сообшен с плунжером нижнего насоса с помошью промежуточной колонны штанг, проход щей через его дно, а плунжер - посредством полого штока неподвижно подвешен к основанию посадочного конуса, смонтированного в опоре насоса .Also known is a well sucker-rod pumping unit for simultaneous separate well operation, comprising lower and upper well sucker-rod pumps installed in a string of pump tubes and having suction and discharge check valves consisting of cage, saddle and locking element, as well as a packer , the upper pump cylinder communicating with the lower pump plunger with the help of the intermediate rod string passing through its bottom, and the plunger by means of a hollow rod fixedly suspended from the base of the landing gear to mounted in the pump support.

При движении колонны насосных штанг вверх открываетс всасывающий и закрываетс нагнетательный клапан нижнего скважинного насоса, а в верхнем насосе открываетс нагнетательный кланан и закрываетс всасывающий кланан. На головку балансира действует вес колонны штанг и жидкости, наход щейс над плунжером нижнего насоса, а нагрузка от веса жидкости над верхним насосом передаетс на насосно-компрессорные трубы. При опускании колонны насосных щтанг закрываетс всасывающий кланан и открываетс нагнетательный клапан нижнего насоса и открываетс всасывающий и закрываетс нагнетательный клапан верхнего насоса. На головку балансира станка-качалки действует только вес щтанг. Таким образом, амплитуда напр жений и максимальное напр жение на колонну насосных щтанг уменьшаютс , т. е. надел ность колонны насосных штанг повышаетс . Однако в такой установке при опускании колонны насосных щтанг в результате малых нроходных сечений всасывающего и нагнетательного клапанов верхнего насоса (всасывающий клапан помещен в посадочном конусе, а нагнетательный клапан - в нижней части цилиндра) и срабатывани их от изменени направлени действи напора жидкости снижаетс коэффициент наполнени цилиндра верхнего насоса. При движении колонны насосных щтанг вверх задерживаютс вытеснение жидкости из цилиндра , выход (срыв) посадочного конуса из своей опоры и плунжера нилснего насоса из цилиндра. Последнее ведет к увеличению числа подземных ремонтов. Цель изобретени - повыщение надел ности и долговечности скважинной щтанговой насосной установки дл одновременной раздельной эксплуатации скважин, а также коэффициента подачи путем уменьшени количества подземных ремонтов и увеличени коэффициента наполнени верхнего насоса . Указанна цель достигаетс тем, что клетка всасывающего клапана верхнего насос снабжена подвижным дном с установленным на его боковой поверхности кольцевым распорным элементом, а запорный элемент нагнетательного клапана выполнен в виде порщн с расположенными на его торцовых поверхност х уилотнительными элементами из пластичного металла, нричем указанный запорный элемент жестко св зан с промежуточной колонной щтанг и установлен с возможностью взаимодействи с седлом и дном цилиндра, в стенках которого имеютс сквозные каналы. На фиг. 1 схематично изображена скважинна щтангова насосна установка дл одновременной раздельной эксплуатации скважин; на фиг. 2 - верхний скважинный щтанговый насос, разрез; на фиг. 3 - сечение А-А фиг. 2. Нижний 1 и верхний 2 скважинные щтан овые насосы установлены в колонне насос1гы труб 3, расиоложсипом в обсалиой колонне 4 скважины с 10моци ю на кора 5. Нижипй насос содержит цилиндр 6 и плунжер 7, в которых расположены всасываюни-п 8 п нагнетательный 9 обратные клапаны соответственно. Последнне состо т из клеткп седла и запорного элемента (не показаны). Верхний насос имеет цилиндр 10 и нлунжер 11 с установленными в них всасыва щим 12 и нагнетательным 13 обратнымн клапанами. Цилиндр верхнего насоса 2 сообщен с плунжером насоса 1 с помощью промежуточной колонны щтанг 14, проход щей через дно 15, а плунжер 11 посредством полого штока 16 неподвижно подвешен к основанию посадочного конуса 17, смонтированного в опоре 18. Всасывающий клапан 12 верхнего насоса состоит из клетки 19, снабл енной подвижным относительно шпилек 20 дном 21 с установленным на его боковой поверхности кольцевым распорным элементом 22, седла 23п запорного элемента 24, причем шпильки 20, проход через отверсти 25 в этом дне закреплены в седле 23 клапана. Нагнетательный клапан 13 также состоит из клетки 26, вл ющейс продолжением цилиидра 10, седла 27 и запорного элемента 28, выполненного в виде порщн с расположенными на его торцовых поверхност х уплотнительными элементами 29 из пластичного металла. Запорпый элемент 28 л естко св зан с иромел уточной колонной штанг 14 и установлен с возможностью взаимодействи с седлом 27 и дном 15 цилиндра 10, в стенках которого имеютс сквозные каналы 30. Установка содерл ит также основную колонну насосных штанг 31, св занную с цилиндром верхнего насоса носредством специальной штанги 32. Установка работает следующим образом. При двилсении основной колонны насосных щтанг 31 вверх открываетс всасывающий 8 и закрываетс нагнетательный 9 клапаны нижнего насоса 1, а в его цилиндр 6 поступает л идкость из скважины. При этом подвил ный цилиндр 10 верхнего насоса 2 вместе с основной колонной насосных щтанг 31 также поднимаетс . Распорный элемент 22 соприкасаетс с внутренней поверхностью цилиндра 10, при этом подвижное дно 21 перемещаетс по щпилькам 20 вверх до тех пор, пока запорный элемент 24не