RU2736101C1 - Well rod pumping assembly (embodiments) - Google Patents
Well rod pumping assembly (embodiments) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2736101C1 RU2736101C1 RU2019139519A RU2019139519A RU2736101C1 RU 2736101 C1 RU2736101 C1 RU 2736101C1 RU 2019139519 A RU2019139519 A RU 2019139519A RU 2019139519 A RU2019139519 A RU 2019139519A RU 2736101 C1 RU2736101 C1 RU 2736101C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shut
- rod
- check valve
- support part
- cover
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B47/00—Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps
- F04B47/02—Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps the driving mechanisms being situated at ground level
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, к скважинным штанговым насосам, и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности.The invention relates to the field of mechanical engineering, to downhole sucker rod pumps, and can be used in the oil industry.
Известна штанговая скважинная насосная установка (Каталог "Скважинные штанговые насосы для добычи нефти" ЦИНТИХимнефтемаш, М. 1988, с. 22), содержащая соединенный с колонной подъемных труб 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.Known sucker rod pumping unit (Catalog "Borehole sucker rod pumps for oil production" TsINTIKHimneftemash, M. 1988, p. 22), containing a working cylinder connected to the string of lifting pipes, inside of which a hollow plunger with a pressure valve, connected to the string, moves with a minimum clearance sucker rods, a suction valve is installed at the bottom of the cylinder.
Недостатком известного штангового скважинного насоса является снижение уровня жидкости в колонне подъемных труб, например, насосно-компрессорных труб (НКТ), при остановке насоса при неполной герметичности всасывающего клапана. Утечки жидкости из подъемных труб приводят к увеличению энергопотребления, снижению объема добываемой жидкости.The disadvantage of the known sucker rod pump is a decrease in the liquid level in the lifting pipe string, for example, tubing (tubing), when the pump is stopped when the suction valve is not completely tight. Fluid leaks from riser pipes lead to increased energy consumption and a decrease in the volume of produced fluid.
Остановка работы насоса может быть вызвана неполадками привода, а также при периодической эксплуатации скважин. В зависимости от расхода утечек, глубины подвески и продолжительности остановки насоса уровень жидкости в подъемной трубе может опускаться до статического уровня.Pump shutdown can be caused by drive faults, as well as by periodic well operation. Depending on leakage rate, suspension depth and pump shutdown time, the liquid level in the riser pipe may drop to a static level.
Известна штанговая скважинная насосная установка, содержащая соединенный с колонной подъемных труб рабочий цилиндр, внутри которого с минимальным зазором перемещается полый плунжер с двумя нагнетательными клапанами в нижней и верхней части плунжера, связанный с колонной насосных штанг, в нижней части цилиндра установлен всасывающий клапан (см. Кн.: Молчанов Г.В., Молчанов А.Г. Машины и оборудование для добычи нефти и газа. Учебник для вузов. - М., Недра, 1984, с. 114, рис. V. 5, б).Known sucker rod pumping unit containing a working cylinder connected to the lifting pipe string, inside which a hollow plunger with two discharge valves moves with a minimum clearance in the lower and upper parts of the plunger, connected to the sucker rod string, a suction valve is installed in the lower part of the cylinder (see Book: Molchanov G.V., Molchanov A.G. Machines and equipment for oil and gas production. Textbook for universities. - M., Nedra, 1984, p. 114, Fig. V. 5, b).
Оснащение плунжера двумя обратными клапанами позволяет снизить объемные потери вследствие снижения вредного объема цилиндра, а также утечек через нагнетательные клапаны.Equipping the plunger with two check valves reduces volumetric losses due to a decrease in the harmful cylinder volume, as well as leaks through the discharge valves.
Недостатком известного штангового скважинного насоса является снижение уровня жидкости в колонне подъемных труб при остановке насоса при неполной герметичности всасывающего клапана. Утечки жидкости из подъемных труб приводят к увеличению энергопотребления, снижению объема добываемой жидкости.The disadvantage of the known sucker rod pump is a decrease in the liquid level in the lifting pipe string when the pump is stopped with incomplete tightness of the suction valve. Fluid leaks from riser pipes lead to increased energy consumption and a decrease in the volume of produced fluid.
Нарушение герметичности всасывающего клапана может происходить при попадании механических включений между запорным органом и седлом, износе клапана.Violation of the tightness of the suction valve can occur when mechanical inclusions enter between the shut-off element and the seat, valve wear.
Известна штанговая насосная установка, содержащая цилиндр и полый плунжер, включающие соединенные между собой ступени цилиндра и плунжера большого и малого диаметра с образованием камеры переменного объема между ступенями плунжера, всасывающий клапан, размещенный в нижней части плунжера и нагнетательный клапан, установленный с возможностью разъединения полостей ступеней плунжера (см. патент РФ №2620183, F04B 47|02, опубл. 23.05.2017, бюл. №15).Known sucker rod pumping unit containing a cylinder and a hollow plunger, including interconnected stages of the cylinder and plunger of large and small diameter to form a chamber of variable volume between the stages of the plunger, a suction valve located in the lower part of the plunger and a discharge valve installed with the possibility of separating the cavities of the stages plunger (see RF patent No. 2620183, F04B 47 | 02, publ. 05/23/2017, bul. No. 15).
