RU2433304C1 - Well sucker-rod pump - Google Patents
Well sucker-rod pump Download PDFInfo
- Publication number
- RU2433304C1 RU2433304C1 RU2010133453/06A RU2010133453A RU2433304C1 RU 2433304 C1 RU2433304 C1 RU 2433304C1 RU 2010133453/06 A RU2010133453/06 A RU 2010133453/06A RU 2010133453 A RU2010133453 A RU 2010133453A RU 2433304 C1 RU2433304 C1 RU 2433304C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plunger
- cylinder
- valve
- pusher
- well
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к скважинным штанговым насосам, используемым для поднятия скважинной жидкости на поверхность.The invention relates to the oil and gas industry, in particular to borehole sucker rod pumps used to raise the borehole fluid to the surface.
Известен скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр с всасывающим клапаном и размещенный в цилиндре полый плунжер с нагнетательным клапаном, разделяющий полость цилиндра на всасывающую и нагнетательную полости. Во всасывающей полости цилиндра установлен подвижный стакан с дополнительным нагнетательным клапаном и отверстиями (окнами) для периодического (при ходе плунжера вверх) сообщения полости цилиндра с полостью плунжера. В этом насосе внутренняя (уплотняемая) поверхность цилиндра имеет диаметр, равный диаметру наружной (уплотняющей) поверхности плунжера, а отверстия для периодического сообщения полости цилиндра с полостью плунжера выполнены в хвостовике подвижного стакана (SU 1756627 A1, 23.08.1992).A well-known sucker-rod pump comprising a cylinder with a suction valve and a hollow plunger with a discharge valve located in the cylinder separating the cylinder cavity into the suction and discharge cavities. A movable cup with an additional discharge valve and openings (windows) is installed in the suction cavity of the cylinder for periodic (when the plunger moves up) communication of the cylinder cavity with the plunger cavity. In this pump, the inner (sealed) surface of the cylinder has a diameter equal to the diameter of the outer (sealing) surface of the plunger, and the holes for periodic communication of the cylinder cavity with the plunger cavity are made in the shank of the movable glass (SU 1756627 A1, 23.08.1992).
Недостатком данного насоса является большое количество сложных взаимодействующих деталей, что повышает затраты на изготовление и обслуживание, усложняет сборку и ремонт, снижает надежность, особенно при работе с вязкими жидкостями и с жидкостями, содержащими парафины, асфальты и смолы, при этом при необходимости обслуживания и/или ремонта насоса необходимо поднимать на поверхность плунжер и цилиндр с клапанами.The disadvantage of this pump is the large number of complex interacting parts, which increases the cost of manufacture and maintenance, complicates assembly and repair, reduces reliability, especially when working with viscous fluids and fluids containing paraffins, asphalts and resins, and if necessary, maintenance and / or pump repair, the plunger and cylinder with valves must be lifted to the surface.
Известен также скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр с клапаном, полый плунжер с нагнетательным клапаном, размещенный в цилиндре и разделяющий его полость на всасывающую и нагнетательную полости, и отверстия для периодического сообщения всасывающей полости цилиндра с полостью плунжера, при этом часть всасывающей полости цилиндра образована внутренней поверхностью цилиндра, охватывающей нижний конец плунжера и имеющей диаметр, превышающий диаметр наружной поверхности плунжера, при этом отверстия для периодического сообщения всасывающей полости цилиндра с полостью плунжера выполнены в стенке нижнего конца плунжера (RU 2340792 С1, 10.12.2008).A well sucker-rod pump is also known, comprising a cylinder with a valve, a hollow plunger with a discharge valve located in the cylinder and dividing its cavity into the suction and discharge cavities, and openings for periodic communication of the suction cavity of the cylinder with the plunger cavity, while a part of the suction cavity of the cylinder is formed by an internal the surface of the cylinder covering the lower end of the plunger and having a diameter greater than the diameter of the outer surface of the plunger, with holes for periodic communication I of the suction cavity of the cylinder with the cavity of the plunger are made in the wall of the lower end of the plunger (RU 2340792 C1, 12/10/2008).
