ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ НАСОСА

Устье скважины должно быть оборудовано арматурой и устройством для герметизации штока.

Обвязка устья периодически фонтанирующей скважины должна позволять выпуск газа из затрубного пространства в выкидную линию через обратный клапан и смену набивки сальника штока при наличии давления в скважине.

До начала ремонтных работ или перед осмотром оборудования периодически работающей скважины с автоматическим, дистанционным или ручным пуском электродвигатель должен отключаться, а на пусковом устройстве вывешивается плакат: «Не включать, работают люди».

На скважинах с автоматическим и дистанционным управлением станков-качалок вблизи пускового устройства на видном месте должны быть укреплены плакаты с надписью «Внимание! Пуск автоматический». Такая надпись должна быть и на пусковом устройстве.

Система замера дебита скважин, пуска, остановки и нагрузок на полированный шток (головку балансира) должны иметь выход на диспетчерский пункт.

Управление скважиной, оборудованной ШСН, осуществляется станцией управления скважиной типа СУС-01 (и их модификации), имеющий ручной, автоматический, дистанционный и программный режим управления. Виды защитных отключений ШСН: перегрузка электродвигателя (>70 % потребляемой мощности); короткое замыкание; снижение напряжения в сети (<70 % номинального); обрыв фазы; обрыв текстропных ремней; обрыв штанг; неисправность насоса; повышение (понижение) давления на устье.

Для облегчения обслуживания и ремонта станков-качалок используются специальные технические средства такие, как агрегат 2АРОК, маслозаправщик МЗ-4310СК

Полезная модель относится к нефтегазовой промышленности, в частности, к техническим средствам для подъема жидкости из скважин скважинными штанговыми насосами.

Технической задачей полезной модели является обеспечение надежности работы скважинного штангового насоса при одновременном повышении ресурса, производительности и качества производимых работ.

Скважинный штанговый насос содержит цилиндр с всасывающим клапаном и размещенный в нем плунжер с нагнетательным клапаном, представляющий трубу с внутренней резьбой по концам и цилиндрической расточкой (пескосъемным элементом) плунжера. Согласно полезной модели пескосъемный элемент выполнен в виде пружинных втулок, установленных на резьбовых вставках и расположенных на концах плунжера, причем диаметры пружинных втулок и плунжера выполнены равными.

1 с.п. ф-лы, 2 ил.

Полезная модель относится к нефтегазовой промышленности, в частности, к техническим средствам для подъема жидкости из скважин, (содержащих механические примеси и смолопарафиновые отложения) скважинными штанговыми насосами.

Известен скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр с всасывающим клапаном и размещенный во внутренней рабочей поверхности цилиндра плунжер с установленным в нем нагнетательным клапаном. Плунжер представляет собой трубу с кольцевыми канавками на наружной поверхности и с внутренней метрической резьбой по концам. На верхнем конце плунжера выполнена цилиндрическая расточка (пескобрей). Наружная рабочая поверхность плунжера имеет твердое износостойкое (хромовое) покрытие. (Скважинные штанговые насосы для добычи нефти. Каталог ЦИНТИХИМНЕФТЕМАШ, Москва, 1988, стр.31.)

Недостатком известной конструкции скважинного штангового насоса является то, что пескосъемный элемент плунжера изнашивается быстрее, чем сам плунжер, что ведет к преждевременному выходу из строя плунжера. Другим недостатком является то, что износостойкое (хромовое) покрытие, нанесенное на пескосъемный элемент плунжера, может отслаиваться от основного металла из-за его малой толщины. И в результате образовавшегося абразива в жидкости, происходит заклинивание плунжера в цилиндре и износ пары «плунжер-цилиндр». Кроме того, заклинивание плунжера в цилиндре происходит и в результате скопившегося шлама в зазоре рабочей пары «плунжер-цилиндр», так как данная конструкция плунжера не позволяет выносить скопившийся шлам. Все это приводит к отказу работы штангового насоса. Насос имеет низкие сроки службы.

Технической задачей полезной модели является обеспечение надежности работы скважинного штангового насоса при одновременном повышении ресурса, производительности и качества производимых работ.

Технический результат достигается тем, что в скважинном штанговом насосе, состоящем из цилиндра с всасывающим клапаном и размещенным в нем плунжером с нагнетательным клапаном, представляющим трубу с внутренней резьбой по концам и цилиндрической расточкой (пескосъемным элементом) плунжера, согласно полезной модели пескосъемный элемент выполнен в виде пружинных втулок, размещенных на резьбовых вставках, которые установлены на концах плунжера, причем диаметры пружинных втулок и плунжера выполнены равными.