упираетс в седло 23, т. е. пока не закроетс всасывающий клапан 12. Дальнейшее движение цилиндра 10 вверх приводит к уменьшению объема подплунжерной камеры этого цилиндра (не показана ), а следовательно, и к росту давлени жидкости в ней, при этом запорный элемент 24 еще сильнее прижимаетс к седлу 3. Поршень нагнетательного клапана 13 опускаетс , а жидкость, наход ща с надAs the rod string moves upward, the suction valve closes and the discharge valve of the lower well pump closes, and in the upper pump the pressure clan is opened and the suction clan is closed. The balancer head acts on the weight of the rod column and on the liquid above the plunger of the lower pump, and the load on the weight of the liquid above the upper pump is transferred to the tubing. When the pumping column is lowered, the suction clanan closes and the lower pump discharge valve opens and the suction valve of the upper pump opens and closes. The weight of the rocker of the pumping unit acts only on the weight of the shtang. Thus, the stress amplitude and maximum stress on the string of pump shtangs are reduced, i.e., the usefulness of the string of booms increases. However, in such an installation, when lowering a column of pumping shtangs as a result of small cross sections of the suction and discharge valves of the upper pump (the suction valve is placed in the landing cone, and the discharge valve is in the lower part of the cylinder) and triggered by changing the direction of the liquid head reduces the filling ratio top pump. When the column of pumping shtangs is moving upwards, the liquid is expelled from the cylinder, the landing cone (stall) from its support and the lower pump plunger from the cylinder exit. The latter leads to an increase in the number of underground repairs. The purpose of the invention is to increase the availability and durability of a well shtangovoy pumping unit for the simultaneous separate operation of wells, as well as the feed rate by reducing the number of underground repairs and increasing the fill ratio of the upper pump. This goal is achieved by the fact that the cage of the suction valve of the upper pump is equipped with a movable bottom with an annular spacer installed on its side surface, and the locking element of the discharge valve is made in the form of piston with plastic elements made of ductile metal than the said locking element rigidly connected with the intermediate column shtang and installed with the possibility of interaction with the saddle and the bottom of the cylinder, in the walls of which there are through channels. FIG. 1 schematically shows a well pumping unit for simultaneous separate operation of wells; in fig. 2 - upper borehole shtangovy pump, incision; in fig. 3 - section A-A of FIG. 2. The lower 1 and upper 2 well bore pumps are installed in the column of pump pipe 3, located in the obsalion column 4 of the borehole with 10 wells per core 5. The lower pump contains a cylinder 6 and a plunger 7, in which are located the suction head 8 check valves respectively. The latter consist of a seat cell and a closure member (not shown). The upper pump has a cylinder 10 and a cylinder 11 with suction 12 installed in them and 13 non-return valves. The cylinder of the upper pump 2 communicates with the plunger of the pump 1 by means of an intermediate string Shchtang 14 passing through the bottom 15, and the plunger 11 through the hollow rod 16 is permanently suspended to the base of the landing cone 17 mounted in the support 18. The suction valve 12 of the upper pump consists of a cage 19, provided with a movable with respect to the studs 20 bottom 21 with an annular spacer 22 installed on its side surface and a seat 23p of the locking element 24, the studs 20 passing through the openings 25 in this bottom are fixed in the valve seat 23. The injection valve 13 also consists of a cell 26, which is a continuation of the cylinder 10, a saddle 27, and a locking element 28, made in the form of a piston with sealing elements 29 of ductile metal located on its end surfaces. A 28 liter element is rigidly connected to the iromel weft column rods 14 and mounted to cooperate with the seat 27 and the bottom 15 of the cylinder 10, in the walls of which there are through channels 30. The installation also contains the main column of pump rods 31 connected to the upper cylinder pump by means of a special rod 32. The installation works as follows. When the main column of pumping valves 31 is moved, the suction 8 opens upward and the lower pump 1 valves 9 are closed, and the liquid from the well enters its cylinder 6. At the same time, the basement cylinder 10 of the upper pump 2 together with the main column of the pump shtang 31 also rises. The spacer 22 is in contact with the inner surface of the cylinder 10, while the movable bottom 21 moves along the studs 20 up until the locking element 24 does not abut against the saddle 23, i.e. until the suction valve 12 is closed. Further movement of the cylinder 10 upwards results a decrease in the volume of the sub-plunger chamber of this cylinder (not shown) and, consequently, an increase in the pressure of the fluid in it, while the locking element 24 is pressed even more against the saddle 3. The piston of the discharge valve 13 is lowered, and the fluid above

