RU2709754C1 - Bottom-hole sucker-rod pump - Google Patents

Bottom-hole sucker-rod pump Download PDF

Info

Publication number
RU2709754C1
RU2709754C1 RU2019114561A RU2019114561A RU2709754C1 RU 2709754 C1 RU2709754 C1 RU 2709754C1 RU 2019114561 A RU2019114561 A RU 2019114561A RU 2019114561 A RU2019114561 A RU 2019114561A RU 2709754 C1 RU2709754 C1 RU 2709754C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plunger
possibility
sleeve
seat
cylinder
Prior art date
Application number
RU2019114561A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Мухтар Зуфарович Валитов
Роберт Загитович Нургалиев
Голия Ильдусовна Бикбулатова
Вячеслав Сергеевич Шулин
Original Assignee
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Альметьевский государственный нефтяной институт"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" filed Critical Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Альметьевский государственный нефтяной институт"
Priority to RU2019114561A priority Critical patent/RU2709754C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2709754C1 publication Critical patent/RU2709754C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B47/00Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Details Of Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to machine building, particularly, to vertical plunger pumps with self-acting valves, especially for pumping highly viscous liquids containing mechanical impurities and gas, and can be used in oil industry. Downhole sucker-rod pump comprises a cylinder with steps of larger and smaller diameter, a suction valve comprising upper and lower seats, a shut-off member made in the form of a bushing with an upper collar mating the upper seat, a plunger with steps of greater and smaller diameter mating with the cylinder with a pressure valve, as well as a pipe rigidly connected to the small diameter plunger and telescopically connected to the bushing. Lower seat is located in pump bottom with through axial hole. In bottom part of plunger above seat there are at least three through radial holes with equal angular pitch from each other with possibility of connection with axial bores of bottom. Bushing is installed with the possibility of limited axial movement along the plunger and the branch pipe to form an alternating-volume chamber between the plunger and the branch pipe. At least one through radial hole is made in the lower part of the branch pipe with possibility of its partial overlapping by the bushing.
EFFECT: proposed is vertical plunger pump with self-acting valves.
3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к вертикальным плунжерным насосам с самодействующими клапанами, особенно для перекачивания высоковязких жидкостей с содержанием механических примесей и газа, в частности к скважинным штанговым насосам, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности.The invention relates to mechanical engineering, in particular to vertical plunger pumps with self-acting valves, especially for pumping highly viscous liquids containing mechanical impurities and gas, in particular to sucker rod pumps, and can be used in the oil industry.

Известен штанговый скважинный насос (Каталог "Скважинные штанговые насосы для добычи нефти" ЦИНТИХимнефтемаш, М. 1988, с. 22), содержащий рабочий цилиндр, внутри которого с минимальным зазором перемещается полый плунжер с нагнетательным клапаном, связанный с колонной насосных штанг, в нижней части цилиндра установлен всасывающий клапан.A well-known sucker-rod pump (Catalog "Well sucker-rod pumps for oil production" ZINTIKhimneftemash, M. 1988, p. 22), comprising a working cylinder, inside which a hollow plunger with a discharge valve is connected with a minimum clearance, connected to the column of sucker rods, in the lower part cylinder installed suction valve.

Недостатками известного штангового скважинного насоса являются недопустимые объемные потери в связи с недостаточной пропускной способностью, запаздыванием открытия и закрытия всасывающего клапана, а также вероятностью потери устойчивости и провисания низа колонны штанг.The disadvantages of the known sucker rod pump are unacceptable volumetric losses due to insufficient throughput, the delay in opening and closing of the suction valve, as well as the likelihood of loss of stability and sagging bottom of the rod string.

Известен скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр, ступенчатый плунжер с нагнетательным клапаном, всасывающий клапан с запорным органом, выполненным в виде втулки, ответно нижней части плунжера с возможностью ограниченного осевого перемещения и образования камеры переменного объема (см. Патент РФ №2669058, МКП F04B 47/00, 2018 г.) который принят за прототип.A well-known sucker-rod pump containing a cylinder, a stepped plunger with a discharge valve, a suction valve with a shut-off element made in the form of a sleeve, the lower part of the plunger with the possibility of limited axial movement and the formation of a variable volume chamber (see RF Patent No. 2669058, MKP F04B 47 / 00, 2018) which is taken as a prototype.

Недостатками известного устройства являются запаздывание закрытия всасывающего клапана вследствие его закрытия только от его веса, а также возможность потери устойчивости и провисания низа колонны штанг.The disadvantages of the known device are the delay in closing the suction valve due to its closure only from its weight, as well as the possibility of loss of stability and sagging bottom of the rod string.

