RU2138620C1 - Down-well sucker rod pump - Google Patents

Abstract

FIELD: oil production industry. SUBSTANCE: pump can be used in completing and operation of oil, gas, water-intake, and injection wells. Pump has cylinder with suction well and plunger with delivery valve. Movable part of delivery valve is provided with stepped tail-piece with axial through-passage and additional delivery valve. Cylinder is provided with partition with hole for passing of stepped tail-piece. Its thicker part and partition are made in the form of spool-valve pair. Device is adapted for pumping out operation and for implosive treatment of well. In pumping out operation, thicker part of tail-piece stops before reaching partition. In implosive treatment of well, thicker and thinner parts of tail-piece go beyond partition. Aforesaid embodiment of pump widens its functional characteristics due to implosive treatment of well and bed. EFFECT: higher efficiency. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтедобывающей промышленности и может быть использовано для освоения и эксплуатации нефтяных, газовых, водозаборных и нагнетательных скважин. The invention relates to the field of oil industry and can be used for the development and operation of oil, gas, water and injection wells.

Известен скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр с полым дифференциальным плунжером, меньшая ступень которого образует с цилиндром кольцевую полость, сообщаемую с затрубным пространством, и снабжена всасывающим клапаном, а также нагнетательный клапан (см. ав. св. N 77886, МКИ F 04 B 47/02, 1948 г). A well-known sucker-rod pump containing a cylinder with a hollow differential plunger, the lower stage of which forms an annular cavity communicating with the annulus with the cylinder and is equipped with a suction valve and also a discharge valve (see av. St. N 77886, MKI F 04 B 47 / 02, 1948 g).

Недостаток насоса состоит в его ненадежности и большой металлоемкости колонны штанг с использованием "тяжелого низа" из-за их продольного изгиба при ходе дифференциального плунжера вниз. The disadvantage of the pump is its unreliability and the high metal consumption of the rod string using the "heavy bottom" due to their longitudinal bending during the course of the differential plunger down.

Более близок по технической сущности "Скважинный штанговый насос" (см. книгу Гейнриха Ришмюллера, "Добыча нефти глубинными штанговыми насосами", SBS Нефтепромысловая техника, SCHOELLER-BLECKMANN GmbH, 1988 г., стр. 15), содержащий цилиндр с всасывающим клапаном и плунжер с нагнетательным клапаном. Closer in technical essence is the “Well pump” (see Heinrich Rieschmüller’s book, “Oil Production by Deep Well Pumps”, SBS Oilfield Technology, SCHOELLER-BLECKMANN GmbH, 1988, p. 15), which contains a cylinder with a suction valve and a plunger with discharge valve.

Этот насос создан только для откачки скважинных флюидов и для других операций, таких, например, как обработка призабойной зоны пласта не предназначен. This pump is designed only for pumping downhole fluids and for other operations, such as, for example, treatment of the bottom-hole formation zone is not intended.

Задачей изобретения является расширение функциональных свойств насоса путем придания ему возможностей имплозионного воздействия на пласт. The objective of the invention is to expand the functional properties of the pump by giving it the possibility of implosive effects on the reservoir.

Поставленная задача решается описываемым скважинным штанговым насосом, содержащим цилиндр с всасывающим клапаном и плунжер с нагнетательным клапаном. Новым является то, что подвижная часть нагнетательного клапана снабжена ступенчатым хвостовиком со сквозным осевым каналом и дополнительным нагнетательным клапаном, а цилиндр снабжен перегородкой с отверстием для прохода ступенчатого хвостовика, толстая часть которого и перегородка выполнены в виде золотниковой пары, при этом устройство имеет режим откачки, когда при возвратно-поступательном перемещении плунжера толстая часть хвостовика не доходит до перегородки, и режим имплозионной обработки скважины, когда при возвратно-поступательном перемещении плунжера толстая и тонкая части хвостовика выходят за перегородку. The problem is solved by the described borehole sucker rod pump containing a cylinder with a suction valve and a plunger with a discharge valve. New is that the movable part of the discharge valve is equipped with a stepped shank with a through axial channel and an additional discharge valve, and the cylinder is equipped with a baffle with an opening for the passage of the stepped shank, the thick part of which and the baffle are made in the form of a spool pair, while the device has a pumping mode, when during the reciprocating movement of the plunger the thick part of the liner does not reach the septum, and the implosion treatment mode of the well, when when reciprocating Yelnia the plunger thick and thin shank portion beyond the baffle.

