SU892022A1

SU892022A1 - Pneumatically-driven well rodless pump

Info

Publication number: SU892022A1
Application number: SU792790423A
Authority: SU
Inventors: Иван Николаевич Гайворонский; Николай Иванович Бережной
Original assignee: Ухтинский индустриальный институт
Priority date: 1979-07-09
Filing date: 1979-07-09
Publication date: 1981-12-23

Description

(54) ПНЕВМОПРИВОДНОЙ СКВАЖИННБШ БЕСШТАНГОВЫЙ(54) PNEUMATIC DRIVE W / B

НАСОСPUMP

1one

изобретение относитс к технике дл добычи нефти, в частности к пневмоприводным поршневым скважинным бесштанговым насосам, и может быть использовано при эксплуатации нефт ных скважин.This invention relates to a technique for oil production, in particular, to pneumatic driven piston borehole rodless pumps, and can be used in the operation of oil wells.

Известен пневмоприводной поршневой скважинный бесштанговый насос, содержаш ,ий корпус с расположенными в нем дифференциальным поршнем и отверсти ми дл подачи и выпуска рабочего агента, переключающее устройство, всасывающий и нагнетательный клапаны, а также колонну труб дл подвода рабочего агента 1.A pneumatic actuator piston boreless rodless pump is known, comprising a housing with a differential piston and openings for supplying and discharging a working agent, switching device, suction and discharge valves, and a string of pipes for supplying the working agent 1.

Недостатками известного насоса вл ютс его низкие КПД и долговечность из-за сложности и ненадежности переключающего устройства.The disadvantages of the known pump are its low efficiency and durability due to the complexity and unreliability of the switching device.

Цель изобретени - повышение КПД и надежности работы насоса.The purpose of the invention is to increase the efficiency and reliability of the pump.

Указанна цель достигаетс благодар тому, что в отверсти х дл подачи и выпуска рабочего агента установлены управл емые клапаны, запорные элементы которых снабжены штоками, а переключающее устройство выполнено в виде прикрепленного к корпусу подвижного рычага, взаимодействующего с дифференциальным поршнем вThis goal is achieved due to the fact that in the openings for supplying and discharging the working agent, control valves are installed, whose shut-off elements are provided with rods, and the switching device is designed as a movable lever attached to the housing that interacts with the differential piston in

крайних его положени х, причем штоки св заны с рычагом, а полость корпуса св зана с полостью труб дл подвода рабочего агента и затрубным пространством посредством соответственно клапанов подвода и выпуска рабочего агента.its extreme positions, the stems being connected to the lever, and the housing cavity connected to the cavity of the pipe for supplying the working agent and the annular space by means of valves for supplying and discharging the working agent respectively.

На чертеже представлен пневмоприводной скважинный бесштанговый насос при ходе его дифференциального поршн вниз, разрез.The drawing shows a pneumatic boreless rodless pump during its differential piston down, section.

Насос содержит корпус 1 с расположенными в нем дифференциальным поршнем 2 The pump includes a housing 1 with a differential piston 2 located in it