Технической задачей предлагаемого изобретения является снижение объемных потерь путем снижения запаздывания открытия и закрытия всасывающего клапана и вероятности провисания колонны штанг при движении плунжера вниз.The technical task of the invention is to reduce volumetric losses by reducing the delay in opening and closing the suction valve and the likelihood of sagging rod string when the plunger moves down.

Решение технической задачи достигается тем, что в скважинном штанговом насосе, содержащем цилиндр, всасывающий клапан, включающий верхнее и нижнее седла, запорный орган, выполненный в виде втулки с верхним буртом ответно верхнему седлу, нижнее седло, размещенное в днище насоса со сквозным осевым отверстием, плунжер со ступенями большого и меньшего диаметра с нагнетательным клапаном, втулка установлена с возможностью ограниченного упором осевого перемещения вдоль плунжера с образованием камеры переменного объема между цилиндром и ступенью плунжера большого диаметра, согласно техническому решению, цилиндр выполнен ступенями большего и меньшего диаметра ответно плунжеру, ступень плунжера большего диаметра снабжен патрубком, телескопически связанным с втулкой, нижнее седло соединено с плунжером, в нижней части которого выше седла выполнены, как минимум, три сквозные радиальные отверстия с равным угловым шагом друг от друга с возможностью сообщения с осевыми отверстиями днища.The solution to the technical problem is achieved by the fact that in the borehole sucker rod pump containing a cylinder, a suction valve including upper and lower seats, a shut-off element made in the form of a sleeve with an upper collar responds to the upper saddle, the lower saddle located in the pump bottom with a through axial hole, a plunger with steps of a larger and smaller diameter with a discharge valve, the sleeve is installed with the possibility of limited axial movement along the plunger with the formation of a chamber of variable volume between the cylinder and the stupas according to the technical solution, the cylinder is made of steps of larger and smaller diameters in response to the plunger, the step of the plunger of larger diameter is equipped with a nozzle telescopically connected to the sleeve, the lower seat is connected to the plunger, in the lower part of which above the saddle are made at least three through radial holes with equal angular steps from each other with the possibility of communication with the axial holes of the bottom.

Нагнетательный клапан размещен в нижней части патрубка выше радиальных отверстий.The discharge valve is located in the lower part of the pipe above the radial holes.

Патрубок в средней части выполнен большего диаметра, с образованием бурта в нижней части, с возможностью его взаимодействия с верхним торцом втулки.The pipe in the middle part is made of a larger diameter, with the formation of a shoulder in the lower part, with the possibility of its interaction with the upper end of the sleeve.

Конструкция предлагаемого устройства поясняется чертежом.The design of the proposed device is illustrated in the drawing.

На фиг. 1 представлена схема скважинного штангового насоса;In FIG. 1 is a diagram of a downhole sucker rod pump;

На фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1;In FIG. 2 is a section AA in FIG. 1;

На фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1;In FIG. 3 is a section BB in FIG. 1;

На фиг. 4 - узел всасывающего клапана в открытом положении;In FIG. 4 - node suction valve in the open position;

На фиг. 5 - вариант исполнения насоса с нижним расположением нагнетательного клапана;In FIG. 5 - embodiment of a pump with a lower discharge valve;

На фиг. 6 - вариант исполнения насоса с нижним расположением нагнетательного клапана и расширенным патрубком.In FIG. 6 is an embodiment of a pump with a lower discharge valve and an expanded nozzle.

Скважинный штанговый насос содержит составной цилиндр 1 (см. фиг. 1), включающий верхний цилиндр 2 малого и нижний цилиндр 3 большего диаметра, соединенные между собой, например, переходником 4, плунжер 5, состоящий из верхнего плунжера 6 малого диаметра и нижнего плунжера 7 большого диаметра, соединенные, например, переводником 8, ответно выполненные соответственно цилиндрам малого 2 и большого 3 диаметра.The downhole sucker rod pump comprises a composite cylinder 1 (see Fig. 1), including an upper cylinder 2 of a small and lower cylinder 3 of a larger diameter, interconnected, for example, by an adapter 4, a plunger 5, consisting of an upper plunger 6 of a small diameter and a lower plunger 7 large diameters, connected, for example, by a sub 8, reciprocally made respectively by cylinders of small 2 and large 3 diameters.

В нижней части плунжера 7 большого диаметра выполнено, как минимум, три сквозные радиальные отверстия 9 (фиг. 2), расположенные равным угловым расстоянием между ними. Отверстия 9 могут быть выполнены в форме прямоугольника в плане.In the lower part of the plunger 7 of large diameter, at least three through radial holes 9 are made (Fig. 2), located at equal angular distances between them. The holes 9 can be made in the form of a rectangle in plan.