При таком выполнении плунжера, где пескосъемный элемент является съемным, появляется возможность произвести его замену в случае выхода из строя, тем самым повысить ремонтопригодность. При этом рабочая поверхность цилиндра на всей длине остается чистой и при замене длины хода насоса на большую не происходит заклинивания плунжера в цилиндре, обеспечивая тем самым надежную работу пары «цилиндр-плунжер» и повышая долговечность работы насоса.

На фиг.1 изображен скважинный штанговый насос, общий вид.

На фиг.2 изображен плунжер с пескосъемным элементом.

Скважинный штанговый насос состоит из цилиндра 1 с всасывающим клапаном 2 и размещенного во внутренней рабочей поверхности цилиндра 1 плунжера 3 с нагнетательным клапаном 4. Плунжер 3 представляет собой трубу 5 с внутренней резьбой по концам и кольцевыми канавками на наружной поверхности плунжера 3. На концах плунжера 3 установлены резьбовые вставки 6, с размещенными на них пружинными втулками 7. Пружинная втулка 7 выполнена диаметром равным диаметру плунжера 3.

Скважинный штанговый насос работает следующим образом.

Плунжер 3 скважинного штангового насоса соединяется штангами с приводом штангового насоса. Скважинный штанговый насос спускается в скважину для добычи жидкости на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ). При ходе штанг вверх пружинная втулка 7, испытывая трение о стенки цилиндра 1 и давление столба жидкости, сжимается в продольном

направлении, соответственно происходит увеличение размера пружинной втулки 7 по диаметру. В результате чего пружинная втулка 7 прижимается к зеркальной поверхности цилиндра 1 штангового насоса. Отложения (соль, песок, АСПО), образующиеся на зеркальной поверхности цилиндра 1 срезаются острыми кромками пружинной втулки 7 и накапливаются в спиральной канавке, образуемой витками пружин. При достижении плунжером 3 верхнего положения пружинная втулка 7 выходит в удлинитель, отложения накопившиеся в спиральной канавке выносятся потоком жидкости. Нижняя пружинная втулка 7 испытывает растяжение, соответственно диаметр ее уменьшается и не препятствует движению плунжера 3.

При ходе штанг вниз нижняя пружинная втулка 7 сжимается в продольном направлении и расширяется по диаметру, верхняя пружинная втулка 7 уменьшается по диаметру. Отложения, образовавшиеся на зеркальной поверхности цилиндра 1, срезаются острыми кромками пружинной втулки 7 при выходе плунжера 3 из цилиндра 1 в удлинитель штангового насоса и отложения, накопившиеся в витках пружинной втулки 7 удаляются потоком жидкости.

Такое использование скважинного штангового насоса позволяет повысить его надежность и долговечность за счет снижения износа и числа заклинивания плунжера в цилиндре насоса, увеличить срок службы и межремонтный период работы насоса в условиях пескопроявляющих скважин, а также содержащих смолопарафиновые отложения.

Скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр с всасывающим клапаном и размещенный в нем плунжер с нагнетательным клапаном, представляющий трубу с внутренней резьбой по концам и цилиндрической расточкой - пескосъемным элементом плунжера, отличающийся тем, что пескосъемный элемент выполнен в виде пружинных втулок, размещенных на резьбовых вставках, которые установлены на концах плунжера, причем диаметры пружинных втулок и плунжера выполнены равными.

Гидравлический привод предназначен для подъема жидкостей с больших глубин, например из скважин. Насос содержит цилиндр с верхним и нижним удлинительными патрубками и плунжер, длина которого больше длины цилиндра. Насос снабжен направляющими поверхностями для плунжера, выполненными на внутренних поверхностях удлинительных патрубков. Расстояние от торца цилиндра до направляющей меньше половины максимальной длины хода плунжера. Зазор между плунжером и направляющими поверхностями больше зазора между плунжером и цилиндром по максимальной группе посадки пары плунжер - цилиндр, а диаметр направляющих поверхностей меньше максимального диметра отверстия по 16 квалитету. При эксплуатации насоса обеспечивается перемещение плунжера в направляющих, что позволяет исключить его заклинивание в цилиндре и повышает надежность работы насоса. 1 ил.