Недостатками данного насоса являются наличие на нижнем конце цилиндра внутренней полости, имеющей больший диаметр, чем плунжера, что значительно увеличивает металлоемкость конструкции, следовательно, повышает стоимость изделия и снижает коэффициент полезного действия (КПД) установки, так как при нахождении бокового отверстия плунжера в зоне расширения цилиндра во время рабочего хода работа по поднятию жидкости не осуществляется, при этом при работе с сильно газированными жидкостями (например: летучая нефть или газоконденсат) происходит резкое падение пластового давления, что нежелательно для освоения пласта, причем при необходимости обслуживания и/или ремонта насоса необходимо поднимать на поверхность плунжер и цилиндр с клапанами, что требует дополнительных затрат на обслуживание, особенно при работе с вязкими жидкостями и с жидкостями, содержащими парафины, асфальты и смолы.The disadvantages of this pump are the presence at the lower end of the cylinder of an internal cavity having a larger diameter than the plunger, which significantly increases the metal consumption of the structure, therefore, increases the cost of the product and reduces the efficiency (efficiency) of the installation, since when the lateral hole of the plunger is in the expansion zone during the stroke, the work on raising the liquid is not carried out, while working with highly carbonated liquids (for example: volatile oil or gas condensate) um a sharp drop in reservoir pressure, which is undesirable for reservoir development, and if it is necessary to service and / or repair the pump, it is necessary to raise the plunger and cylinder with valves to the surface, which requires additional maintenance costs, especially when working with viscous fluids and liquids containing paraffins , asphalts and resins.
Наиболее близким аналогом является скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр с клапаном и седлом, спускаемый на лифтовых трубах, полый плунжер со своим клапаном, размещенный в цилиндре и образующий всасывающую полость в нем (SU 1447013 А1, 10.05.1996).The closest analogue is a borehole sucker rod pump containing a cylinder with a valve and a seat, lowered on the lift pipes, a hollow plunger with its valve, placed in the cylinder and forming a suction cavity in it (SU 1447013 A1, 05/10/1996).
Задачей изобретения являются создание скважинного штангового насоса, работающего, в том числе, с сильно газированными жидкостями, простого в обслуживании за счет подъема при ремонте и/или обслуживании только плунжера с клапанами, снижение стоимости цилиндра и повышение КПД насоса из-за отсутствия расширений цилиндра, а также работающего с вязкими жидкостями и с жидкостями, содержащими парафины, асфальты и смолы.The objective of the invention is the creation of a borehole sucker rod pump, which also works with highly carbonated liquids, easy to maintain due to lifting only the plunger with valves during repair and / or maintenance, reducing the cost of the cylinder and increasing the efficiency of the pump due to the absence of cylinder extensions, as well as working with viscous liquids and with liquids containing paraffins, asphalts and resins.
Поставленная задача и технический результат достигается в скважинном штанговом насосе, содержащем цилиндр с клапаном и седлом, спускаемый на лифтовых трубах, полый плунжер со своим клапаном, размещенный в цилиндре и образующий всасывающую полость в нем, при этом штанги с плунжером соединены при помощи толкателя с упором вверху на наружной поверхности, седло клапана расположено сверху цилиндра и выполнено с наружным диаметром, меньшим или равным внутреннему диаметру лифтовых труб, и с внутренним диаметром, большим или равным внутреннему диаметру цилиндра, при этом клапан цилиндра, играющий роль нагнетательного, выполнен в виде полой втулки, надетой выше упора на штанги выше толкателя с возможностью герметичного продольного перемещения и герметичного взаимодействия с седлом сверху, причем втулка изготовлена с достаточным весом для продольного перемещения по штанге вниз в скважинной жидкости под собственным весом, а всасывающая полость цилиндра размещена выше плунжера, клапан которого выполнен всасывающим, при этом упор толкателя выполнен с возможностью взаимодействия с втулкой при спуске плунжера в скважину и при извлечении его из цилиндра.The task and technical result is achieved in a borehole sucker rod pump containing a cylinder with a valve and a seat, lowered on the lift pipes, a hollow plunger with its valve placed in the cylinder and forming a suction cavity in it, while the rods with the plunger are connected using a pusher with a stop above on the outer surface, the valve seat is located on top of the cylinder and is made with an outer diameter less than or equal to the inner diameter of the elevator pipes, and with an inner diameter greater than or equal to the inner the diameter of the cylinder, while the cylinder valve, which plays the role of the discharge, is made in the form of a hollow sleeve worn above the stop on the rods above the pusher with the possibility of tight longitudinal movement and tight interaction with the saddle from above, and the sleeve is made with sufficient weight for longitudinal movement along the rod down to downhole fluid under its own weight, and the suction cavity of the cylinder is placed above the plunger, the valve of which is made suction, while the emphasis of the pusher is made with the possibility of interaction I'm with the sleeve during the descent of the plunger into the well and when removed from the cylinder.