Нижний плунжер 7 в нижней части, выше радиальных отверстий 9, снабжен верхним седлом 10, выполненным, например, в виде бурта. Плунжер 7 в нижней части снабжен днищем 11, включающим нижнее седло 12, выполненным, например, в виде диска со сквозными осевыми отверстиями 13 (фиг. 3), упор 14, выполненный, например, в виде диска с центральным резьбовым отверстием (на фиг. не указано) и соединенный с плунжером 7 посредством резьбового соединения (на фиг. не указано), установленный ниже седла 12 с гарантированным осевым зазором (на фиг. не указан). Снизу в седле 12 выполнено, например, центральное глухое резьбовое отверстие (на фиг. не указано). Упор 14 установлен с возможностью взаимодействия с седлом 12 посредством регулировочного болта 15 с контргайкой 16.The lower plunger 7 in the lower part, above the radial holes 9, is equipped with an upper seat 10, made, for example, in the form of a shoulder. The plunger 7 in the lower part is provided with a bottom 11, including a lower seat 12, made, for example, in the form of a disk with through axial holes 13 (Fig. 3), an emphasis 14, made, for example, in the form of a disk with a central threaded hole (in FIG. not indicated) and connected to the plunger 7 by means of a threaded connection (not shown in FIG.), mounted below the seat 12 with a guaranteed axial clearance (not shown in FIG.). Bottom in the seat 12 is made, for example, a central blind threaded hole (not shown in Fig.). The stop 14 is installed with the possibility of interaction with the seat 12 by means of an adjusting bolt 15 with a lock nut 16.

Сквозные отверстия 13 седла 12 выполнены с возможностью сообщения с радиальными отверстиями 9 плунжера 7. В упоре 14, ответно отверстиям 13 седла 12 и с возможностью сообщения с ними, выполнены сквозные осевые отверстия 17.Through holes 13 of the seat 12 are made with the possibility of communication with the radial holes 9 of the plunger 7. At the stop 14, in response to the holes 13 of the seat 12 and with the possibility of communication with them, through axial holes 17 are made.

В плунжере 7 выше седла 12 установлен запорный орган 18 всасывающего клапана, выполненный в виде втулки с буртом 19 в верхней части. При этом бурт 19 и боковая поверхность втулки 18 выполнены ответно внутренней поверхности (на фиг. не указана) плунжера 7 и бурта 10.In the plunger 7 above the seat 12 is installed a shut-off member 18 of the suction valve, made in the form of a sleeve with a shoulder 19 in the upper part. In this case, the collar 19 and the side surface of the sleeve 18 are made in response to the inner surface (not shown in Fig.) Of the plunger 7 and the collar 10.

В бурте 19 и в нижней части втулки 18 выполнены упорно-уплотнительные поверхности 20 и 21, ответно выполненные седлам 10 и 12 с возможностью одновременного взаимодействия с ними. Упорно-уплотнительные поверхности 20 и 21 могут быть выполнены сферическими (фиг. 4), а ответно выполненные поверхности седел 10 и 12 - коническими, с возможностью касания сопрягаемых пар по линии. При этом, с целью обеспечения достаточного усилия на контактные поверхности, касание поверхности 20 и седла 10 осуществляется по максимальному диаметру упорно-уплотнительной поверхности 20, а касание поверхности 21 с седлом 12 - по минимальному диаметру упорно-уплотнительной поверхности 21.In the shoulder 19 and in the lower part of the sleeve 18 there are made persistent sealing surfaces 20 and 21, reciprocally made by the saddles 10 and 12 with the possibility of simultaneous interaction with them. Thrust-sealing surfaces 20 and 21 can be made spherical (Fig. 4), and the response surfaces of the seats 10 and 12 are conical, with the possibility of touching the mating pairs along the line. Moreover, in order to ensure sufficient force on the contact surfaces, the surface 20 and the seat 10 are touched by the maximum diameter of the thrust-sealing surface 20, and the surface 21 and the seat 12 are touched by the minimum diameter of the thrust-sealing surface 21.

