устройство для дозированной подачи химического реагента в скважину

Формула изобретения

1. Устройство для дозированной подачи химического реагента в скважину, содержащее дозатор, гидравлически связанный с емкостью для химического реагента и линией нагнетания, сообщенной с колонной полых штанг, обратный клапан, редуктор и привод погружного насоса, отличающееся тем, что дозатор расположен в пазах, выполненных на боковой поверхности корпуса редуктора с возможностью перемещения вдоль него, а кинематическая связь привода погружного насоса с валом дозатора выполнена независимой в виде клиноременной передачи, причем гидравлическая связь колонны полых штанг и дозатора осуществлена посредством преобразователя движения.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дозатор выполнен в виде пластинчатого насоса.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что нагнетательная линия выполнена в виде жесткого шланга.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что преобразователь движения состоит из двух взаимосвязанных частей - подвижной и неподвижной.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к общему машиностроению, в частности к устройствам дозированной подачи химического реагента, и может быть использовано в нефтяной промышленности при добычи нефти.

Известна погружная насосная установка, содержащая двигатель, редуктор, колонну насосных труб и винтовой насос (патент РФ N 2059112, кл. F 04 B 47/02, кл. F 04 C 29/00, опубл. в Б.И. N 12, 1996).

Недостатком данного привода является то, что при добыче осложненных нефтей происходят отложения (гидратов, парафинов, солей и т.д.) в лифтовой колонне, уменьшающие кольцевой зазор, затрудняя тем самым процесс добычи нефти и создавая аварийную ситуацию. Для очистки от отложений необходимы остановка и демонтаж оборудования и промывка лифтовой колонны, тем самым возникают дополнительные затраты на обслуживание скважины, что приводит в конечном счете к увеличению себестоимости добываемой нефти.

Наиболее близким техническим решением из известных является устройство для дозированной подачи химического реагента в скважину, содержащее дозатор в виде плунжерного насоса, емкость для химического реагента, нагнетательную линию в виде гибкого шланга, колонну полых штанг, обратный и выпускной клапаны и привод насоса в виде балансира станка-качалки (авторское свидетельство СССР n 1837101, кл. E 21 B 37/06, опубл. в Б.И. N 32, 1993). Недостатком данного устройства является то, что подача плунжерного насоса пульсирующая и эффективность очистки НКТ от этого снижается вследствиие непродолжительного по времени взаимодействия химического реагента с отложениями и, чтобы очистить лифтовую колонну полностью, необходимо затратить большее количество химического реагента, что приводит к повышению себестоимости нефти. Подача плунжерного насоса нерегулируемая и зависит от частоты вращения редуктора станка-качалки. Клапаны создают дополнительные гидравлические потери, что приводит к увеличению энергозатрат. Применение полых штанг в станке-качалке повышает вероятность их обрыва, это связано с уменьшением поперечного сечения штанги, что приводит, при пиковых нагрузках, к увеличению напряжений, превышающих допустимые напряжения.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является упрощение конструкции, возможность соединения неподвижной нагнетательной линии с вращающейся колонной полых штанг и осуществлением независимой кинематической связи привода насоса с валом редуктора для обеспечения возможности регулирования подачи дозатора.

Данная техническая задача решается за счет того, что в известном устройстве, содержащем дозатор, емкость, линию нагнетания в виде гибкого шланга, обратный клапан, редуктор и привод погружного насоса в виде балансира станка-качалки, согласно изобретению, с целью упрощения конструкции, дозатор расположен на боковой поверхности корпуса редуктора, с возможностью перемещения вдоль корпуса. Дозатор может быть выполнен в виде пластинчатого насоса. Кинематическая связь привода погружного насоса с валом дозатора выполнена независимой, в виде клиноременной передачи. Нагнетательная линия может быть выполнена в виде жесткого шланга. Гидравлическая связь колонны полых штанг и дозатора осуществляется преобразователем движения, причем преобразователь движения состоит из двух частей, верхней неподвижной и нижней подвижной, совершающей вращательное движение.

Данное устройство для дозированной подачи химического реагента в скважину позволяет упростить конструкцию за счет крепления дозатора на боковой поверхности корпуса редуктора и отказа от выпускного клапана, что позволит уменьшить гидравлические сопротивления и снизить энергозатраты. Применение пластинчатого насоса в качестве дозатора позволяет регулировать подачу химического реагента, а его поток сделать непрерывным, что значительно повышает эффективность очистки лифтовой колонны, при этом снижается количество затрачиваемого химического реагента и, как следствие, происходит снижение себестоимости добычи нефти. Применение полых штанг для погружной установки с винтовым насосом оправдано, так как происходит равномерное вращательное движение без пиковых нагрузок.

Предлагаемое устройство для дозированной подачи химического реагента в скважину поясняется чертежом, на котором изображен общий вид.

Устройство содержит редуктор 1, электродвигатель 2, клиноременную передачу 3, пластичный насос 4, клиноременный вариатор 5, систему натяжки клиноременной передачи 6, преобразователь движения 7, колонну полых штанг 8, емкость 9 для химического реагента и обратный клапан 10. Боковая сторона редуктора 1 выполнена в виде плоской поверхности с пазами 11, куда при помощи болтов крепится пластинчатый насос 4. Для всасывания и нагнетания химического реагента предусмотрены линии 12 и 13.

Устройство для дозированной подачи химического реагента в скважину работает следующим образом: при подключении электродвигателя 2 крутящий момент через клиноременную передачу 3 передается на входной вал редуктора 1, далее на выходной вал к вращательной колонне полых штанг 8, при этом одновременно крутящий момент передается с вала редуктора 1 на ротор пластинчатого насоса 4 при помощи клиноременного вариатора 5, который позволяет регулировать подачу.

При вращении ротора происходит периодическое изменение объема рабочих камер. В каждой из камер происходит всасывание дозирующего химического реагента из емкости 9 через линию всасывания 12 и вытеснение химического реагента под давлением через линию нагнетания 13 в преобразователь движения 7, состоящий из двух взаимосвязанных частей, верхней неподвижной, к которой присоединяется линия нагнетания 13, и нижней подвижной, которая крепится к колонне полых штанг 8. Через внутреннюю полость которых и обратный клапан 10 химический реагент поступает в лифтовую колонну труб, где он взаимодействует с отложениями на трубах. Также регулирование подачи химического реагента осуществляется регулятором пластинчатого насоса путем изменения расстояния между осями симметрии (эксцентриситета) ротора и статора насоса.

Устройство для дозированной подачи позволяет повысить надежность работы, увеличить межремонтный период работы скважин, снизить энергозатраты и себестоимость добываемой нефти, увеличить производительность и напор винтового погружного насоса, крепление пластинчатого насоса на боковой поверхности редуктора, кроме того, позволяет упростить конструкцию привода, уменьшить габариты и повысить эффективность. Пластинчатый насос выполнен в виде отдельного узла, что позволяет проводить обслуживание и ремонт независимо от поверхностного привода.

Источники информации

Патент РФ N 2059112, кл. F 04 B 47/02, кл. F 04 C 29/00, опубл. в Б.И. N 12, 1996 г.

Авторское свидетельство СССР N 1837101, кл. E 21 B 37/06, опубл. в Б.И. N 32, 1993 г. (прототип).