[1]Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использована в компоновке скважинных штанговых насосных установок (СШНУ) глубинных насосов вставной конструкции.
[2]Добыча нефти с помощью СШНУ, является наиболее распространённым способом добычи нефти, в том числе с помощью насосов вставной конструкции. Их преимуществом является возможность замены насоса на колонне насосных штанг без подъема колонны насосно-компрессорных труб (НКТ). При этом при эксплуатации СШНУ одной из проблем является повреждение узлов штангового насоса при сползании, скидывании канатной подвески, неверной подгонке плунжера, когда происходит работа с нижним или верхним стуком.
[3]Известен погружной насос (патент RU № 14616, МПК F04B 47/04, опубл. 10.08.2000 в бюл. № 22), содержащий корпус, подпружиненные относительно корпуса приводной и насосный поршни (плунжеры), размещенные соответственно в приводной и насосной камерах и связанные между собой посредством штока с шарнирным соединением, установленную на штоке между ограниченно подвижными опорными кольцами рабочую пружину, расположенные вдоль оси насоса впускной и выпускной клапаны, а также каналы, гидравлически сообщающие насосную камеру со скважиной и затрубным пространством. Впускной канал сообщает насосную камеру со скважиной, выпускной канал сообщает насосную камеру с кольцевым пространством между корпусом насоса и стенками водоподъемного канала, причем пластовые воды в скважине и в водоподъемном канале разобщены.
[4]Недостатками данного насоса являются:
[5]- сложность конструкции, что снижает надежность устройства;
[6]- низкая работоспособность устройства, связанная с разрушением пружины, которая не выдерживает разнонаправленные нагрузки, испытываемые вследствие соединения приводного и насосного поршней;
[7]- низкая надежность работы, связанная с повреждением узлов насоса при сползании, скидывании канатной подвески, а также неверной подгонки плунжера при работе с нижним стуком, когда узлы плунжера и цилиндра соударяются и изнашиваются.
[8]Известен глубинный штанговый насос (патент RU № 2211373, МПК F04B 47/00, опубл. 27.08.2003 в бюл. № 24), содержащий соединенный с колонной насосно-компрессорных труб цилиндр с приемным каналом, расположенный в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного движения полый, соединенный с приводной колонной насосных штанг посредством штока с центратором и переходника плунжер, расположенный в нижнем конце плунжера, нагнетательный клапан с размещенным в корпусе последнего над седлом шариком, отличающийся тем, что он снабжен преобразователем направления движения колонны насосных штанг с возможностью действия в пределах рабочего хода нагнетательного клапана, соединенным с колонной насосных штанг с одной стороны, а с другой со штоком, снабженным амортизатором, изолированным от влияния агрессивной среды, причем приемный канал в цилиндре расположен на уровне, обеспечивающем слив жидкости из насосно-компрессорных труб при посадке плунжера на нижний упор.
[9]Недостатками известного устройства являются:
[10]- сложность конструкции из-за большого количества сложных элементов, что снижает надежность устройства;
[11]- штанговый насос имеет невставную конструкцию (цилиндр соединен с колонной НКТ), поэтому замена насоса без подъема и спуска НКТ невозможна, что увеличивает продолжительность подземного ремонта;
[12]- низкая надежность работы, связанная с повреждением узлов насоса при сползании, скидывании канатной подвески, а также неверной подгонки плунжера при работе с нижним стуком, так как преобразователь направления движения колонны насосных штанг быстро выйдет из строя.
[13]Наиболее близким по технической сущности является штанговый насос вставной конструкции (ОАО «Ижнефтемаш», Глубинные штанговые насосы, Каталог, ред. 5-2009), состоящий из сплошного цилиндра, присоединенных с обоих концов к цилиндру при помощи резьбовых соединений удлинительных муфт, присоединенного к нижней удлинительной муфте при помощи резьбового соединения узла всасывающего клапана, а также одинарного плунжера расположенного в цилиндре, с присоединенным к его верхней части при помощи резьбового соединения узлом нагнетательного клапана, причем спуск насоса в колонне насосно-компрессорных труб осуществляется на колонне насосных штанг, а крепление насоса в колонне насосно-компрессорных труб производится с использованием якорного башмака, присоединенного при помощи резьбовых соединений к колонне насосно-компрессорных труб.
[14]Недостатком данного насоса является низкая надежность работы, связанная с повреждением узлов насоса при сползании, скидывании канатной подвески, а также неверной подгонки плунжера при работе с нижним стуком или верхним стуком, когда узлы плунжера и цилиндра соударяются и изнашиваются.
[15]Техническим результатом полезной модели является повышение надежности штангового глубинного насоса вставной конструкции за счет снижения ударно-динамической нагрузки на узлы насоса в нижнем и верхнем положении плунжера, увеличение межремонтного периода насоса, удобстве эксплуатации и обслуживании устройства.
[16]Технический результат достигается штанговым глубинным насосом вставной конструкции, включающим цилиндр, плунжер, направляющая штока плунжера, шток плунжера, всасывающий и нагнетательный клапаны, состоящие из корпуса, шарика и седла, при этом штанговый глубинный насос выполнен с возможностью присоединения к замковой опоре, установленной в колонне насосно-компрессорных труб.