В регулировочном болте 15, например, выполнено центральное отверстие (на фиг. не указано), в которое установлен болт 22 (фиг. 4) с резьбовым концом. Снизу седла 12 выполнено центральное глухое резьбовое отверстие (на фиг. не указано), ответно резьбе болта 22. При этом регулировочный болт 15 установлен с возможностью взаимодействия с нижним торцом седла 12, и соединения упора 14 с седлом 12 посредством болта 22.In the adjusting bolt 15, for example, there is a central hole (not shown in FIG.) In which a bolt 22 (FIG. 4) with a threaded end is installed. At the bottom of the seat 12, a central blind threaded hole is made (not shown in FIG.), Corresponding to the thread of the bolt 22. At the same time, the adjusting bolt 15 is installed with the possibility of interaction with the lower end of the seat 12, and connecting the stop 14 with the seat 12 by means of a bolt 22.

Торец болта 15 и центральная часть нижней торцовой поверхности седла 12 выполнены, например, сферическими, ответно друг другу.The end face of the bolt 15 and the Central part of the lower end surface of the seat 12 are made, for example, spherical, in response to each other.

В нижней части плунжера 6 малого диаметра установлен нагнетательный клапан, включающий седло 23, запорный орган 24, выполненный, например, в виде шарика, и ограничитель хода 25 шарика 24.In the lower part of the plunger 6 of small diameter there is a discharge valve including a seat 23, a locking member 24, made, for example, in the form of a ball, and a travel stop 25 of the ball 24.

Нижнее седло 12 всасывающего клапана и седло 23 нагнетательного клапана установлены с образованием рабочей полости 26 между ними.The lower seat 12 of the suction valve and the seat 23 of the discharge valve are installed with the formation of the working cavity 26 between them.

Например, в бурте 10 плунжера 7 выполнена, как минимум, одна сквозная продольная канавка 27 с возможностью сообщения отверстий 9 с рабочей полостью 26.For example, in the shoulder 10 of the plunger 7, at least one through longitudinal groove 27 is made with the possibility of communicating the holes 9 with the working cavity 26.

Плунжер 5 установлен в цилиндре 1 с образованием верхней камеры 28 переменного объема, образованного между боковыми поверхностями цилиндра 3, плунжера 6, переходника 4 и переводника 8.The plunger 5 is installed in the cylinder 1 with the formation of the upper chamber 28 of variable volume formed between the side surfaces of the cylinder 3, the plunger 6, the adapter 4 and the sub 8.

Нижний плунжер 7 большего диаметра снабжен патрубком 29, жестко соединенным с переводником 8 и телескопически соединенным с втулкой 18 с образованием нижней кольцевой камеры 30 переменного объема. В нижней части патрубка 29 и в переводнике 8 выполнены, как минимум, по одному, сквозные радиальные отверстия 31 и 32 с возможностью сообщения рабочей полости 26 с верхней камерой 28 переменного объема посредством радиальных отверстий 31, 32 и нижней кольцевой камеры 30.The lower plunger 7 of larger diameter is equipped with a pipe 29, rigidly connected to the sub 8 and telescopically connected to the sleeve 18 with the formation of the lower annular chamber 30 of variable volume. In the lower part of the pipe 29 and in the adapter 8, at least one through radial holes 31 and 32 are made with the possibility of communication of the working cavity 26 with the upper chamber 28 of variable volume by means of radial holes 31, 32 and the lower annular chamber 30.

Радиальное отверстие 31 патрубка 29 выполнено с возможностью частичного его перекрытия боковой поверхностью втулки 18 в крайнем верхнем его положении.The radial hole 31 of the pipe 29 is made with the possibility of partial overlapping of the side surface of the sleeve 18 in its extreme upper position.

В верхней части патрубка 29 может быть выполнено, как минимум, одно дополнительное сквозное радиальное отверстие 33.In the upper part of the pipe 29, at least one additional through radial hole 33 can be made.

Запорный орган 18 может быть снабжен упором 34, выполненным, например, в виде разрезного кольца, имеющим возможность взаимодействовать с нижним торцом (на фиг. не указан) патрубка 29 с возможностью ограниченного осевого перемещения.The locking body 18 may be provided with a stop 34, made, for example, in the form of a split ring, having the ability to interact with the lower end (not shown in Fig.) Of the pipe 29 with the possibility of limited axial movement.

Верхний плунжер 6 соединен, например, с приводом, посредством колонны штанг (на фиг. не показаны).The upper plunger 6 is connected, for example, to the drive, by means of a column of rods (not shown in FIG.).

Нагнетательный клапан установлен с возможностью сообщения рабочей полости 26 с нагнетательной линией 35.The discharge valve is installed with the possibility of communication of the working cavity 26 with the discharge line 35.

Седло 23 (фиг. 5) нагнетательного клапана может быть установлено в нижней части патрубка 29 выше радиального отверстия 31, выполненного в нижней части патрубка с возможностью частичного его перекрытия втулкой 18 при верхнем ее положении.The saddle 23 (Fig. 5) of the discharge valve can be installed in the lower part of the pipe 29 above the radial hole 31 made in the lower part of the pipe with the possibility of its partial overlap by the sleeve 18 at its upper position.