10 и отверсти ми дл подачи 3 и выпуска 4 рабочего агента, в которых установлены управл емые клапаны (на чертеже не показаны ) , запорные элементы 5 и 6 которых снабжены штоками 7 и 8. Дифференциальный поршень 2 выполнен со сквозным каналом 9 и со стороны меньшей его ступени снабжен всасывающим клапаном 10, при этом ступени поршн снабжены уплотнительными кольцами 11 и 12. В конусном наконечнике 13 корпуса 1 расположен нагнетательный клапан 14. Переключающее устройство 15 выполнено в виде прикрепленного к корпусу 1 подвижного рычага 16, взаимодействующего с дифференциальным поршнем 2 в крайних его положени х, причем штоки 7 и 8 запорных элементов 5 и 6 св заны рычагом 16, который в свою очередь удерживаетс пружиной 17. Насос спускают в колонну обсадных труб 18 на колонне труб 19 дл подвода рабочего агента, жестко св занной с корпусом 1 насоса , на конусном наконечнике 13 которого устанавливаетс колонна насосно-компрессорных труб 20, служаших дл подъема жидкости из скважин. При этом корпус 1 насоса размеш,аетс в колонне обсадных труб 18 на пакере 21 и снабжен обратным клапаном 22. Полость 23 корпуса 1 св зана с полостью 24 труб 19 дл подвода рабочего агента и затрубным пространством 25 посредством соответственно клапанов подачи с запорным элементом 5 и выпуска с запорным элементом 6 рабочего агента. Диф ференциальный поршень 2 образует в корпусе 1 насоса подпоршневую 26 и надпоршневую 27 полости.10 and supply openings 3 and release 4 of the working agent in which control valves are installed (not shown in the drawing), shut-off elements 5 and 6 of which are provided with rods 7 and 8. Differential piston 2 is made with a through channel 9 and from the smaller side its stages are provided with a suction valve 10, with the piston stages provided with sealing rings 11 and 12. In the cone tip 13 of the housing 1 there is a pressure valve 14. The switching device 15 is made in the form of a movable lever attached to the body 1, interacting differential piston 2 in its extreme positions, with the rods 7 and 8 of the locking elements 5 and 6 connected by a lever 16, which in turn is held by a spring 17. The pump is lowered into the casing string 18 on the column of tubes 19 to supply the working agent, rigidly connected to the pump casing 1, on the cone tip 13 of which a column of tubing pipes 20 is installed, which served to lift the liquid from the wells. In this case, the pump housing 1 is placed in the string of casing 18 on the packer 21 and is provided with a check valve 22. The cavity 23 of the housing 1 is connected to the cavity 24 of the pipes 19 for supplying the working agent and the annulus 25 by means of supply valves respectively with a locking element 5 and release with locking element 6 working agent. The differential piston 2 forms in the pump housing 1 a piston 26 and a piston 27.

Насос работает следуюш.им образом.The pump works in the following way.

Подачей воздуха с поверхности в затрубное пространство 25 между колонной обсадных труб 18 и колонной труб 19 дл подвода рабочего агента вытесн ют жидкость через обратный клапан 22 в подпоршневую полость 26 корпуса 1 насоса под дифференциальным поршнем 2, после чего насос готов к работе, при этом клапан подачи с запорным элементом 5 открыты.By supplying air from the surface to the annulus 25 between the string of casing 18 and the column pipes 19 for supplying the working agent, the fluid is displaced through the check valve 22 into the sub piston cavity 26 of the pump housing 1 under the differential piston 2, after which the pump is ready for operation. feed with locking element 5 open.

Рабочий агент (газ или воздух) подают в полость 24 колонны труб 19, который через клапан подачи с запорным элементом 5 поступает в полость 23 корпуса 1 и оттесн ет дифференциальный поршень 2 в нижнее положение, при этом пластова жидкость из полости 26 под дифференциальным поршнем 2 перетекает по каналу 9 через всасывающий клапан 11 в полость 27 конусного наконечника 13 над дифференциальным поршнем 2.The working agent (gas or air) is fed into the cavity 24 of the column of pipes 19, which through the supply valve with the locking element 5 enters the cavity 23 of the housing 1 and pushes the differential piston 2 into the lower position, while the formation fluid from the cavity 26 under the differential piston 2 flows through the channel 9 through the suction valve 11 into the cavity 27 of the conical tip 13 above the differential piston 2.

Как только дифференциальный поршень 2 доходит до крайнего нижнего положени он нажимает на св занные с рычагом 16 переключающего устройства 15 диски 8, соответственно открыв клапан выпуска газа с запорньш элементом 6 и закрыв клапан подачи с запорным элементом 5, при этом полость 23 корпуса 1 соедин етс с полостью 25 затрубного пространства, где давление равно атмосферному (без учета веса столба газа). Давление в полости 23 корпуса 1 падает до атмосферного, при этом клапан подачи с запорным элементом 5 удерживаетс в закрытом положении за счет нат жени пружины 17 и перепада давлени между полост ми 24 и 23.As soon as the differential piston 2 reaches the lowest position, it presses the disks 8 connected to the lever 16 of the switching device 15, respectively opening the gas release valve with the locking element 6 and closing the supply valve with the locking element 5, and the cavity 23 of the housing 1 is connected with a cavity 25 annulus, where the pressure is atmospheric (without taking into account the weight of the gas column). The pressure in the cavity 23 of the housing 1 drops to atmospheric, while the supply valve with the locking element 5 is kept in the closed position due to the tension of the spring 17 and the pressure differential between the cavities 24 and 23.