Исследования патентной и научно-технической литературы показали, что подобная совокупность существенных признаков является новой и ранее не использовалась, это, в свою очередь позволяет сделать заключение о соответствии технического решения критериям "новизна" и "технический уровень". Studies of patent and scientific and technical literature have shown that such a combination of essential features is new and has not been used before, this, in turn, allows us to conclude that the technical solution meets the criteria of "novelty" and "technical level".

На прилагаемом чертеже изображена схема предлагаемого насоса:
на фиг. 1 - насос в режиме имплозионной обработки;
на фиг. 2 - насос в режиме откачки.The attached drawing shows a diagram of the proposed pump:
in FIG. 1 - pump in implosion processing mode;
in FIG. 2 - pump in pumpdown mode.

Скважинный штанговый насос содержит цилиндр 1 с всасывающим клапаном 2 и расположенный в нем плунжером 3 с нагнетательным клапаном, подвижная часть 4 которого снабжена ступенчатым по сечению хвостовиком 5 со сквозным каналом 6 и дополнительным нагнетательным клапаном 7. Цилиндр снабжен перегородкой 8, разделяющей его на две части. В перегородке 8 выполнено отверстие для прохода ступенчатого по сечению хвостовика 5, большей по сечению стороной прикрепленного к подвижной части 4 нагнетательного клапана, причем указанные перегородка 8 и толстая часть хвостовика 5 выполнены в виде золотниковой пары, а тонкая часть хвостовика служит направляющей. В скважину насос опускают на колонне насосно-компрессорных труб 9. Для привода плунжера служит колонна штанг 10. The well sucker-rod pump contains a cylinder 1 with a suction valve 2 and a plunger 3 located therein with a discharge valve, the movable part 4 of which is equipped with a shank 5 with a cross-section through channel 6 and an additional pressure valve 7. The cylinder is equipped with a partition 8 that divides it into two parts . In the partition 8, an opening is made for the passage of a stepwise shank 5 of the shank, the larger along the side of the discharge valve attached to the movable part 4, and the said partition 8 and the thick part of the shank 5 are made in the form of a spool pair, and the thin part of the shank serves as a guide. The pump is lowered into the well on a string of tubing 9. A rod string 10 is used to drive the plunger.

Технологические разъемы и уплотнения на чертеже не показаны. Process connectors and seals are not shown in the drawing.

Насос работает следующим образом. The pump operates as follows.

Возможны два режима работы насоса: режим откачки и режим имплозионной обработки. Two pump operation modes are possible: pumpdown mode and implosion processing mode.

Режим откачки (см. фиг 2) - толстая часть хвостовика 5, при возвратно-поступательном движении плунжера 3, не доходит до перегородки 8. В этом режиме золотниковая пара "перегородка 8 - хвостовик 5" выключена и насос работает обычным способом, нагнетательный клапан с подвижной частью 4 и дополнительный клапан 8 работают параллельно, то есть при ходе плунжера 3 вниз (по черт.) происходит такт нагнетания - жидкость из полости цилиндра 1, разветвляясь через нагнетательный клапан с подвижной частью 4 и дополнительный нагнетательный клапан 7, поступает в колонну насосно-компрессорных труб 9, а далее на выход. При ходе плунжера 3 вверх (по черт.) происходит такт всасывания - жидкость из скважины через всасывающий клапан 2 поступает в полость цилиндра 1. При работе насоса указанные такты чередуются. Pumping mode (see Fig. 2) - the thick part of the shank 5, with the reciprocating movement of the plunger 3, does not reach the baffle 8. In this mode, the spool pair "baffle 8 - shank 5" is turned off and the pump operates in the usual way, the discharge valve with the movable part 4 and the additional valve 8 work in parallel, that is, when the plunger 3 moves downward (along the line), a pumping stroke occurs - the fluid from the cavity of the cylinder 1, branching through the pressure valve with the moving part 4 and the additional pressure valve 7, enters the tubing string 9, and then to the exit. When the plunger 3 moves upward (along the line), a suction stroke occurs - the fluid from the well through the suction valve 2 enters the cavity of the cylinder 1. When the pump is running, these cycles alternate.