Полезная модель относится к гидравлическим машинам объемного вытеснения и может быть использована в качестве устройства для подъема жидкостей с больших глубин, например из скважин.

Известны глубинные штанговые насосы (пат. RU 24516, МПК⁷ F04B 47/00, опубл. 10.08.2002, пат. RU 30876, МПК⁷ F04B 47/00, опубл. 10.07.2003), содержащие цилиндр с верхним и нижним удлинительными патрубками и плунжер, длина которого больше длины цилиндра

Недостатком таких конструкций является низкая надежность, что объясняется возможностью заклинивания плунжера в цилиндре из-за механических примесей, оседающих в зазоре между плунжером и цилиндром и из-за перекоса длинного плунжера при эксплуатации насоса, особенно в искривленных скважинах.

Наиболее близким к заявляемому и принятым в качестве прототипа является глубинный штанговый насос (пат. RU 30876).

Задачей предлагаемой полезной модели является повышение надежности работы насоса за счет исключения заклинивания плунжера в цилиндре при эксплуатации насоса.

Поставленная задача решается усовершенствованием скважинного штангового насоса, содержащего цилиндр с верхним и нижним удлинительными патрубками и плунжер, длина которого больше длины цилиндра.

Это усовершенствование заключается в том, что насос снабжен направляющими поверхностями для плунжера, выполненными на внутренних поверхностях удлинительных патрубков, при этом расстояние от торца цилиндра до направляющей меньше половины максимальной длины хода плунжера, а зазор между плунжером и направляющими поверхностями больше зазора между плунжером и цилиндром по максимальной группе посадки пары плунжер - цилиндр, а диаметр направляющих поверхностей меньше максимального диметра отверстия по 16 квалитету.

Такое конструктивное выполнение насоса позволяет исключить заклинивание плунжера в цилиндре при эксплуатации насоса за счет обеспечения его перемещения в направляющих.

Выполнение зазора между плунжером и направляющими поверхностями больше зазора между плунжером и цилиндром по максимальной группе посадки пары плунжер - цилиндр обеспечивает возможность свободного перемещения плунжера и исключает его заклинивание. Выполнение направляющих поверхностей диаметром меньше максимального диметра отверстия по 16 квалитету обеспечивает возможность направления перемещения плунжера без перекосов.

Полезная модель поясняется чертежами, на которых на фиг.1 изображен предлагаемый насос в крайнем нижнем положении, на фиг.2 то же в крайнем верхнем положении.

Скважинный штанговый насос содержит цилиндр 1 с верхним 2 и нижним 3 удлинительными патрубками и плунжер 4, длина которого больше длины цилиндра 1 и определяется из соотношения l_n =l_ц+S, где:

l_n - длина плунжера 4,

l_ц - длина цилиндра 1,

S - максимальная длина хода плунжера 4.

Насос снабжен направляющими поверхностями 5 и 6 для плунжера 4, выполненными на внутренних поверхностях соответствующих удлинительных патрубков 2 и 3. При этом расстояние l от верхнего торца цилиндра 1 до направляющей поверхности 5 верхнего удлинительного патрубка 2 меньше половины максимальной длины хода плунжера 4 и расстояние l от нижнего торца цилиндра 1 до направляющей 6 нижнего удлинительного патрубка 3 меньше половины максимальной длины хода плунжера 4. Зазор между плунжером 4 и направляющими поверхностями 5 и 6 больше зазора между плунжером 4 и цилиндром 1 по максимальной группе посадки пары плунжер 4 - цилиндр 1, а диаметр d направляющих поверхностей 5 и 6 меньше максимального диметра отверстия по 16 квалитету. Позицией 7 и 8 обозначены соответственно всасывающий и нагнетательный клапаны насоса, позицией 9 обозначена камера между ними. Скважинный штанговый насос работает следующим образом.