Под действием забойного давлени дифференциальный поршень 2 начинает двигатьс вверх, всасывающий клапан 10 закрываетс и жидкость из полости 27 над дифференциальным поршнем 2 через нагнетательный клапан 14 вытесн етс в полость колонны насосно-компрессорных труб 20. Так как давление в полости 27 над дифференциальным поршнем 2 больше забойного давлени в полости 26 под дифференциальным поршенм 2 в раз, то пластова жидкость может быть подн та на высоту в раз большую, чем динамический уровень жидкости (без учета потерь давлени на преодоление сил трени ).Under the action of downhole pressure, the differential piston 2 begins to move upward, the suction valve 10 closes and the fluid from the cavity 27 above the differential piston 2 through the discharge valve 14 is displaced into the cavity of the tubing string 20. Because the pressure in the cavity 27 above the differential piston 2 is greater the downhole pressure in the cavity 26 under the differential piston 2 is times, the formation fluid can be raised to a height several times higher than the dynamic level of the fluid (without taking into account the pressure loss to overcome f friction force).

При подходе дифференциального поршн 2 к крайнему верхнему положению он нажимает на св занные с рычагом 16 переключающего устройства 15 штоки 8 и 7, при этом клапан выпуска газа с запорным элементом 6 закрываетс (полость 23 корпуса 1When the differential piston 2 approaches the extreme upper position, it presses the rods 8 and 7 connected to the lever 16 of the switching device 15, and the gas release valve with the locking element 6 is closed (the cavity 23 of the housing 1

разобщаетс с полостью 25 затрубного пространства, а клапан подачи с запорным элементом 5 открываетс и соедин ет полость 24 колонны труб 19 дл подвода рабочего агента с полостью 23 корпуса 1 насоса , при этом клапан 16 выпуска газа с запорным элементом 6 удерживаетс в закрытом положении за счет перепада давлений в затрубном пространстве 25 и полости 23.is uncoupled with the annulus cavity 25, and the supply valve with the locking element 5 opens and connects the cavity 24 of the pipe string 19 for supplying the working agent with the cavity 23 of the pump housing 1, while the gas release valve 16 with the locking element 6 is kept in the closed position by differential pressure in the annulus 25 and cavity 23.

Если из-за утечек через уплотнит льныеIf due to leakage through the seal

5 кольца 11 и 12 жидкость попадает в полость 23 корпуса 1 насоса, то она вместе с воздухом (газом) вытесн етс при ходе дифференциального поршн 2 вверх в полость 25 затрубного пространства, где она накапливаетс . По мере ее накоплени противодавление при ходе дифференциального поршн 2 вверх увеличиваетс и может наступить момент, когда при открытом клапане подачи с запорным элементом 5 и закрытом клапане выпуска газа с запорным элементом 6 дифференциальный поршень не двигаетс вверх (на устье нет подачи жидкости ). В этом случае газ (воздух) на устье подают в затрубное пространство 25 и жидкость через обратный клапан 22 вытесн етс в полость 26 под дифференциальным порш0 нем 2.5, rings 11 and 12, the liquid enters the cavity 23 of the pump housing 1, then it, together with air (gas), is forced out during the course of the differential piston 2 up into the cavity 25 of the annular space, where it accumulates. As it accumulates, the back pressure during upward movement of the differential piston 2 increases and there may be a moment when the differential piston does not move upwards when the supply valve with the locking element 5 and the gas valve closed with the locking element 6 are open (there is no fluid at the mouth). In this case, gas (air) at the wellbore is supplied to the annulus 25 and fluid through the check valve 22 is forced out into the cavity 26 under the differential piston 2.

Использование предлагаемого пневмоприводного скважинного бесштангового насоса с отсеканием подачи рабочего агента из насоса позвол ет на каждый цикл подачи жидкости на поверхность расходоватьThe use of the proposed pneumatic boreless bore pump with cutting off the supply of the working agent from the pump allows to spend on each cycle of the fluid supply to the surface

5 незначительный объем рабочего агента, соответствующий объему полости 23. На подъем же добываемой жидкости на поверхность используетс энерги самой жидкости, поступающей из пласта. За счет этого повыQ шаетс КПД всей установки и понижаетс удельный расход рабочего агента и эксплуатационные расходы. Упрощение конструктивного исполнени переключающего устройства повышает также и надежность насоса в5, an insignificant volume of the working agent, corresponding to the volume of the cavity 23. On the rise of the produced fluid to the surface, the energy of the fluid itself coming from the reservoir is used. This increases the efficiency of the entire installation and reduces the specific consumption of the working agent and operating costs. Simplifying the design of the switching device also increases the reliability of the pump in

работе.work.

Claims

Invention Formula

Pneumatic boreless rodless pump, comprising a housing with