Режим имплозионной обработки (см. фиг 1) при возвратно-поступательном движении плунжера 3, за перегородку 8 выходят тонкая и толстая части хвостовика 5. В этом режиме золотниковая пара "перегородка 8 - хвостовик 5" включена и насос работает как устройство для имплозионного воздействия, то есть при ходе плунжера 3 вниз (по черт.) происходит такт нагнетания - жидкость из полости "над перегородкой 8" цилиндра 1, через нагнетательный клапан с подвижной частью 4 и полости "под перегородкой" цилиндра 1, через сквозной осевой канал 6 и дополнительный нагнетательный клапан 7 поступает в колонну насосно-компрессорных труб 9, а далее на выход. При ходе плунжера 3 вверх (по черт.) нагнетательный клапан с подвижной частью 4 и дополнительный нагнетательный клапан 7 закрыты, при этом при прохождении толстой части хвостовика 5 через перегородку 8 в верхней части полости "над перегородкой 8" цилиндра 1 образуется вакуум, а при вхождении тонкой части хвостовика 5 в зону перегородки 8 происходит резкое засасывание жидкости через всасывающий клапан 2, то есть возникает импульс разрежения, который при многократном повторении обрабатывает ствол скважины и призабойную зону. The implosion treatment mode (see Fig. 1) during the reciprocating movement of the plunger 3, thin and thick parts of the shank 5 extend beyond the baffle 8. In this mode, the spool pair "baffle 8 - shank 5" is turned on and the pump works as a device for implosion exposure, that is, when the plunger 3 moves downward (along the line), a pumping stroke occurs - fluid from the cavity "above the partition 8" of the cylinder 1, through the discharge valve with the movable part 4 and the cavity "under the partition" of the cylinder 1, through the through axial channel 6 and additional blows up tion valve 7, enters the column of tubing 9, and further to the output. When the plunger 3 moves upwards (as shown), the discharge valve with the movable part 4 and the additional discharge valve 7 are closed, while a thick part of the shank 5 passes through the baffle 8 in the upper part of the cavity “above the baffle 8” of cylinder 1, and vacuum When a thin part of the liner 5 enters the baffle zone 8, there is a sharp suction of fluid through the suction valve 2, that is, a rarefaction impulse arises which, upon repeated repetition, processes the wellbore and bottom-hole zone.

Применение насоса позволит проводить качественное имплозионное воздействие на скважину и откачивать скважинную жидкость, не меняя оборудование, а лишь только изменяя точку подвеса колонны штанг. The use of the pump will allow a high-quality implosive effect on the well and pump out the well fluid without changing equipment, but only changing the suspension point of the rod string.

Использованная литература:
1. Аналог: "Скважинный штанговый насос", ав. св. N 77886, МКИ F 04 B 47/02, 1948 г.References:
1. Analogue: "Well pump", av. St. N 77886, MKI F 04 B 47/02, 1948

2. Прототип: "Скважинный штанговый насос", книга Гейнриха Ришмюллера, "Добыча нефти глубинными штанговыми насосами", SBS Нефтепромысловая техника, SCHOELLER-BLECKMANN GmbH, 1988 г., стр. 15. 2. Prototype: "Well pump", book by Heinrich Rieschmüller, "Oil production by deep-well pump", SBS Oilfield Technology, SCHOELLER-BLECKMANN GmbH, 1988, p. 15.

Claims (1)

Скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр с всасывающим клапаном и плунжер с нагнетательным клапаном, отличающийся тем, что подвижная часть нагнетательного клапана снабжена ступенчатым хвостовиком со сквозным осевым каналом и дополнительным нагнетательным клапаном, а цилиндр снабжен перегородкой с отверстием для прохода ступенчатого хвостовика, толстая часть которого и перегородка выполнены в виде золотниковой пары, при этом устройство имеет режим откачки, когда при возвратно-поступательном перемещении плунжера толстая часть хвостовика не доходит до перегородки, и режим имплозионной обработки скважины, когда при возвратно-поступательном перемещении плунжера толстая и тонкая части хвостовика выходят за перегородку. A well sucker rod pump comprising a cylinder with a suction valve and a plunger with a discharge valve, characterized in that the movable part of the discharge valve is equipped with a stepped shank with a through axial channel and an additional discharge valve, and the cylinder is equipped with a baffle with an opening for the passage of the stepped shank, the thick part of which the partition is made in the form of a spool pair, while the device has a pumping mode when, when the plunger is reciprocating, the thick part the shank does not reach the septum, and the implosion treatment mode of the well, when the reciprocating movement of the plunger the thick and thin parts of the shank go beyond the septum.

Images