Кроме того, всасывающий клапан плунжера выполнен с возможностью принудительного закрытия при перемещении штанг вверх, с которыми жестко соединен через толкатель, вставленный в плунжер с возможностью ограниченного возвратно-поступательного перемещения, при этом между плунжером и упором на толкатель может быть надета дополнительная втулка с возможностью герметичного продольного перемещения и герметичного перекрытия полости плунжера при взаимодействии с ним сверху, причем дополнительная втулка изготовлена с достаточным весом для продольного перемещения по штанге вниз в скважинной жидкости под собственным весом.In addition, the suction valve of the plunger is made with the possibility of forced closure when moving the rods up, which are rigidly connected through a pusher inserted into the plunger with the possibility of limited reciprocating movement, while an additional sleeve can be fitted between the plunger and the focus on the pusher longitudinal movement and tight overlap of the plunger cavity when interacting with it from above, and the additional sleeve is made with sufficient weight for longitudinal movement down the bar in the borehole fluid under its own weight.
Кроме того, всасывающий клапан плунжера выполнен вставленным в плунжер с возможностью ограниченного перемещения и перекрытия по всему периметру полости плунжера при перемещении клапана вниз.In addition, the suction valve of the plunger is made inserted into the plunger with the possibility of limited movement and overlap around the entire perimeter of the cavity of the plunger when moving the valve down.
На фиг.1 изображен скважинный штанговый насос.Figure 1 shows a downhole sucker rod pump.
На фиг.2 изображен скважинный штанговый насос с всасывающим клапаном, закрывающимся принудительно.Figure 2 shows a borehole sucker rod pump with a suction valve, closing forcibly.
На фиг.3 изображен скважинный штанговый насос с всасывающим клапаном в виде шайбы.Figure 3 shows a downhole sucker rod pump with a suction valve in the form of a washer.
На фиг.4 изображен скважинный штанговый насос с всасывающим клапаном, закрывающимся принудительно, и дополнительной втулкой, перекрывающей полость плунжера сверху.Figure 4 shows a downhole sucker rod pump with a suction valve, closing forcefully, and an additional sleeve overlapping the cavity of the plunger on top.
Скважинный штанговый насос содержит цилиндр 1 (фиг.1, 2, 3 и 4) с клапаном 2 и седлом 3, спускаемый на лифтовых трубах 4, полый плунжер 5 со своим клапаном 6, спускаемый на штанге 7 и размещенный в цилиндре 1. Штанга 7 соединена с плунжером 5 при помощи толкателя 8 с упором 9 вверху на его наружной поверхности. Седло 3 клапана 2 расположено сверху цилиндра 1 и выполнено с наружным диаметром D1 (фиг.1), не превышающим внутренний диаметр D2 лифтовых труб 4, а внутренний диаметр D3 выполнен не меньшим внутреннего диаметра D4 цилиндра 1 (фиг.1, 2, 3 и 4), при этом клапан 2 цилиндра 1, играющий роль нагнетательного, выполнен в виде полой втулки, надетой выше упора 9 на штангу 7 выше толкателя 8 с возможностью герметичного продольного перемещения и герметичного взаимодействия с седлом 3 сверху. Втулка 2 изготовлена с достаточным весом для продольного перемещения по штанге 7 вниз в скважинной жидкости под собственным весом. Всасывающая полость 10 цилиндра 1 размещена выше плунжера 5, клапан 6 которого выполнен всасывающим. Упор 9 толкателя 8 выполнен с возможностью взаимодействия с втулкой 2 при спуске плунжера 4 в скважину и при извлечении его из цилиндра 1.The downhole sucker rod pump comprises a cylinder 1 (FIGS. 1, 2, 3 and 4) with a
Насос работает следующим образом.The pump operates as follows.
На лифтовых трубах 4 в скважину (на фиг.1, 2, 3 и 4 не показана) спускают цилиндр 1 с седлом 3 в необходимый интервал установки. После чего в лифтовые трубы 4 на штангах 7 спускают плунжер 5 с клапанами 2 (полой втулкой, опирающейся сверху на упор 9) и 6 и толкателем 8 до входа плунжера 5 в цилиндр 1 и взаимодействия полой втулки 2 с седлом 3. Для точной установки плунжера на штанге 7 выше полой втулки 2 может быть установлен ограничитель (на фиг.1, 2, 3 и 4 не показан), который упирается в полую втулку 2 при спуске плунжера 5 вниз цилиндра 1, что отмечается на индикаторе веса (на фиг.1, 2, 3 и 4 не показан) на устье скважины в виде снижения веса штанги 7. После чего на устье скважины штангу 7 присоединяют к приводу (например, станок-качалка или цепной привод - на фиг.1, 1, 3 и 4 не показан), который придает движению штанге 7 возвратно-поступательное движение, передающееся через толкатель 8 на плунжер 5.On the
При перемещении плунжера 5 вниз относительно цилиндра 1 полая втулка 2 герметично прижата к седлу 3, в результате во всасывающей полости 10 создается разрежение, и скважинная жидкость через всасывающий клапан 6 поступает в эту полость 10.When moving the
При перемещении плунжера 5 вверх относительно цилиндра 1 всасывающий клапан 6 перекрывает полость плунжера 5, в результате во всасывающей полости 10 создается избыточное давление, и полая втулка 2 под действием перепада давлений поднимается над седлом 3, а скважинная жидкость из всасывающей полости 10 поступает в лифтовые трубы 4, по которым поднимается на поверхность (на фиг.1, 2, 3 и 4 не показана) при постоянном возвратно-поступательном движении плунжера 5 относительно цилиндра 1.When the
Так как полая втулка 2 при отходе от седла 3 открывает цилиндр 1 по всему периметру (из-за конструктивных соотношений диаметров D1 и D2, D3 и D4), то газ, выделяющийся из скважинной жидкости при разряжении во всасывающей полости 10 цилиндра 1, не скапливается во всасывающей полости 10 и свободно поступает в лифтовые трубы при открытии нагнетательного клапана.Since the
При работе с нефтью всасывающий клапан 6 (фиг.1) плунжера 5 выполняется обычным - шаровым.When working with oil, the suction valve 6 (Fig. 1) of the
При работе с вязкими скважинными жидкостями и с жидкостями, содержащими парафины, асфальты и смолы (например, тяжелая и/или битуминозная нефть), всасывающий клапан 6 (фиг.2) плунжера 5 выполняют с возможностью принудительного закрытия при перемещении плунжера 5 со штангой 7 вверх, для чего толкатель 8 вставлен в плунжер 5 с возможностью возвратно-поступательного перемещения, ограниченного упором 9 сверху, выполненным с возможностью опоры на направляющую втулку 11, и клапаном 6 снизу, жестко соединенным со штангами 7 через толкатель 8.When working with viscous well fluids and with fluids containing paraffins, asphalts and resins (for example, heavy and / or bituminous oil), the suction valve 6 (Fig. 2) of the
При работе с сильно газированными скважинными жидкостями (например, летучая нефть или газоконденсат) всасывающий клапан 6 (фиг.3) плунжера 5 изготавливают вставленным в плунжер 5 (например, в виде втулки) с возможностью ограниченного перемещения и перекрытия по всему периметру полости плунжера 5 при перемещении клапана 6 вниз под действием избыточного давления во всасывающей полости 10 цилиндра 1, что не позволяет скапливаться газу и в подплунжерной полости 12 цилиндра 1.When working with highly carbonated wellbore fluids (for example, volatile oil or gas condensate), the suction valve 6 (Fig. 3) of the
При работе со скважинными жидкостями, при добыче которых насосом чередуется поступление в скважину вязких жидкостей и невязких (текучих) жидкостей (например, при добыче битуминозной нефти паротепловыми методами вытеснения чередуется поступление битуминозной нефти и скважинной воды), всасывающий клапан 6 (фиг.4) плунжера 5 выполняют сборным, состоящим из нижнего клапана 13, изготовленного с возможностью принудительного закрытия при перемещении плунжера 5 со штангой 7 вверх, и верхнего клапана 14 - дополнительной втулки, надетой на толкатель 8 между плунжером 5 и упором 9 с возможностью герметичного продольного перемещения и герметичного перекрытия полости плунжера 5 при взаимодействии с ним сверху. При этом толкатель 8 вставлен в плунжер 5 с возможностью возвратно-поступательного перемещения, ограниченного плунжером 5 сверху и ограничителем 15 снизу, а дополнительная втулка 14 изготовлена с достаточным весом для продольного перемещения по толкателю 8 вниз в скважинной жидкости под собственным весом.When working with well fluids, during the production of which the pump alternates the flow of viscous fluids and non-viscous (flowing) fluids into the well (for example, when producing bituminous oil by steam thermal displacement methods, the flow of bituminous oil and well water alternates), the suction valve 6 (Fig. 4) of the
Благодаря такой конструкции всасывающего клапана 6 при ходе вниз штанги 7 относительно цилиндра 1 толкатель 8 перемещается с нижним клапаном 13 вниз до ограничителя 15, после чего движется вместе с плунжером 5 вниз. В результате из-за того, что полая втулка 2 герметично прижата к седлу 3, во всасывающей полости 10 создается разрежение, создающее перепад давлений в районе дополнительной втулки 14. Перепад давлений приподнимает эту втулку 14 и открывает полость плунжера, через которую скважинная жидкость поступает во всасывающую полость 10.Due to this design of the
При ходе штанги 7 вверх относительно цилиндра 1 толкатель 8 перемещается с нижним клапаном 13 вверх до плунжера 5, вместе с которым движется дальше вверх, принудительно (что важно для вязких жидкостей) герметично перекрывая полость плунжера 5. Во всасывающей полости 10 создается избыточное давление, создающее перепад давлений в районе полой втулки 2 и дополнительной втулки 14, которое прижимает дополнительную втулку 14 к плунжеру 5, герметично и очень быстро перекрывая его полость (что важно для текучих жидкостей) и приподнимает полую втулку 2 от седла. В результате скважинная жидкость из всасывающей полости 10 поступает в лифтовые трубы 4 и далее на поверхность.When the
При необходимости проведения ремонтных работ (чаще всего из-за выхода из строя клапанов 2 и/или 6) или при плановом обслуживании насоса из скважины извлекают на штанге 7 плунжер 5 с клапаном 6, опирающимся на упор 9 толкателя 8, а извлечение при этом цилиндра 1 с лифтовыми трубами 4 не обязательно, что убыстряет, упрощает и удешевляет ремонтные работы или плановое обслуживание скважинного насоса.If it is necessary to carry out repair work (most often due to the failure of
Предлагаемый скважинный штанговый насос позволяет работать с повышенным КПД, с вязкими скважинными жидкостями и с жидкостями, содержащими парафины, асфальты и смолы, в том числе с сильно газированными жидкостями, прост и дешев в изготовлении, обслуживании и ремонте, так как не требует поднятия цилиндра с лифтовыми трубами при этом из скважины.The proposed well sucker-rod pump allows working with increased efficiency, with viscous well fluids and with liquids containing paraffins, asphalts and resins, including highly carbonated fluids, it is simple and cheap to manufacture, maintain and repair, since it does not require raising the cylinder with lift pipes in this case from the well.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010133453/06A RU2433304C1 (en) | 2010-08-09 | 2010-08-09 | Well sucker-rod pump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010133453/06A RU2433304C1 (en) | 2010-08-09 | 2010-08-09 | Well sucker-rod pump |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2433304C1 true RU2433304C1 (en) | 2011-11-10 |
Family
ID=44997281
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010133453/06A RU2433304C1 (en) | 2010-08-09 | 2010-08-09 | Well sucker-rod pump |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2433304C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109812407A (en) * | 2017-11-21 | 2019-05-28 | 中国石油化工股份有限公司 | A kind of automatic change discharge capacity lifting device |
-
2010
- 2010-08-09 RU RU2010133453/06A patent/RU2433304C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109812407A (en) * | 2017-11-21 | 2019-05-28 | 中国石油化工股份有限公司 | A kind of automatic change discharge capacity lifting device |
CN109812407B (en) * | 2017-11-21 | 2020-03-24 | 中国石油化工股份有限公司 | Automatic variable-displacement lifting device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3488074B1 (en) | Downhole pump with controlled traveling valve | |
RU2436996C1 (en) | Bottom-hole oil pump of double action | |
US20020031438A1 (en) | Downstroke sucker rod well pump | |
US9856864B2 (en) | Reciprocating subsurface pump | |
RU85547U1 (en) | INSTALLATION FOR SIMULTANEOUS-SEPARATE OPERATION OF TWO LAYERS | |
RU2433304C1 (en) | Well sucker-rod pump | |
RU92916U1 (en) | HOSE PUMP FOR HIGH VISCOUS OIL PRODUCTION | |
RU2347064C2 (en) | Hydraulic sucker-rod submersible pump drive | |
RU2674843C1 (en) | Pump | |
RU144119U1 (en) | INSTALLATION FOR SIMULTANEOUSLY SEPARATE OPERATION OF TWO LAYERS (OPTIONS) | |
RU2451211C1 (en) | Downhole rod pump for extraction of high-viscosity oil | |
RU110430U1 (en) | WELL BODY PUMP FOR VISCOUS OIL PRODUCTION | |
RU63864U1 (en) | INSTALLING A Borehole PUMPBAR PUMP WITH A DOUBLE ACTION PUMP | |
RU109235U1 (en) | Borehole PUMP FOR HIGH VISCOUS OIL PRODUCTION | |
RU108506U1 (en) | BILATERAL WELL PUMP PUMP | |
RU109234U1 (en) | Borehole PUMP FOR HIGH VISCOUS OIL PRODUCTION | |
RU95368U1 (en) | DIFFERENTIAL BAR PUMP | |
RU2462616C1 (en) | Bottom-hole pump | |
RU110429U1 (en) | WELL BODY PUMP FOR VISCOUS OIL PRODUCTION | |
RU2451212C1 (en) | Downhole rod pump for extraction of high-viscosity oil | |
RU165961U1 (en) | INSTALLATION FOR SEPARATE OIL AND WATER PRODUCTION FROM A HIGHLY WATERED OIL WELL | |
RU84057U1 (en) | DIFFERENTIATED Borehole PUMP PUMP WITH MOBILE CYLINDER FOR PRODUCTION OF HIGH VISCOUS OIL | |
RU2258837C2 (en) | Method of and device to provide operation of suction valve of deep-well sucker-rod pump | |
RU2096660C1 (en) | Sucker-rod well pump | |
RU2389905C2 (en) | Uplifting method of formation fluid, and pump unit for method's implementation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130810 |