close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY10009

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2007.12.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
F 04B 47/00
E 21B 43/00
ШТАНГОВАЯ НАСОСНАЯ УСТАНОВКА
(21) Номер заявки: a 20050300
(22) 2005.03.29
(43) 2006.12.30
(71) Заявитель: Республиканское унитарное предприятие "Производственное
объединение "Белоруснефть" (BY)
(72) Авторы: Галай Михаил Иванович;
Лобов Александр Иванович; Демяненко Николай Александрович; Мануйло Василий Сергеевич (BY)
BY 10009 C1 2007.12.30
BY (11) 10009
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Республиканское
унитарное предприятие "Производственное объединение "Белоруснефть"
(BY)
(56) RU 2165010 C1, 2003.
SU 1774066 А1, 1992.
RU 2065997 C1, 1996.
SU 1756627 А1, 1992.
SU 1643784 А1, 1991.
RU 2243412 С1, 2004.
(57)
Штанговая насосная установка, включающая колонну насосно-компрессорных труб с
хвостовиком, плунжер, штанговый насос, включающий цилиндр с приемной камерой и
всасывающим и нагнетательным клапанами, а также корпус с клапаном, установленный
на наружной поверхности цилиндра, причем корпус выполнен с полостью, соединенной с
приемной камерой, отличающаяся тем, что клапан корпуса выполнен с возможностью
открытия под действием гравитационных сил, а в цилиндре штангового насоса выполнены
один или несколько радиальных каналов, соединяющих приемную камеру штангового насоса с полостью корпуса, при этом для отвода в затрубное пространство свободного газа
из-под плунжера и для периодического образования гидравлической связи приемной камеры насоса и полости насосно-компрессорных труб с полостью корпуса и через него с
затрубным пространством плунжер установлен с возможностью периодического открывания радиальных каналов при его возвратно-поступательном движении.
Фиг. 1
BY 10009 C1 2007.12.30
Изобретение относится к нефтяной промышленности и предназначено для эксплуатации нефтяных скважин с высоким газовым фактором, а также для скважин, где эксплуатацию осуществляют при низких динамических уровнях.
Известна штанговая насосная установка [1], в которой в процессе добычи нефти с начала восходящего хода плунжера свободный газ, скапливающийся в межтрубном пространстве скважины, вводят во внутреннюю полость цилиндра для откачивания его совместно с газожидкостной смесью, а в конце восходящего хода плунжера для увеличения
коэффициента наполнения установки и обеспечения откачивания свободного газа во
внутреннюю полость цилиндра, под действием давления столба жидкости, находящегося
в насосно-компрессорных трубах (НКТ), из кольцевого пространства вводят отсепарированную жидкость, которую направляют в него по стенкам НКТ из восходящего потока
под действием гравитационных сил, при этом отсепарированную жидкость дросселируют
для дополнительного выделения из нее газа и понижения давления во внутренней полости
цилиндра.
Недостатком данной конструкции является то, что во время эксплуатации насосной
установки постоянно имеет место гидравлическая связь между полостью НКТ над плунжером скважинного насоса и приемной полостью под нагнетательным клапаном плунжера, что приводит к тому, что вследствие значительного превышения гидростатического
давления жидкости в колонне НКТ над давлением всасывания затрудняется процесс открытия всасывающего клапана и то, что это же гидростатическое давление и препятствует
отводу свободного газа из-под плунжера насоса.
Известна также скважинная штанговая насосная установка [2] для откачки эмульсионных нефтей и газожидкостных смесей, содержащая колонну НКТ с хвостовиком, штанговый насос с основными и дополнительными всасывающими клапанами, причем насос садится на опорное конусное седло.
Недостатком данной насосной установки является то, что конструкция не позволяет
откачать из забоя скважины имеющуюся там воду или жидкость. Кроме того, не решена
проблема отвода свободного газа, скапливающегося под плунжером насоса.
Наиболее близким к предложенному технологическому решению является глубинный
штанговый насос [3], включающий в себя цилиндр, расположенный в цилиндре, с возможностью возвратно-поступательного движения, плунжер с нагнетательным клапаном,
втулочный упор плунжера, всасывающий клапан, расположенный сбоку, вне зоны действия плунжера.
Недостатком данной конструкции является то, что при повышенном газовом факторе
скважины над плунжером насоса нарастает "шапка" свободного газа, которая существенно
снижает коэффициент наполнения насоса и оказывает нежелательное влияние на работу
штанговой насосной установки. Кроме того, при движении плунжера вниз, жидкость из
колонны нефтяных труб свободно перетекает в затрубное пространство через радиальное
отверстие, тем самым снижая производительность насоса.