Недостатком известного насоса является опорожнение жидкости из насосно-компрессорных труб через зазоры между ступенями цилиндра и плунжера при остановке насоса.The disadvantage of the known pump is the emptying of liquid from the tubing through the gaps between the stages of the cylinder and the plunger when the pump is stopped.
Известна скважинная штанговая насосная установка, включающая винтовой насос, содержащий неподвижный статор, соединенный с подъемной трубой, и подвижный ротор, соединенный с вращающейся колонной штанг (см. кн.: Балденко Ф.Д., Кривенков С.В., Протасов В.Н. Монтаж и эксплуатация скважинных штанговых насосных установок. Учебное пособие. - М., РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2017, с. 6, рис. 1), который принят за прототип.Known downhole sucker rod pumping unit, including a screw pump containing a stationary stator connected to a lifting pipe, and a movable rotor connected to a rotating rod string (see book: Baldenko F.D., Krivenkov S.V., Protasov V.N. . Installation and operation of downhole sucker-rod pumping units. Textbook. - M., Gubkin Russian State University of Oil and Gas, 2017, p. 6, Fig. 1), which is taken as a prototype.
Недостатками насосной установки являются опорожнение находящейся жидкости внутри подъемной трубы до статического уровня при остановке насоса вследствие наличия зазора между неподвижной частью (статором) и подвижной частью (ротором). Величина зазора увеличивается в процессе эксплуатации насоса в связи с износом рабочих поверхностей статора и ротора.The disadvantages of the pumping unit are the emptying of the liquid inside the riser pipe to a static level when the pump stops due to the presence of a gap between the stationary part (stator) and the moving part (rotor). The clearance increases during pump operation due to wear of the stator and rotor working surfaces.
Известен насос, содержащий цилиндр, соединенный с подъемной трубой, в котором размещен плунжер, жестко соединенный с колонной штанг, обратный клапан, размещенный в нижней части подъемной трубы, запорный орган которого насажен на нижнюю штангу с возможностью ограниченного осевого перемещения и взаимодействия его опорно-уплотнительной поверхности с седлом, установленным на подъемную трубу, включает корпус, в котором выполнено глухое цилиндрическое углубление с размещенным в нем уплотнительным узлом и крышкой, взаимодействующей с упором (см. патент РФ №2674843, F04B 47/00, F04B 15/00. Насос. Опубл. 13.12.2018, бюл. №35), который принят за прототип.Known pump containing a cylinder connected to the lifting pipe, which houses a plunger rigidly connected to the string of rods, a check valve located in the lower part of the lifting pipe, the shut-off element of which is mounted on the lower rod with the possibility of limited axial movement and interaction of its support-sealing a surface with a saddle mounted on a riser pipe includes a body in which a blind cylindrical recess is made with a sealing unit placed in it and a cover interacting with the stop (see RF patent No. 2674843, F04B 47/00, F04B 15/00. Pump. Publ. 13.12.2018, bul. No. 35), which was taken as a prototype.
В известном устройстве запорный орган на верхнюю штангу насажен герметично, и взаимодействует с седлом при ходе колонны штанг вниз, а также при остановке насоса. При этом уплотнительный узел запорного органа постоянно испытывает трение, а нижняя опорно-уплотнительная поверхность и седло постоянно испытывают циклическое нагружение.In the known device, the shut-off element is sealed on the upper rod and interacts with the seat during the downward movement of the rod string, as well as when the pump is stopped. In this case, the sealing unit of the shut-off body constantly experiences friction, and the lower support-sealing surface and the seat constantly experience cyclic loading.
Постоянный износ опорно-уплотнительной поверхности корпуса, седла, а также уплотнительного узла штанги не исключают утечки жидкости через обратный клапан при остановке насоса.Constant wear of the seating surface of the body, seat, and the rod seal assembly does not exclude fluid leakage through the check valve when the pump stops.
Недостатками насосной установки являются утечки жидкости из подъемной трубы через обратный клапан при остановке насоса, что приводит к дополнительным энергетическим затратам на заполнение канала подъемной трубы жидкостью и увеличению простоя скважины.The disadvantages of the pumping unit are liquid leaks from the riser through the check valve when the pump is stopped, which leads to additional energy costs for filling the riser channel with liquid and an increase in the downtime of the well.
Технической задачей предлагаемого технического решения являются снижение энергетических потерь и простоя скважины.The technical task of the proposed technical solution is to reduce energy losses and downtime.