Патрубок 29 (фиг. 6) в средней части может быть выполнен большего диаметра, т.е. наружный диаметр патрубка 29 в средней части больше внутреннего диаметра втулки 18. При этом в нижней части патрубка 29, на месте перехода, может быть выполнен бурт 36 с возможностью его взаимодействия с верхним торцом втулки 18. Расстоянием между торцом втулки 18 и нижним торцом бурта 36 определяется ход втулки 18.The pipe 29 (Fig. 6) in the middle part can be made of a larger diameter, i.e. the outer diameter of the pipe 29 in the middle part is larger than the internal diameter of the sleeve 18. At the same time, a collar 36 can be made in the lower part of the pipe 29 at the transition point with the possibility of its interaction with the upper end of the sleeve 18. The distance between the end of the sleeve 18 and the lower end of the collar 36 determined by the stroke of the sleeve 18.

Сборка насоса осуществляется следующим образом.Assembly of the pump is as follows.

В начале осуществляется сборка плунжера с клапанами. Одновременная посадка упорно-уплотнительных поверхностей 20 и 21 седел 10 и 12 обеспечивается регулированием положения седла 12 при помощи болта 15. Сначала бурт сажается на седло 10, а затем седло 12 приподнимается вверх до касания с упорно-уплотнительной поверхностью 21 при неподвижной втулки 18.At the beginning, the plunger with valves is assembled. Simultaneous landing of the thrust-sealing surfaces 20 and 21 of the seats 10 and 12 is provided by adjusting the position of the saddle 12 with the bolt 15. First, the shoulder is seated on the saddle 10, and then the saddle 12 is lifted up to touch with the thrust-sealing surface 21 with the stationary sleeve 18.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Пусть плунжер 1 находится в начальном положении подъема плунжера 5 (фиг. 1). При этом нагнетательный клапан открыт, запорный орган 24 приподнят над седлом 23, всасывающий клапан закрыт. Втулка 18 находится в крайнем нижнем положении с возможностью взаимодействия седел 10 и 12 с упорно-уплотнительными поверхностями бурта 19 и нижнего торца втулки 18. Давление в рабочей полости 26 равно давлению в нагнетательной линии 35. Давление в нижней кольцевой камере 30 переменного объема давление чуть больше давления в полости 26 из-за движения жидкости из верхней камеры 28 переменного объема в рабочую полость 26.Let the plunger 1 is in the initial lifting position of the plunger 5 (Fig. 1). When the discharge valve is open, the shut-off element 24 is raised above the seat 23, the suction valve is closed. The sleeve 18 is in its lowest position with the possibility of interaction of the seats 10 and 12 with the contact sealing surfaces of the shoulder 19 and the lower end of the sleeve 18. The pressure in the working cavity 26 is equal to the pressure in the discharge line 35. The pressure in the lower annular chamber 30 of variable volume pressure is slightly higher pressure in the cavity 26 due to the movement of fluid from the upper chamber 28 of variable volume into the working cavity 26.

При движении нижнего плунжера 7 большого диаметра вверх объем камеры 28 уменьшается. Вследствие этого объем жидкости, вытесняемой из камеры 28, через отверстия 32, 31, камеру 30, рабочую полость 26 и нагнетательный клапан перетекает в напорную линию. Кроме того, в напорную линию подается жидкость от перемещения плунжера 6 малого диаметра.When the lower plunger 7 of large diameter moves up, the volume of the chamber 28 decreases. As a result, the volume of fluid displaced from the chamber 28 through the openings 32, 31, the chamber 30, the working cavity 26 and the discharge valve flows into the pressure line. In addition, liquid is supplied to the pressure line from the movement of the plunger 6 of small diameter.

При приближении плунжера 5 в верхнее положение, его скорость снижается. Это приводит к опусканию шарика 24 на седло 23.When approaching the plunger 5 to the upper position, its speed decreases. This leads to the lowering of the ball 24 on the seat 23.

В крайнем верхнем положении плунжера 5 его скорость равна нулю, и запорный орган 24 опускается на седло 23.In the extreme upper position of the plunger 5, its speed is zero, and the locking member 24 is lowered to the seat 23.

При обратном ходе плунжера 5 вниз объем камеры 28 увеличивается, снижая в нем давление. Под действием создавшегося перепада давления жидкость из нижней кольцевой камеры 30 перетекает в камеру 28, снижая давление в нем. Когда давление в камере 30 становится меньше чем в приеме насоса, т.е., в отверстиях 13 и 17, втулка 18 начинает перемещаться вверх, отрываясь от седел 10 и 12. При движении вверх втулка 18 начинает перекрывать радиальные отверстия 31, увеличивая перепад давления между рабочей полостью 26 и камерой 30.With the reverse stroke of the plunger 5 down, the volume of the chamber 28 increases, reducing the pressure in it. Under the action of the created pressure drop, liquid from the lower annular chamber 30 flows into the chamber 28, reducing the pressure in it. When the pressure in the chamber 30 becomes less than in the pump intake, i.e., in the openings 13 and 17, the sleeve 18 begins to move upward, breaking away from the seats 10 and 12. When moving upward, the sleeve 18 begins to overlap the radial holes 31, increasing the pressure drop between the working cavity 26 and the camera 30.

В дальнейшем движении нижнего плунжера 7 вниз втулка 18 полностью поднимается вверх, до взаимодействия упора 34 с нижним торцом патрубка 29. При этом жидкость из пластовой среды (на фиг. не показано) через осевые отверстия 17 и 13 упора 14 и седла 12, радиальные отверстия 9 плунжера 7 поступает в рабочую полость 26.In the further movement of the lower plunger 7 downward, the sleeve 18 rises completely upward until the stop 34 interacts with the lower end of the pipe 29. In this case, fluid from the reservoir medium (not shown in Fig.) Through the axial holes 17 and 13 of the stop 14 and saddle 12, radial holes 9 of the plunger 7 enters the working cavity 26.

Усилие на подъем втулки 18 вверх определяется неуравновешенней площадью сечения втулки 18, которая пропорциональна разности квадратов максимального и минимального диаметров соответственно упорно-уплотнительных поверхностей 20 и 21, а также разностью давления жидкости перед насосом и в камере 30.The effort to lift the sleeve 18 up is determined by the unbalanced cross-sectional area of the sleeve 18, which is proportional to the difference between the squares of the maximum and minimum diameters of the contact surfaces 20 and 21, respectively, as well as the difference in the pressure of the liquid in front of the pump and in the chamber 30.

При опускании плунжера 5 вниз на него сверху действует усилие от перепада давления на плунжер 6 малого диаметра.When lowering the plunger 5 downward, a force from the differential pressure on the small diameter plunger 6 acts on top of it.

При приближении плунжера 5 в крайнее нижнее положение он останавливается. Прекращается движение жидкости через отверстия 17, 13, 9. Выравниваются давления в рабочей полости 26, камерах 30, 28 и в пластовой среде. Под действием веса втулка 18 опускается на седла 10 и 12.When approaching the plunger 5 to its lowest position, it stops. The movement of fluid through the openings 17, 13, 9 is stopped. The pressures in the working cavity 26, chambers 30, 28 and in the formation medium are equalized. Under the influence of weight, the sleeve 18 is lowered on the saddles 10 and 12.

В начале движения плунжера 5, значит и нижнего плунжера 7, вверх, давлением камерах 28 и 30 возрастает. Это приводит к увеличению контактного давления в сопрягаемых парах бурт 19 - седло 10 и втулка 18 - седло 12.At the beginning of the movement of the plunger 5, then the lower plunger 7, upward, the pressure of the chambers 28 and 30 increases. This leads to an increase in contact pressure in the mating pairs of shoulders 19 - saddle 10 and sleeve 18 - saddle 12.

Далее цикл повторяется.Next, the cycle repeats.

При установке нагнетательного клапана (фиг. 5) в нижней части патрубка 29 снижается вредный объем цилиндра. Это способствует снижению запаздывания открытия клапанов.When you install a discharge valve (Fig. 5) in the lower part of the pipe 29 reduces the harmful volume of the cylinder. This helps to reduce the delay in valve opening.

Регулирование усилия открытия всасывающего клапана достигается также изменением площади и величины перекрытия втулкой 18 радиальных отверстий 31.The regulation of the opening force of the suction valve is also achieved by changing the area and the amount of overlap by the sleeve 18 of the radial holes 31.

При выполнении патрубка 29 (фиг. 6) большего диаметра в средней его части, уменьшается величина вредного объема цилиндра. Это позволяет также повысить пропускную способность нагнетательного клапана за счет увеличения прохода седла 23. Кроме того, ступенчатое выполнение патрубка 29 позволяет осуществить функцию упора втулки 18 буртом 36 патрубка 18.When performing the pipe 29 (Fig. 6) of a larger diameter in its middle part, the harmful volume of the cylinder decreases. This also allows you to increase the capacity of the discharge valve by increasing the passage of the seat 23. In addition, the stepped execution of the pipe 29 allows you to perform the function of the stop sleeve 18 collar 36 of the pipe 18.

Таким образом, выполнение всасывающего клапана в виде втулки 18, имеющей возможность ограниченного упор перемещения вдоль плунжера 7 и перекрытия седла всасывающего клапана существенно увеличивает пропускную способность всасывающего клапана. Расположение втулки 18 в нижней части плунжера 7 между плунжером 7 и патрубком 29, с образованием в верхней ее части камеры 30 переменного объема, позволяет открыть всасывающий клапан в самом начале цикла всасывания и удержать втулку 18 в верхнем положении за весь цикл всасывания.Thus, the execution of the suction valve in the form of a sleeve 18 having the possibility of a limited emphasis of movement along the plunger 7 and overlapping the seat of the suction valve significantly increases the throughput of the suction valve. The location of the sleeve 18 in the lower part of the plunger 7 between the plunger 7 and the pipe 29, with the formation of a variable volume chamber 30 in its upper part, allows you to open the suction valve at the very beginning of the suction cycle and keep the sleeve 18 in the upper position for the entire suction cycle.

При выполнении радиальных отверстий 9 прямоугольного сечения пропускная способность всасывающего клапана достигает значительной величины даже при небольшом подъеме втулки 18.When making radial holes 9 of rectangular cross-section, the throughput of the suction valve reaches a significant value even with a slight rise in the sleeve 18.

Таким образом, выполнение всасывающего клапана в виде втулки с возможностью ограниченного осевого перемещения вдоль плунжера и охвата нижней части патрубка позволяет существенно увеличить пропускную способность всасывающего клапана при одновременном снижении запаздывания его открытия и закрытия. Кроме того, предлагаемая конструкция насоса позволяет расположить нагнетательный клапан в нижней части плунжера, вплотную к всасывающему клапану, что существенно снижает вредный объем цилиндра. Перемещение плунжера вниз под действием столба жидкости над малым плунжером исключает возможность провисания колонны штанг.Thus, the execution of the suction valve in the form of a sleeve with the possibility of limited axial movement along the plunger and cover the lower part of the nozzle can significantly increase the throughput of the suction valve while reducing the delay in opening and closing. In addition, the proposed design of the pump allows you to place the discharge valve in the lower part of the plunger, close to the suction valve, which significantly reduces the harmful volume of the cylinder. Moving the plunger down under the action of a liquid column above the small plunger eliminates the possibility of sagging rod string.

Claims (3)

1. Скважинный штанговый насос, содержащий цилиндр, всасывающий клапан, включающий верхнее и нижнее седла, запорный орган, выполненный в виде втулки с верхним буртом ответно верхнему седлу, нижнее седло размещено в днище насоса со сквозным осевым отверстием, плунжер со ступенями большого и меньшего диаметра с нагнетательным клапаном, втулка установлена с возможностью ограниченного упором осевого перемещения вдоль плунжера с образованием камеры переменного объема между цилиндром и ступенью плунжера большого диаметра, отличающийся тем, что цилиндр выполнен c ступенями большего и меньшего диаметра ответно плунжеру, ступень плунжера большего диаметра снабжена патрубком, телескопически связанным с втулкой, нижнее седло соединено с плунжером, в нижней части которого выше седла выполнены как минимум три сквозные радиальные отверстия с равным угловым шагом друг от друга с возможностью сообщения с осевыми отверстиями днища.1. A well pump with a cylinder, a suction valve, including upper and lower seats, a shut-off element made in the form of a sleeve with an upper shoulder responding to the upper seat, the lower seat is placed in the pump head with a through axial bore, a plunger with steps of large and smaller diameter with a discharge valve, the sleeve is installed with the possibility of limited axial movement along the plunger with the formation of a chamber of variable volume between the cylinder and the stage of the plunger of large diameter, characterized in o the cylinder is made with steps of larger and smaller diameter in response to the plunger, the step of the plunger of larger diameter is equipped with a nozzle telescopically connected to the sleeve, the lower seat is connected to the plunger, in the lower part of which above the saddle are made at least three through radial holes with equal angular spacing from each other with the possibility of communication with axial holes of the bottom. 2. Насос по п. 1, отличающийся тем, что нагнетательный клапан размещен в нижней части патрубка выше радиальных отверстий.2. The pump according to claim 1, characterized in that the discharge valve is located in the lower part of the pipe above the radial holes. 3. Насос по п. 2, отличающийся тем, что патрубок в средней части выполнен большего диаметра с образованием бурта в нижней части с возможностью его взаимодействия с верхним торцом втулки.3. The pump according to claim 2, characterized in that the pipe in the middle part is made of a larger diameter with the formation of a shoulder in the lower part with the possibility of its interaction with the upper end of the sleeve.
RU2019114561A 2019-05-13 2019-05-13 Bottom-hole sucker-rod pump RU2709754C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019114561A RU2709754C1 (en) 2019-05-13 2019-05-13 Bottom-hole sucker-rod pump

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019114561A RU2709754C1 (en) 2019-05-13 2019-05-13 Bottom-hole sucker-rod pump

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2709754C1 true RU2709754C1 (en) 2019-12-19

Family

ID=69007074

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019114561A RU2709754C1 (en) 2019-05-13 2019-05-13 Bottom-hole sucker-rod pump

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2709754C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2730774C1 (en) * 2020-02-12 2020-08-25 Мухтар Зуфарович Валитов Downhole sucker-rod pump
RU2731328C1 (en) * 2019-11-25 2020-09-01 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" Bottom-hole sucker-rod pump

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1687868A2 (en) * 1989-03-30 1991-10-30 Московский Институт Нефти И Газа Им.И.М.Губкина Deep-well bull pump
RU2125184C1 (en) * 1996-07-16 1999-01-20 Научно-производственное управление Акционерного общества открытого типа "Оренбургнефть" Oil-well sucker-rod pump unit
RU84057U1 (en) * 2008-11-28 2009-06-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина DIFFERENTIATED Borehole PUMP PUMP WITH MOBILE CYLINDER FOR PRODUCTION OF HIGH VISCOUS OIL
RU2669058C1 (en) * 2017-08-07 2018-10-08 Альметьевский государственный нефтяной институт (АГНИ) Oil well pump
CN208669563U (en) * 2018-08-21 2019-03-29 长江大学 Divide and adopts mixed oil well pump out

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1687868A2 (en) * 1989-03-30 1991-10-30 Московский Институт Нефти И Газа Им.И.М.Губкина Deep-well bull pump
RU2125184C1 (en) * 1996-07-16 1999-01-20 Научно-производственное управление Акционерного общества открытого типа "Оренбургнефть" Oil-well sucker-rod pump unit
RU84057U1 (en) * 2008-11-28 2009-06-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина DIFFERENTIATED Borehole PUMP PUMP WITH MOBILE CYLINDER FOR PRODUCTION OF HIGH VISCOUS OIL
RU2669058C1 (en) * 2017-08-07 2018-10-08 Альметьевский государственный нефтяной институт (АГНИ) Oil well pump
CN208669563U (en) * 2018-08-21 2019-03-29 长江大学 Divide and adopts mixed oil well pump out

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2731328C1 (en) * 2019-11-25 2020-09-01 Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" Bottom-hole sucker-rod pump
RU2730774C1 (en) * 2020-02-12 2020-08-25 Мухтар Зуфарович Валитов Downhole sucker-rod pump

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10995587B2 (en) Reversing valve for hydraulic piston pump
RU2436996C1 (en) Bottom-hole oil pump of double action
RU2709754C1 (en) Bottom-hole sucker-rod pump
US9856864B2 (en) Reciprocating subsurface pump
RU2669058C1 (en) Oil well pump
US4137017A (en) Submersible deep well pump
US9784254B2 (en) Tubing inserted balance pump with internal fluid passageway
RU122453U1 (en) INSTALLING A Borehole PUMP PUMP
RU2674843C1 (en) Pump
RU2730771C1 (en) Double-acting sucker-rod pump
US7610930B2 (en) Discharge valve for downhole pumps
RU2677772C1 (en) Oil well pump
RU2730774C1 (en) Downhole sucker-rod pump
RU2731328C1 (en) Bottom-hole sucker-rod pump
RU2692588C1 (en) Pump
US20090196779A1 (en) Bypass valve and downhole pump
RU2716998C1 (en) Downhole sucker-rod pump for production of high-viscosity oil
RU2351801C1 (en) Pump installation for simultaneous-separate operation of two reservoirs of one well
RU108506U1 (en) BILATERAL WELL PUMP PUMP
RU2779860C1 (en) Downhole rod pump
RU2698992C1 (en) Well pump suction valve
RU2696837C1 (en) Sucker-rod subsurface piston pump
RU2708764C1 (en) Bottom-hole sucker-rod pump
RU120727U1 (en) DIFFERENTIAL BAR PUMP FOR PRODUCING HIGH-VISCOUS OIL
RU2462616C1 (en) Bottom-hole pump

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20201001