Задача изобретения состоит в повышении производительности трубных штанговых
насосов, оборудованных хвостовиками, во время добычи нефти на месторождениях с высоким газовым фактором.
Поставленная задача достигается тем, что в известной штанговой насосной установке,
включающей в себя цилиндр, плунжер, всасывающий и нагнетательные клапаны, колонну
нефтяных труб, хвостовик, корпус с клапаном на наружной поверхности цилиндра, причем клапан устроен так, что под действием гравитационных сил стремится находиться в
открытом положении, а корпус клапана установлен таким образом, что один или несколько радиальных каналов, соединяющих приемную камеру штангового насоса с затрубным
пространством, расположены так, чтобы при возвратно-поступательном движении плунжера насоса периодически появлялась гидравлическая связь приемной камеры насоса и
2
BY 10009 C1 2007.12.30
полости НКТ с корпусом клапана, устроенным на наружной поверхности цилиндра насоса
и через него с затрубным пространством для отвода в него свободного газа из-под плунжера насоса.
На фиг. 1 представлена конструкция штангового насоса, состоящего из хвостовика 1, к
которому посредством резьбового соединения 2 присоединен цилиндр насоса 3 с всасывающим клапаном 4. Внутри цилиндра 3 расположен плунжер 15 с нагнетательным клапаном 5, плунжер 15 соединен с колонной насосных штанг 6. Насос закреплен на колонне
НКТ 16. На боковой поверхности цилиндра насоса 3 расположен корпус 7, внутри которого расположен один или несколько клапанов 8, седло клапана 9, устроено сверху клапана,
поэтому клапан 8 находится в открытом положении под действием силы тяжести. В цилиндре насоса 3 устроены одно или несколько радиальных отверстий 11, соединяющих
приемную камеру насоса 18 с полостью 12 корпуса 7. При этом радиальные отверстия 11
расположены таким образом, чтобы при движении плунжера 15 вниз, до упора, верхний
торец 13 плунжера 15 оставлял радиальные отверстия 11 открытыми, а при движении
плунжера 15 вверх, до упора, его нижний торец 14 проходил выше радиального отверстия
11 и тем самым осуществлялась гидравлическая связь между приемной камерой насоса 18
и полостью 12 корпуса 7.
Штанговая насосная установка работает следующим образом.
На фиг. 1 представлено положение насоса при ходе плунжера вверх.
При движении плунжера 15 вверх из крайнего нижнего положения давление в приемной камере насоса 18 снижается, открывается всасывающий клапан 4 и пластовый флюид
поступает в приемную камеру 18. При этом под нижним торцом 14 плунжера 15 начинает
скапливаться свободный газ 19, который выделяется из пластового флюида вследствие
снижения давления.
При дальнейшем движении плунжера 15 вверх его нижний торец 14 доходит до радиального отверстия 11 и осуществляется гидравлическая связь приемной камеры 18 с полостью 12 корпуса 7. При этом свободный газ через радиальное отверстие 11 открытый
клапан 8 выходит в затрубное пространство 10. Одновременно, нефть из затрубного пространства 10 под действием давления динамического уровня 17 перетекает в приемную
камеру насоса 18 и вытесняет свободный газ, тем самым увеличивается коэффициент наполнения и возрастает производительность насоса.
На фиг. 2 представлено положение насоса при ходе плунжера вниз.
При движении плунжера 15 вниз давление в приемной камере насоса 18 и полости 12
корпуса 7 возрастает, всасывающий клапан насоса 4 и клапан 8 корпуса 7 закрываются, и
пластовый флюид через открытый нагнетательный клапан 5 перетекает в колонну НКТ 16
и далее на устье скважины. После прохождения верхнего торца 13 плунжера 15 до радиального отверстия 11 гидравлическое давление столба жидкости, находящегося в колонне
НКТ 16, действует на клапан 8, расположенный в корпусе 7, и не дает ему открыться. Таким образом, перекрывается гидравлическая связь между затрубным пространством 10 и
колонной НКТ 16, предотвращая перетекание жидкости в затрубное пространство 10. Далее цикл повторяется.
Источники информации:
1. Патент RU 2186949, 2002.
2. Патент RU 2196249, 2003.
3. Патент RU 2165010, 2001 (прототип).
3
BY 10009 C1 2007.12.30
Фиг. 2
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
336 Кб
Теги
by10009, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа