скважинный штанговый насос

Формула изобретения

Скважинный штанговый насос, содержащий рабочую пару плунжер - цилиндр с установленными в них соответственно нагнетательным и всасывающим клапанами и связанный с приемом насоса фильтр, выполненный в виде перфорированного цилиндра с установленной под ним цилиндрической емкостью, отличающийся тем, что фильтр снабжен пружинными центраторами, установленными на концевых участках перфорированного цилиндра, а полость цилиндрической емкости гидравлически сообщена с затрубным пространством посредством отверстий, выполненных в ее верхней части, на нижнем торце цилиндрической емкости размещен приемник шлама, выполненный в виде усеченного конуса, причем большее основание конуса соответствует диаметру пружинных центраторов, а меньшее основание сопряжено с цилиндрической емкостью.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности к скважинным штанговым насосам, и может быть использовано при откачке из скважин жидкостей, содержащих механические примеси при наличии смолопарафиновых отложений.

Известен скважинный штанговый насос, содержащий рабочую пару плунжер-цилиндр с установленными в них соответственно нагнетательным и всасывающим клапанами, и связанный с приемом насоса фильтр, выполненный в виде перфорированного цилиндра с внутренней трубой /Махмудов С.А. Монтаж, эксплуатация и ремонт скважинных штанговых насосных установок. - М.: Недра, 1987, с. 134, рис. 43/.

Недостатком данной конструкции насоса является низкая степень надежности вследствие засорения фильтра при спуске смолопарафиновыми отложениями, скапливающимися на внутренней поверхности эксплуатационной колонны, а также перекрытия отверстий фильтра на стенке эксплуатационной колонны при его установке в наклонной скважине.

Известен скважинный штанговый насос, содержащий рабочую пару плунжер-цилиндр с установленными в них соответственно нагнетательным и всасывающим клапанами, и связанный с приемом насоса фильтр, выполненный в виде перфорированного цилиндра, оребренного по наружной поверхности (А.с. 1035282, F 04 B 47/00, БИ N 30, 1983). Недостатком данного насоса является низкая степень его надежности из-за возможного перекрытия отверстий фильтра смолопарафиновыми отложениями при спуске, а также механическими примесями, перекрывающими фильтр при эксплуатации в наклонных скважинах.

Наиболее близким по сущности к заявляемому объекту относится скважинный штанговый насос, содержащий рабочую пару плунжер-цилиндр с установленными в них соответственно нагнетательным и всасывающим клапанами и связанный с приемом насоса фильтр, выполненный в виде перфорированного цилиндра с установленной под ним цилиндрической емкостью (А.с. 1439282, F 04 B 47/00, БИ N 43, 1988). Недостатком известной конструкции насоса является низкая степень ее надежности вследствие неэффективности очистки внутренней поверхности эксплуатационной колонны от смолопарафиновых отложений, т.к. их отделение и накопление в цилиндрической емкости затруднено из-за того, что она будет заполнена жидкостью. Кроме того, при эксплуатации такого насоса в наклонной скважине часть перфорированных отверстий фильтра будет перекрыто стенкой эксплуатационной колонны, что уменьшит количество жидкости, попадающей на приме насоса, а, следовательно, и эффективность его работы.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности и эффективности работы насоса путем его защиты от попадания смолопарафиновых отложений при его спуске в скважину с одновременным накоплением и выносом последних из скважины при очередном подземном ремонте и предотвращении перекрытия отверстий фильтра стенкой эксплуатационной колонны. Указанная задача достигается тем, что в известном скважинном штанговом насосе, содержащем рабочую пару плунжер-цилиндр с установленными в них соответственно нагнетательным и всасывающим клапанами и связанный с приемом насоса фильтр, выполненный в виде перфорированного цилиндра с установленной под ним цилиндрической емкостью, фильтр снабжен пружинными центраторами, установленными на концевых участках перфорированного цилиндра, а полость цилиндрической емкости гидравлически сообщена с затрубным пространством посредством отверстий, выполненных в ее верхней части, на нижнем торце цилиндрической емкости размещен приемник шлама, выполненный в виде усеченного конуса, причем большее основание конуса соответствует диаметру пружинных центраторов, а меньшее основание сопряжено с цилиндрической емкостью. При спуске насоса в скважину приемник шлама выполняет функцию скребка, очищая внутреннюю поверхность эксплуатационной колонны от смолопарафиновых отложений. Наличие отверстий, выполненных в верхней части установленной под фильтром цилиндрической емкости, позволяет обеспечить свободное прохождение внутрь нее смолопарафиновых отложений, которые будут вытеснять находящуюся во внутренней полости цилиндрической емкости жидкость в затрубное пространство скважины.

Наличие пружинных центраторов, установленных на корпусных участках перфорированного цилиндра, не позволяет фильтру вплотную соприкасаться с эксплуатационной колонной, что имеет место при работе в наклонном участке скважины, тем самым предохраняя закрытие перфорационных отверстий, что сохраняет пропускную способность.

На чертеже схематично представлен общий вид скважинного штангового насоса.

Скважинный штанговый насос содержит рабочую пару плунжер 1 - цилиндр 2 с установленными в них соответственно нагнетательным 3 и всасывающим 4 клапанами. На приме насоса установлен перфорированный цилиндр 5 фильтра с внутренней трубой 6. На концевых участках перфорированного цилиндра 5 установлены пружинные центраторы 7. К перфорированному цилиндру 5 фильтра присоединена цилиндрическая емкость 8. Полость 9 цилиндрической емкости 8 сверху изолирована от полости 10 перфорированного цилиндра 5 крышкой 11, а снизу закрыта днищем 12 с отверстием 13, перекрываемым клапаном 14, и гидравлически сообщается с затрубным пространством скважины 15 посредством отверстий 16, выполненных в ее верхней части. Нижний конец цилиндрической емкости 8 оборудован приемником шлама, сопряженным с меньшим основанием 17 усеченного конуса 18, а большее основание 19 конуса 18 соответствует диаметру погружных центраторов 7, расположенных в обсадной колонне 20.

Скважинный штанговый насос работает следующим образом. В процессе спуска насоса в скважину большее основание 19 конуса 18 выполняет функцию скребка, очищая внутреннюю поверхность эксплуатационной колонны от смолопарафиновых отложений. При этом последние попадают через отверстие 13 в днище 12 в полость 9 цилиндрической емкости 8, вытесняя находящуюся в ней жидкость через отверстия 16 в затрубное пространство скважины. Тем самым исключается возможность попадания смолопарафиновых отложений на прием насоса. По окончании спуска насоса отверстие 13 в днище 12 перекрывается клапаном 14. Объем полости 9 цилиндрической емкости 9 выбирается исходя из того, чтобы очистка ее от накапливающихся смолопарафиновых отложений производилась при очередном подземном ремонте скважины.

После установки насоса в наклонной скважине пружинные центраторы 7 не позволяют перфорированному цилиндру 5 фильтра вплотную соприкасаться с эксплуатационной колонной 20, тем самым предохраняя перекрытие отверстий 21 цилиндра 5 фильтра стенкой эксплуатационной колонны. При ходе плунжера 1 вверх происходит такт всасывания, жидкость поступает через фильтр на прием насоса. Затем происходит такт нагнетания и цикл продолжается.

Положительный эффект при эксплуатации предлагаемого скважинного штангового насоса достигается за счет повышения его надежности и эффективности работы путем предотвращения попадания смолопарафиновых отложений на прием и перекрытия отверстий фильтра стенкой эксплуатационной колонны.