RU2159866C1

RU2159866C1 - Depth pump installation

Info

Publication number: RU2159866C1
Application number: RU99110010/06A
Authority: RU
Inventors: В.Ю. Архипова; Ю.А. Архипов
Original assignee: Архипова Валерия Юрьевна; Архипов Юрий Александрович
Priority date: 1999-05-17
Filing date: 1999-05-17
Publication date: 2000-11-27

Abstract

FIELD: equipment for oil production with use of rod pumping units providing possibility for catching operations at elimination of failure and turning of rods in wells having insert and non-insert rod pumps, exchange of non-insert pumps without plugging wells. SUBSTANCE: installation includes working cylinder-plunger pair with suction and pumping valves mounted in them respectively. Cut off valve is mounted in free end of cylinder. Suction valve includes receiving branch pipe that may engage with cut off valve. In second variant suction valve may engage with plunger. When plunger is in its low position it provides forced closing of suction valve. EFFECT: enhanced efficiency of oil well operation. 3 dwg

Description

Разработка относится к технике для добычи нефти штанговыми насосными установками и позволяет производить без проведения глушения скважин ловильные работы при ликвидации обрыва штанг на скважинах, оборудованных как вставными, так и невставными штанговыми насосными установками, а также замену невставных штанговых насосов без проведения глушения скважин. The development relates to techniques for oil production by sucker-rod pumping units and allows fishing operations to be performed without killing wells while eliminating rod breakage in wells equipped with both plug-in and non-propellant sucker-rod pumps, as well as replacing non-propelled sucker-rod pumps without killing wells.

Известна установка вставного глубинного насоса (аналог - см. авт.св. СССР N 1084487, кл. F 04 B 47/02, 1984). A known installation of a plug-in deep pump (analog - see ed. St. USSR N 1084487, class F 04 B 47/02, 1984).

Известна также глубинно-насосная установка (прототип - см. авт.св. СССР N 641158, кл. F 04 B 47/02, 1977). Also known is a deep-well pumping unit (prototype - see ed. St. USSR N 641158, class F 04 B 47/02, 1977).

Недостатком этих установок является то, что их невозможно использовать с невставными штанговыми насосами (это обусловлено конструкцией установки), а также то, что в случаях обрыва отворота штанговых колонн, противопоставленные установки не могут выполнять предназначенных им функций, т.е. не обеспечивают возможности подъема насоса без глушения скважин, тем более не обеспечивают возможности производства ловильных работ (залавливания оборванной или отвернутой штанги) без глушения скважин, т.к. при обрыве штанг клапан-отсекатель остается открытым и его невозможно закрыть до вылавливания и приподъема оборванной (отвернутой) части колонны штанг. The disadvantage of these installations is that they cannot be used with non-integral sucker rod pumps (this is due to the design of the installation), and also that in cases of breakdown of the turn-down of the rod columns, opposed units cannot fulfill their intended functions, i.e. they do not provide the possibility of lifting the pump without killing the wells, all the more they do not provide the possibility of fishing operations (catching a torn or bent rod) without killing the wells, because when the rods break, the shut-off valve remains open and cannot be closed until catching and raising the dangling (turned away) part of the boom string.

Технический результат, который может быть получен согласно п. 1 формулы изобретения при осуществлении изобретения, - обеспечение подъема (замены) невставного штангового насоса без глушения скважины. The technical result that can be obtained according to paragraph 1 of the claims during the implementation of the invention is the provision of lifting (replacing) an unplaced sucker rod pump without killing the well.

Указанный результат достигается тем, что в предложенной глубинно-насосной установке, содержащей колонны насосных труб и штанг, рабочую пару цилиндр-плунжер с установленными в них соответственно всасывающим и нагнетательным клапанами и клапан-отсекатель, клапан-отсекатель размещен на свободном конце цилиндра, а всасывающий клапан снабжен приемным патрубком, обеспечивающим возможность взаимодействия с клапаном-отсекателем. The specified result is achieved by the fact that in the proposed deep-pump installation containing columns of pump pipes and rods, a working pair of cylinder-plunger with suction and discharge valves and shut-off valves respectively installed, a shut-off valve, a shut-off valve placed on the free end of the cylinder, and a suction the valve is equipped with a receiving pipe, providing the possibility of interaction with the shutoff valve.

Технический результат, который может быть получен согласно п. 2 формулы при осуществлении изобретения, - обеспечение выполнения ловильных работ штанг (при обрыве колонны штанг) и подъема (замены) штангового невставного насоса без глушения скважины. Указанный результат достигается тем, что в предложенной глубинно-насосной установке, содержащей колонны насосных труб и штанг, рабочую пару цилиндр-плунжер с установленными в них соответственно всасывающим и нагнетательным клапанами и клапан-отсекатель, клапан-отсекатель размещен на свободном конце цилиндра, а всасывающий клалан снабжен приемным патрубком, обеспечивающим возможность взаимодействия с клапаном-отсекателем, и выполнен с возможностью взаимодействия с плунжером, причем плунжер в своем нижнем положении обеспечивает принудительное закрытие всасывающего клапана
Технический результат, который может быть получен согласно п. 3 формулы при осуществлении изобретения, - обеспечение выполнения ловильных работ штанг (при обрыве колонны штанг) без глушения скважины, оборудованной как вставным, так и невставным штанговым насосом, независимо от того, оборудован ли штанговый насос клапаном-отсекателем или нет.The technical result that can be obtained according to paragraph 2 of the formula during the implementation of the invention is the provision of rod fishing operations (when the rod string is broken) and lifting (replacing) of a non-propelled sucker rod pump without killing the well. The specified result is achieved by the fact that in the proposed deep pump installation containing columns of pump pipes and rods, a working pair of cylinder-plunger with suction and discharge valves and shut-off valves installed respectively in them, a shut-off valve, a shut-off valve placed at the free end of the cylinder, and a suction the clalan is equipped with a receiving branch pipe that provides the opportunity to interact with the shutoff valve, and is configured to interact with the plunger, and the plunger in its lower position provides clusive closing suction valve
The technical result that can be obtained according to paragraph 3 of the formula when carrying out the invention is the provision of rod fishing operations (when the rod string is broken) without killing a well equipped with both an insert and non-integral rod pump, regardless of whether the rod pump is equipped shutoff valve or not.

Указанный результат достигается тем, что в предложенной глубинно-насосной установке, содержащей колонны насосных труб и штанг, рабочую пару цилиндр-плунжер с установленными в них соответственно всасывающим и нагнетательным клапанами, всасывающий клапан выполнен с возможностью взаимодействия с плунжером, причем плунжер в своем нижнем положении обеспечивает принудительное закрытие всасывающего клапана. The specified result is achieved by the fact that in the proposed deep-pump installation containing columns of pump tubes and rods, a working pair of cylinder-plunger with suction and discharge valves respectively installed in them, the suction valve is configured to interact with the plunger, with the plunger in its lower position provides forced closure of the suction valve.

На фиг. 1 изображен штанговый насос 1 без всасывающего клапана и плунжера, который содержит собственно цилиндр 2, в нижней части которого размещена муфта 3 с выполненным в ней седлом конуса 4. К муфте 3 герметично присоединен клапан - отсекатель 5, содержащий корпус 6 с размещенными в нем седлом 7, выполненным с возможностью взаимодействия с шариком (конусом и др.) 8, связанным с пружиной 9. In FIG. 1 shows a sucker rod pump 1 without a suction valve and a plunger, which contains the cylinder 2 itself, in the lower part of which there is a sleeve 3 with a cone 4 made in it. A valve - shutoff 5 is tightly connected to the sleeve 3, containing a housing 6 with a seat 6 7, configured to interact with a ball (cone, etc.) 8, associated with the spring 9.

На фиг. 2 изображена глубинно-насосная установка в рабочем положении, которая содержит, кроме показанных на фиг. 1 элементов, всасывающий клапан 10, размещенный в клетке 11 всасывающего клапана, соединенной с установленными на ее концах наконечником-конусом 12 и нижней секцией 13 ловителя 14. К наконечнику - конусу 12 присоединен приемный патрубок 15. В цилиндре 2 размещен плунжер 16 с нагнетательным клапаном 17 и верхней секцией 18 ловителя 14. Нижняя секция 13 ловителя 14 соединяется с клеткой 11 всасывающего клапана 10 посредством стержня 19 ловителя с помощью резьбового соединения 20. In FIG. 2 shows a submersible pumping unit in a working position, which contains, in addition to those shown in FIG. 1 element, a suction valve 10, located in the cage 11 of the suction valve, connected to the tip-cone 12 and the bottom section 13 of the catcher 14. The receiving nozzle 15 is connected to the tip-cone 12. A plunger 16 with a pressure valve is placed in the cylinder 2 17 and the upper section 18 of the trap 14. The lower section 13 of the trap 14 is connected to the cell 11 of the suction valve 10 through the rod 19 of the trap using a threaded connection 20.