[17]Новым является то, что между корпусом всасывающего клапана и плунжером размещена нижняя пружина с защитными шайбами, соединенные с нижней пружиной стальной проволокой, при этом защитные шайбы выполнены с внешней конической поверхностью, взаимодействующей с нижней пружиной, на штоке плунжера между плунжером и направляющей штока установлена верхняя пружина, при этом нижняя и верхняя пружины прочностью обеспечивают полуторакратный запас от веса колонны насосно-компрессорных труб, а также пружины и защитные шайбы выполнены с внутренним диаметром не менее внутреннего диаметра седла всасывающего клапана.
[18]На фиг. 1-3 изображена схема предлагаемого насоса, где цилиндр – 1, плунжер - 2, направляющая штока плунжера - 3, шток плунжера - 4, всасывающий клапан, состоящий из корпуса - 5, шарика - 6 и седла – 7, нагнетательный клапан, состоящий из корпуса 8, шарика 9 и седла 10, нижняя пружины 11, защитные шайбы 12/, 12//, верхняя пружина 13.
[19]Штанговый глубинный насос вставной конструкции содержит цилиндр 1, плунжер 2, направляющую штока плунжера 3, шток плунжера 4, всасывающий и нагнетательный клапаны, состоящие из корпуса 5, 8, шарика 6, 9 и седла 7, 10 соответственно. При этом штанговый глубинный насос выполнен с возможностью присоединения к замковой опоре (на фиг. 1-3 не обозначена), установленной в колонне насосно-компрессорных труб (на фиг. не обозначена).
[20]Между корпусом всасывающего клапана 5 и плунжером 2 размещена нижняя пружина 11 с защитными шайбами 12/, 12//, соединенные с нижней пружиной 11 стальной проволокой (на фиг. 1-3 не показано). Защитные шайбы 12/, 12// позволяют оперативно очистить насос при засорении методом встряхивания клапанов переподгонкой устьевого штока в нижнее положение, при этом способствует уменьшению истирания, износа поверхности корпуса 5 всасывающего клапана, а также приводит к увеличению межремонтного периода насоса, удобству эксплуатации и обслуживания устройства.
[21]При этом защитные шайбы 12/, 12//выполнены с внешней конической поверхностью, взаимодействующей с нижней пружиной 11.
[22]На штоке плунжера 4 между плунжером 2 и направляющей штока 3 установлена верхняя пружина 13.
[23]Нижняя 11 и верхняя 13 пружины позволяют смягчить ударные нагрузки и снизить повреждение узлов насоса в случае скидывания или сползания канатной подвески, или неверной подгонки плунжера до ее обнаружения и корректировки, как при нижнем, так и при верхнем стуке, что обеспечивает надежность конструкции насоса.
[24]При этом нижняя 11 и верхняя 13 пружины прочностью обеспечивают полуторакратный запас от веса колонны насосно-компрессорных труб для исключения разрушение пружин, что обеспечивает надежность конструкции насоса.
[25]Пружины 11, 13 и защитные шайбы 12/, 12// выполнены с внутренним диаметром не менее внутреннего диаметра седла 7 всасывающего клапана, что сохраняет пропускную способность клапана, и как следствие сохраняет коэффициент полезного действия насоса.
[26]Предлагаемый насос работает следующим образом.
[27]Насос с установленными пружинами 11 и 13 спускают на колонне насосно-компрессорных труб, фиксируют в якорном башмаке, далее производят подгонку плунжера 2. При подгонке плунжер 2 опускается до касания о всасывающий клапан с разгрузкой на нижнюю пружину 11. После этого плунжер 2 приподнимают на определенную высоту (200 мм), учитывающую растяжение насосных штанг, затем устанавливают необходимую длину хода полированного штока станка-качалки, не превышающей максимальную длину хода штангового глубинного насоса вставной конструкции, спущенного в скважину, после чего СШНУ запускают в работу.
[28]При работе штангового глубинного насоса, приводимого в действие приводом через колонну насосных штанг, производят подъем продукции по колонне насосно-компрессорных труб. При этом поток жидкости проходит через седло 7 всасывающего клапана, пружину 11 и защитные шайбы 12/ и 12//и далее через нагнетательный клапан плунжера 2 поступает в полость колонны насосно-компрессорных труб.
[29]В случае необходимости проведения реанимационных работ из-за засорения всасывающего и нагнетательного клапанов установленные пружины 11 и 13 позволяют провести данные операции, что потребует произвести переподгонку (опускание) плунжера 2 немного в большем значении, чем для стандартных насосов. В то же время пружины 11 и 13 обеспечат дополнительные колебания узлов насоса при проведении реанимационных работ и увеличит их эффективность, что также увеличивает межремонтный период насоса, удобство эксплуатации и обслуживании устройства.
[30]Предлагаемая конструкция повышает надежность штангового глубинного насоса вставной конструкции за счет снижения ударно-динамической нагрузки на узлы насоса в нижнем и верхнем положении плунжера, увеличении межремонтного периода насоса, удобстве эксплуатации и обслуживании устройства.
