глубинно-насосная установка для откачки газированной жидкости с механическими примесями

Формула изобретения

Глубинно-насосная установка для откачки газированной жидкости с механическими примесями из нефтяной скважины, содержащая цилиндр с основным всасывающим клапаном, расположенным по оси цилиндра и дополнительным всасывающим клапаном, расположенным выше основного и эксцентрично оси цилиндра, отличающаяся тем, что цилиндр снабжен приемной камерой, верхняя часть которой снабжена соединительной трубой, соосной с дополнительным всасывающим клапаном, расположенным на выходе этой трубы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобычи и может быть использовано для увеличения дебитов скважин на нефтяных месторождениях, где существующие конструкции насосных установок работают с низким КПД и имеют небольшой срок службы из-за высокой концентрации свободного газа в жидкости и наличии механических примесей в нефти.

Известен глубинный штанговый насос для откачки газожидкостных смесей из нефтяной скважины [1] Недостаток это неработоспособность данной конструкции при откачке газированной жидкости с механическими примесями, так как в нижней части цилиндра накапливаются твердые частицы, что приводит к заклиниванию плунжера.

Наиболее близким к предлагаемому является глубинный штанговый насос по [2] Недостатком данной конструкции является низкая эффективность и небольшой срок службы при откачке газированной жидкости с механическими примесями из безводных нефтяных скважин.

В основу предлагаемого решения положена техническая задача, создать глубиннонасосную установку для откачки газированной жидкости с механическими примесями, которая позволит более эффективно эксплуатировать нефтяные скважины с осложненными условиями (газ, механические примеси) за счет рационального использования энергии газа.

Глубинно-насосная установка содержит цилиндр с основным всасывающим клапаном, расположенным п оси цилиндра. Дополнительный всасывающий клапан расположен выше основного и эксцентрично оси цилиндра. Приемная камера, верхняя часть которой связана с дополнительным всасывающим клапаном соединительной трубой, расположена у входа жидкости в цилиндр насоса.

Основной всасывающий клапан обеспечивает прием жидкости без газа в полость цилиндра, для этого он расположен в нижней части и по оси цилиндра.

Для того, чтобы обеспечить прием газа без жидкости в полость цилиндра дополнительный всасывающий клапан расположен выше основного всасывающего клапана и эксцентрично относительно оси цилиндра.

Приемная камера, расположенная перед входом жидкости в цилиндр, обеспечивает прием газированной жидкости с механическими примесями, отделение жидкости от газа и механических примесей и раздельный выход жидкости и газа. Верхняя приемной камеры связана с дополнительным всасывающим клапаном соединительной трубой, что позволяет подавать газ в цилиндр в заданных объемах. Нижняя часть приемной камеры является отстойником для твердых частиц, поступаемых вместе с жидкостью из скважины.

На чертеже представлена схема глубинно-насосной установки для откачки газированной жидкости с механическими примесями, где 1 цилиндр; 2 плунжер; 3 основной всасывающий клапан; 4 дополнительный всасывающий клапан; 5 - нагнетательный клапан; 6 приемная камера; 7 соединительная труба.

Работа глубинно-насосной установки для откачки газированной жидкости с механическими примесями осуществляется следующим образом. Допустим, что плунжер находится в крайнем нижнем положении, то есть ниже плунжера располагается мертвая зона цилиндра, где находится нефть без газа, причем давление в этой зоне равно давлению на выходе насоса. При ходе плунжера вверх нагнетательный клапан 5 закрывается, и давление в цилиндре начнет снижаться. Так как под плунжером располагается нефть без газа, то давление в цилиндре мгновенно упадет до давления на приеме основного всасывающего клапана 3. Основной всасывающий клапан 3 откроется, и нефть, очищенная от механических примесей и газа (в данном случае за счет поворота струи потока на 180 градусов), из приемной камеры 6 начнет поступать в цилиндр по специальному каналу. Газ из верхней части приемной камеры 6 по соединительной трубе 7 поступает на прием дополнительного всасывающего клапана 4. Процесс заполнения цилиндра нефтью будет продолжаться до тех пор, пока нижний торец плунжера не поднимется до места расположения дополнительного всасывающего клапана 4. В этот момент дополнительный всасывающий клапан 4 откроется, и в цилиндр насоса начнет поступать газ их верхней части приемной камеры 6. При этом давление в цилиндре возрастет на определенную величину, и основной всасывающий клапан 3 закроется. Поступление газа в цилиндр будет продолжаться до того момента, пока плунжер не достигнет крайнего верхнего положения. При крайнем верхнем положении плунжера верхняя часть цилиндра будет заполнена газом, нижняя нефтью. Линия раздела это место входа газа в цилиндр насоса. Количество нефти, заполнившей нижнюю часть цилиндра, равно объему нефти, поступившей из приемной камеры 6. Объем газа в цилиндре соответствует тому количеству газа которое поступило на прием дополнительного всасывающего клапана 4 из верхней части приемной камеры 6.

При ходе плунжера вниз дополнительный всасывающий клапан 4 закрывается и давление в цилиндре начнет подниматься. В момент равенства давлений над и под плунжером откроется нагнетательный клапан 5, и газ из цилиндра начнет поступать в полость лифтовых труб. Поступление газа в лифтовые трубы будет продолжаться до тех пор, пока плунжер не достигнет уровня жидкости в цилиндре. В дальнейшем при перемещении плунжера вниз в лифтовые трубы будет поступать нефть. Этот процесс будет продолжаться до того момента, когда плунжер не достигнет крайнего нижнего положения. При ходе плунжера вверх цикл работы данной установки повторяется.