В начале всасывания откачиваемой жидкости плунжер 4 находится в крайнем нижнем положении и начинает движение вверх, что приводит к открытию всасывающего клапана 7, через который откачиваемая жидкость начинает поступать в камеру 9 между всасывающим 7 и нагнетательным 8 клапанами. При достижении плунжером 4 своего крайнего верхнего положения процесс всасывания откачиваемой жидкости в камеру 9 заканчивается, всасывающий клапан 7 закрывается, а в камере 9 находится откаченный из скважины объем жидкости. При движении плунжера 4 вниз нагнетательный клапан 8 открывается и откачиваемая жидкость из камеры 9 через полый плунжер 4 поступает в колонну насосно-компрессорных труб и далее по последней на поверхность к потребителю. При достижении плунжером 4 крайнего нижнего положения начинается следующий цикл работы скважинного штангового насоса, аналогичный описанному выше. При движении плунжер 4 из нижнего положения его нижняя часть перемещается по направляющей поверхности 6, а верхняя - по цилиндру 1. После чего одновременно с выходом нижней части плунжера 4 из нижней направляющей поверхности 6 верхняя часть плунжера взаимодействует с верхней направляющей поверхностью 5.

Таким образом, при работе скважинного насоса обеспечивается постоянное направление плунжера 4 нижней направляющей 6 и стенками цилиндра 1, а потом верхней направляющей 5 и стенками цилиндра 1, что исключает его заклинивание и за счет этого повышает надежность эксплуатации насоса.

Скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр с верхним и нижним удлинительными патрубками и плунжер, длина которого больше длины цилиндра, отличающийся тем, что он снабжен направляющими поверхностями для плунжера, выполненными на внутренних поверхностях удлинительных патрубков, при этом расстояние от торца цилиндра до направляющей меньше половины максимальной длины хода плунжера, а зазор между плунжером и направляющими поверхностями больше зазора между плунжером и цилиндром по максимальной группе посадки пары плунжер - цилиндр, а диаметр направляющих поверхностей меньше максимального диметра отверстия по 16 квалитету.

Погружной скважинный диафрагменный насос, состоит из погружного асинхронного электродвигателя, компенсатора температурного расширения масла, конического редуктора, плунжерного насоса с эксцентриковым приводом и возвратной пружиной, обратного и спускного клапанов, кабельной линии. Внутренняя полость перечисленных узлов установки заполнена жидким диэлектриком (маслом) и герметично изолированы от перекачиваемой жидкости плоской резиновой диафрагмой и диафрагмой компенсатора. Отличием заявляемой полезной модели является то, что, узлы насоса выполнены отдельными модулями и соединяются между собой при помощи фланцевых соединений, герметичность стыков обеспечивается кольцевыми радиальными уплотнениями, валы соединяются шлицевыми муфтами, также присоединительные размеры и применяемые материалы погружного асинхронного электродвигателя выполнены, унифицировано с электродвигателями погружных электроцентробежных насосов. Токоввод располагается в головке электродвигателя. Имеется при необходимости возможность присоединения к насосной части установки более мощного электродвигателя и соответственно компенсатора рассчитанного на больший объем масла. Для защиты кабельной линии от повреждений во время спускоподъеммых операций установки в скважине, на наружной поверхности корпуса конического редуктора выполнен паз, в котором проходит кабельный удлинитель кабельной линии. Применение данной конструкции погружного скважинного диафрагменного насоса позволяет:

- не меняя насосной части присоединять электродвигатель большей мощности, что дает возможность увеличить напор насоса (высоту подъема пластовой жидкости) и, соответственно, глубину спуска в скважину;

- позволяет производить комплектацию и стыковку узлов насоса непосредственно на монтаже перед спуском, снижая себестоимость монтажных работ;

- упрощает ремонт и замену отдельных узлов;

- электродвигатель унифицирован с асинхронными электродвигателями погружных электроцентробежных насосов по применяемым материалам и присоединительным размерам, что позволяет использовать для ремонта унифицированные комплектующие.

Заявляемая полезная модель относится к электромашиностроению и предназначена для работы в качестве погружного диафрагменного насоса, для откачки пластовой жидкости из нефтяных скважин.

Известен погружной диафрагменный электронасос, содержащий электродвигатель, кинематически связанный с плунжером приводного насоса, установленным в заполненном маслом корпусе, который герметично изолирован от перекачиваемой жидкости эластичными рабочей диафрагмой и компенсатором; в головке электронасоса установлены всасывающий и нагнетательный клапаны (RU 2062906, 1996 г.). Насос конструктивно выполнен в едином корпусе - плунжерный насос с эксцентриковым приводом и возвратной пружиной, конический редуктор, асинхронный электродвигатель, компенсатор температурного расширения масла. Внутренняя полость вышеперечисленных узлов насоса заполнена жидким диэлектриком (маслом) и герметично изолированы от перекачиваемой жидкости плоской резиновой диафрагмой и диафрагмой компенсатора. Кабельная линия подключается через токоввод расположенный в верхней части насоса.