На фиг. 3 изображена глубинно-насосная установка в рабочем положении, но с модифицированным соединением стержня 19 и клетки 11. Соединение выполнено с возможностью относительного осевого перемещения, но без возможности относительного вращательного движения. Этого можно достигнуть (см. фиг. 4), если стержень 21 с размещенным на его свободном конце упором 22 имеет некруглое сечение (например, квадратное), а клетка 11 - отверстие, соответствующее конфигурации стержня 21. Такое соединение необходимо для обеспечения (при необходимости) автосцепления верхней 18 и нижней 13 секций ловителя 14, т.е. срабатывания ловителя. In FIG. 3 depicts a deep-well pump installation in a working position, but with a modified connection of the rod 19 and the cell 11. The connection is made with the possibility of relative axial movement, but without the possibility of relative rotational movement. This can be achieved (see Fig. 4) if the rod 21 with the stop 22 located on its free end has a non-circular cross-section (for example, square), and the cell 11 has an opening corresponding to the configuration of the rod 21. Such a connection is necessary to ensure (if necessary ) auto-coupling of the upper 18 and lower 13 sections of the catcher 14, i.e. catcher tripping.

Установка работает следующим образом. К всасывающей части цилиндра 2 закрепляют клапан-отсекатель 5 в сборе, при этом доступ в цилиндр 2 со стороны клапана-отсекателя 5 перекрыт шпиком 8. Далее производят спуск в скважину цилиндра 2 (см. фиг. 1) на колонне насосных труб (на фиг. не показана), штангового насоса 1. Затем спускают до упора на колонне штанг (на фиг. не показана) плунжер 2 (см. фиг. 2) с закрепленными к нему посредством ловителя 14 (на фиг. 2 ловитель 14 показан в разъединенном состоянии, т. е. при рабочем положении установки, при спуске же нижняя секция 13 ловителя 14 сцеплена с верхней секцией 18) клеткой 11, всасывающим клапаном 10, наконечником-конусом 12 и приемным патрубком 15. Приемный патрубок 15, входя во взаимодействие с клапаном-отсекателем 5, отжимает шарик 8 - доступ в цилиндр 2 открыт. После посадки наконечника-конуса 12 приподнимают плунжер на величину подгонки (обычно-0,4 м), при этом верхняя секция 18 ловителя 14 выходит из зацепления с нижней секцией 13. Глубинно-насосная установка запускается в работу. Installation works as follows. The shut-off valve 5 is assembled to the suction part of the cylinder 2, while access to the cylinder 2 from the side of the shut-off valve 5 is blocked by the lard 8. Next, the cylinder 2 (see Fig. 1) is lowered onto the pump pipe string (in FIG. (not shown), the rod pump 1. Then, the plunger 2 (see Fig. 2) with the catcher 14 fixed to it (in Fig. 2, the catcher 14 is shown in the disconnected state, is lowered to the stop on the rod string (not shown); , i.e., when the installation is in the working position, when lowering, the lower section 13 of the catcher 14 is engaged with the upper section 18) the cell 11, the suction valve 10, the tip-cone 12 and the receiving pipe 15. The receiving pipe 15, entering into interaction with the shut-off valve 5, squeezes the ball 8 - access to the cylinder 2 is open. After landing of the tip-cone 12, the plunger is lifted by the fitting amount (usually 0.4 m), while the upper section 18 of the catcher 14 disengages from the lower section 13. The downhole pump installation is put into operation.

В случаях выхода из строя всасывающего 10 или нагнетательного 17 клапана работу останавливают, спускают плунжер до упора; при этом верхняя секция ловителя 14 входит в зацепление с нижней секцией 13. Поднимают на колонне штанг плунжер 2 с закрепленными к нему посредством ловителя 14 клеткой 11, всасывающим клапаном 10, наконечником - конусом 12 и приемным патрубком 15. Приемный патрубок 15, выходя из взаимодействия с клапаном-отсекателем 5, освобождает шарик 8, который усилием пружины 9 прижимается к седлу 7 - доступ в цилиндр 2 закрыт. Производят подъем плунжера обычным способом. В случаях обрыва или отворота штанговой колонны клапан-отсекатель 5 остается открытым, не обеспечивая возможности производить ловильные работы без глушения скважины. Для обеспечения возможности производить ловильные работы без глушения скважины предлагается модифицированная конструкция ловителя 14 (см. фиг. 3). Вместо стержня 19 с резьбовым соединением 20 (фиг. 2) устанавливают стержень 21 (фиг. 3) с упором 22 соответственно, в клетке 11 выполняют ответное отверстие некруглого (или круглого) сечения (фиг. 4). В случаях обрыва или отворота колонки штанг плунжер 16 (фиг. 3) вместе с присоединенными к нему элементами падает вниз до упора с нижней секцией 13 ловителя 14. При этом вся упавшая масса давит на стержень 21, который, опустившись, в свою очередь, давит на всасывающий клапан 10 - доступ в цилиндр 2 со стороны приемного клапана закрыт. Производят ловильные работы без глушения скважины. In case of failure of the suction 10 or pressure valve 17, the operation is stopped, the plunger is lowered to the stop; the upper section of the catcher 14 is engaged with the lower section 13. Raise the plunger 2 on the rod string with the cell 11 fixed to it by means of the catcher 14, the suction valve 10, the tip - the cone 12 and the receiving pipe 15. The receiving pipe 15, leaving the interaction with the shut-off valve 5, releases the ball 8, which is pressed against the seat 7 by the force of the spring 9 - access to the cylinder 2 is closed. Make the rise of the plunger in the usual way. In cases of breakage or flap of the rod string, the shut-off valve 5 remains open, not providing the ability to carry out fishing operations without killing the well. To enable fishing operations without killing the well, a modified design of the trap 14 is proposed (see Fig. 3). Instead of a rod 19 with a threaded connection 20 (Fig. 2), a rod 21 (Fig. 3) is installed with a stop 22, respectively, in the cell 11, a counter-hole of non-circular (or round) section is made (Fig. 4). In the event of a break or flap of the rod column, the plunger 16 (Fig. 3), together with the elements attached to it, falls down to the stop with the bottom section 13 of the catcher 14. Moreover, all the fallen mass presses on the rod 21, which, having lowered, in turn, presses on the suction valve 10 - access to the cylinder 2 from the side of the intake valve is closed. They carry out fishing operations without killing the well.

Использование изобретения позволяет повысить эффективность работы скважин, оборудованных штанговыми глубинно-насосными установками, за счет обеспечения ликвидации обрывов и отворотов штанговых колонн и замены штанговых насосов без глушения скважин. The use of the invention improves the efficiency of wells equipped with sucker-rod sucker-rod installations by ensuring the elimination of breaks and flaps of sucker-rod columns and the replacement of sucker-rod pumps without killing wells.

При использовании изобретения в нефтяной отрасли промышленности России максимальный годовой экономический эффект составляет 200 млн. рублей. When using the invention in the oil industry of Russia, the maximum annual economic effect is 200 million rubles.

На день подачи заявки проводятся промышленные испытания разработки. On the filing date, industrial development trials are conducted.

Claims

1. Глубинно-насосная установка, содержащая колонны насосных труб и штанг, рабочую пару цилиндр - плунжер с установленными в них соответственно всасывающим и нагнетательным клапанами и клапан-отсекатель, отличающаяся тем, что клапан-отсекатель размещен на свободном конце цилиндра, а всасывающий клапан снабжен приемным патрубком, обеспечивающим возможность взаимодействия с клапаном-отсекателем. 1. A downhole pump installation comprising columns of pump pipes and rods, a working pair of cylinders — a plunger with suction and discharge valves respectively installed and a shut-off valve, characterized in that the shut-off valve is located on the free end of the cylinder, and the suction valve is equipped with receiving pipe, providing the possibility of interaction with the shutoff valve.

2. Глубинно-насосная установка по п.1, отличающаяся тем, что всасывающий клапан выполнен с возможностью взаимодействия с плунжером, причем плунжер в своем нижнем положении обеспечивает принудительное закрытие всасывающего клапана. 2. The downhole pumping apparatus according to claim 1, characterized in that the suction valve is configured to interact with the plunger, and the plunger in its lower position provides for the forced closure of the suction valve.

3. Глубинно-насосная установка, содержащая колонны насосных труб и штанг, рабочую пару цилиндр - плунжер с установленными в них соответственно всасывающим и нагнетательным клапанами, отличающаяся тем, что всасывающий клапан выполнен с возможностью взаимодействия с плунжером, причем плунжер в своем нижнем положении обеспечивает принудительное закрытие всасывающего клапана. 3. A downhole pump installation comprising columns of pump pipes and rods, a working pair of cylinders — a plunger with suction and discharge valves installed respectively, characterized in that the suction valve is configured to interact with the plunger, and the plunger in its lower position provides forced closing the suction valve.