плунжером нижнего насоса 1, и жидкость из подплунжерной полости цилиндра верхнего насоса через сквозные каналы 30 проходит в полость колонны насосных труб 3. На головку балансира станка-качалки (не показаны) действует нагрузка, слагающа с из веса жидкости, наход щейс над плунжером 7, и собственного веса основной колонны насосных штанг 31.the plunger of the lower pump 1, and the liquid from the sub-plunger cavity of the cylinder of the upper pump through the through channels 30 passes into the cavity of the column of pumping tubes 3. A load of the weight of the liquid above the plunger 7 acts on the head of the rocker of the pumping unit (not shown) and own weight of the main column of the pump rods 31.

При опускании основной колонны насосных штанг закрываетс всасываюший клапан 8 и открываетс нагнетательный клапан 9 нижнего насоса 1, а жидкость из полости его цилиндра 6 проходит в колонну насосных труб 3. Затем открываетс всасывающий клапан 12 и закрываетс нагнетательный клапан 13, а жидкость из скважины через полый шток 16 поступает в подплунжерную полость цилиндра 10. На головку балансира станка-качалки действует только вес основной колонны насосных штанг 31, т. е. максимальна нагрузка на головку балансира при движении колонны насосных штанг 31 вверх уменьшаетс на величину веса жидкости, наход щейс над верхним насосом 2, причем этот вес воспринимаетс колонной насосных труб 3. Таким образом уменьшаетс количество подземных ремонтов установки.When lowering the main string of pump rods, the suction valve 8 closes and the discharge valve 9 of the lower pump 1 opens, and the fluid from the cavity of its cylinder 6 passes into the column of pump tubes 3. Then the suction valve 12 opens and the pressure valve 13 closes and the fluid from the well through the hollow The rod 16 enters the sub-plunger cavity of the cylinder 10. Only the weight of the main string of pump rods 31 is effective on the balance head of the pumping unit, i.e. the maximum load on the balance head when the pump string moves GOVERNMENTAL rod 31 upwardly is reduced by the magnitude of the weight of liquid residing within the upper pump over 2, wherein the weight is sensed by the pump column pipe 3. Thus is reduced the number of underground installation repairs.

Кроме того, повышаетс коэффициент наполнени цилиндра 10 и ускор етс процесс вытеснени жидкости из его полости вследствие увеличени проходного сечени всасывающего 12 и нагнетательного 13 клапанов верхнего насоса 2.In addition, the filling ratio of the cylinder 10 increases and the process of displacing fluid from its cavity is accelerated due to an increase in the flow area of the suction 12 and injection 13 valves of the upper pump 2.

Устранение осевой сжимающей силы, направленной вверх, при движении колонны насосных штанг 31 вниз позвол ет исключить выход посадочного конуса 17 из опоры 18 и плунжера 7 из цилиндра 6.The elimination of the axial compressive force directed upwards while the column of pumping rods 31 is moving downwards makes it possible to eliminate the exit of the landing cone 17 from the support 18 and the plunger 7 from the cylinder 6.

Claims

1.Catalogue “Equipment for the separate operation of oil wells, TsINTIKHIMNEFTEMASH, Moscow, 1973, p. 19-34.

2.Manyukin N.M. and Paladov A.R. A method of reducing the load on the balancer head while simultaneously operating wells separately. Oil field business, VNIIOENG, No. 11, M., 1975, p. 16-18 (prototype).

J /

P

1

l-j;

A-A

Flg.Z

FIG. 2