Недостатком такого электронасоса является отсутствие возможности ремонта отдельных узлов, без разборки всего агрегата, а также для увеличения глубины спуска нет возможности присоединения более мощного двигателя. При этом расположение токоввода в верхней части насоса снижает надежность электрических соединений и установки в целом.

Заявляемая полезная модель погружного скважинного диафрагменного насоса, состоит из погружного асинхронного электродвигателя, компенсатора температурного расширения масла, конического редуктора, плунжерного насоса с эксцентриковым приводом и возвратной пружиной, обратного и спускного клапанов, кабельной линии. Внутренняя полость перечисленных узлов погружного скважинного диафрагменного насоса заполнена жидким диэлектриком (маслом) и герметично изолированы от перекачиваемой жидкости плоской резиновой диафрагмой и диафрагмой компенсатора.

Отличием заявляемой полезной модели является то, что, узлы насоса выполнены отдельными модулями и соединяются между собой при помощи фланцевых соединений, герметичность стыков обеспечивается кольцевыми радиальными уплотнениями, валы соединяются шлицевыми муфтами, также присоединительно-стыковочные размеры погружного асинхронного электродвигателя, унифицированы с электродвигателями погружных электроцентробежных насосов. Токоввод располагается в головке электродвигателя. Имеется при необходимости возможность присоединения к насосной части установки более мощного электродвигателя и соответственно компенсатора рассчитанного на больший объем масла. Для защиты кабельной линии от повреждений во время спуско-подъемных операций насоса в скважине, на наружной поверхности корпуса конического редуктора выполнен паз, в котором проходит удлинитель кабельной линии.

На чертеже показан общий вид погружного скважинного диафрагменного насоса.

Погружной скважинный диафрагменный насос состоит из компенсатора температурного расширения масла 1, асинхронного четырехполюсного электродвигателя 2, конического редуктора 3, плунжерного насоса 4 с эксцентриковым приводом 5, возвратной пружиной 6, обратного 7 и сливного 8 клапанов, кабельной линии 9. Пластовая жидкость попадает в насос через щелевую сетку 10, далее при перемещении плоской диафрагмы 11 вниз, открывается всасывающий клапан 12, при движении диафрагмы вверх, клапан закрывается и срабатывает нагнетательный клапан 13, после жидкость оказывается в трубке 14, где пройдя систему обратного и сливного клапанов попадет в колонну труб НКТ. Вал электродвигателя 15, соединяется с валом редуктора 16, с помощью шлицевой муфты 17. Остальные элементы установки соединяются на шпильки по фланцам, а герметичность соединений обеспечивается кольцевыми радиальными уплотнениями.

Погружной скважинный диафрагменный насос предназначен для работы в вертикальных и наклонных скважинах, для откачки пластовой жидкости.

Применение данной конструкции погружного скважинного диафрагменного насоса позволяет:

- не меняя насосной части присоединять электродвигатель большей мощности, что дает возможность увеличить напор насоса (высоту подъема пластовой жидкости) и, соответственно, глубину спуска в скважину;

- позволяет производить комплектацию и стыковку узлов насоса непосредственно на монтаже перед спуском, снижая себестоимость монтажных работ;

- упрощает ремонт и замену отдельных узлов;

- электродвигатель унифицирован с асинхронными электродвигателями погружных электроцентробежных насосов по применяемым материалам и присоединительным размерам, что позволяет использовать для ремонта унифицированные комплектующие.

1. Погружной скважинный диафрагменный насос, содержащий плунжерный насос с эксцентриковым приводом и возвратной пружиной, конический редуктор, асинхронный четырехполюсной электродвигатель, компенсатор температурного расширения масла, обратный и спускной клапаны, кабельную линию, отличающийся тем, что узлы насоса выполнены отдельными модулями и соединяются между собой при помощи фланцевых соединений, герметичность стыков обеспечивается кольцевыми радиальными уплотнениями, валы соединяются шлицевыми муфтами.

2. Погружной скважинный диафрагменный насос по п.1, отличающийся тем, что присоединительные размеры и применяемые материалы погружного асинхронного электродвигателя выполнены унифицировано с электродвигателями погружных электроцентробежных насосов.

3. Погружной скважинный диафрагменный насос по п.1, отличающийся тем, что на наружной поверхности корпуса конического редуктора выполнен паз для размещения кабельной линии.