Решение технической задачи достигается тем, что в скважинной штанговой насосной установке, содержащей соединенные соответственно с подъемной трубой цилиндр и колонной штанг плунжер насоса, привод для передачи возвратно-поступательного колонне штанг, цилиндр, снабженный сверху соосно установленным патрубком, обратный клапан, установленный выше цилиндра, седло обратного клапана, размещенное в патрубке, а запорный орган установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения и взаимодействия седлом, и содержит нижнюю опорную часть и. крышку, при этом в одной из них выполнено глухое цилиндрическое углубление с размещенным в нем уплотнительным узлом, опорная часть снабжена упором, взаимодействующим с крышкой, согласно техническому решению, запорный орган обратного клапана установлен с гарантированным радиальным зазором, крышка установлена с возможностью ограниченного дополнительным упором осевого перемещения относительно нижней опорной части, выполненным в виде бурта или опорной поверхности, образованной расточкой в верхней части цилиндрического углубления нижней опорной части.The solution to the technical problem is achieved by the fact that in a downhole sucker rod pumping unit containing a pump plunger connected respectively to the riser pipe and a rod string, a drive for transferring a reciprocating rod string, a cylinder equipped with a coaxially installed branch pipe on top, a check valve installed above the cylinder, the check valve seat, located in the branch pipe, and the shut-off element is installed with the possibility of limited axial movement and interaction with the saddle, and contains a lower support part and. cover, while in one of them there is a blind cylindrical recess with a sealing unit placed in it, the support part is equipped with a stop interacting with the cover, according to the technical solution, the check valve locking element is installed with a guaranteed radial clearance, the cover is installed with the possibility of an axial displacement relative to the lower support part made in the form of a shoulder or support surface formed by a bore in the upper part of the cylindrical recess of the lower support part.
Запорный орган установлен на штанге.The shut-off element is installed on the rod.
В случае выполнения насосной установки с дифференциальным штанговым насосом, запорный орган установлен на плунжере.In the case of a pumping unit with a differential sucker rod pump, the shut-off element is installed on the plunger.
Решение технической задачи достигается тем, что в скважинной штанговой насосной установке, содержащей соединенные соответственно с подъемной трубой статор и вращающуюся колонну штанг, соединенную с ротором насоса, привод для передачи вращательного движения колонне штанг, статор, сверху снабженный соосно установленным патрубком, обратный клапан, установленный выше статора, седло обратного клапана размещено в патрубке, а запорный орган установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения и взаимодействия седлом, и содержит нижнюю опорную часть и крышку, при этом в одной из них выполнено глухое цилиндрическое углубление с размещенным в нем уплотнительным узлом, опорная часть снабжена упором, взаимодействующим с крышкой, согласно техническому решению, запорный орган обратного клапана установлен с гарантированным радиальным зазором, крышка установлена с возможностью ограниченного дополнительным упором осевого перемещения относительно нижней опорной части, выполненным в виде бурта или опорной поверхности, образованной расточкой в верхней части цилиндрического углубления нижней опорной части.The solution to the technical problem is achieved by the fact that in a borehole sucker rod pumping unit containing a stator and a rotating rod string connected to the riser pipe, respectively, connected to the pump rotor, a drive for transmitting rotational motion to the rod string, a stator provided from above with a coaxially installed branch pipe, a check valve installed above the stator, the check valve seat is located in the branch pipe, and the shut-off element is installed with the possibility of limited axial movement and interaction with the seat, and contains a lower support part and a cover, while one of them has a blind cylindrical recess with a sealing unit located in it, the support part equipped with a stop interacting with the cover, according to the technical solution, the check valve shut-off element is installed with a guaranteed radial clearance, the cover is installed with the possibility of axial movement limited by an additional stop relative to the lower support part, made in the form of a shoulder or a support surface formed by a bore in the upper part of the cylindrical recess of the lower support part.
Уплотнительный узел в цилиндрическом углублении установлен с гарантированным натягом относительно его боковой поверхности.The sealing unit in the cylindrical groove is installed with guaranteed interference with respect to its lateral surface.
Конструкция предлагаемого устройства поясняется чертежом.The design of the proposed device is illustrated by a drawing.
На фиг. 1 представлена схема скважинной штанговой насосной установки;FIG. 1 shows a diagram of a downhole sucker rod pumping unit;
На фиг. 2 - узел обратного клапана насосной установки;FIG. 2 - pump unit check valve assembly;
На фиг. 3 - вариант исполнения обратного клапана;FIG. 3 - version of the check valve;
На фиг. 4 - схема оснащения дифференциального штангового насоса предлагаемым обратным клапаном;FIG. 4 is a diagram of equipping a differential sucker rod pump with the proposed check valve;
На фиг. 5 - схема скважинной штанговой винтовой насосной установки.FIG. 5 is a diagram of a downhole sucker rod pumping unit.
Скважинная штанговая насосная установка содержит цилиндр 1 (см. фиг. 1), соединенный, например, посредством патрубка 2, с подъемной трубой 3. Внутри цилиндра 1, например, с небольшим зазором, установлен полый плунжер 4, в нижней части которого размещен нагнетательный клапан 5. В нижней части цилиндра 1 установлен всасывающий клапан 6 с образованием рабочей полости 7 насоса. Плунжер 4 соединен с колонной штанг 8.The downhole sucker rod pumping unit contains a cylinder 1 (see Fig. 1), connected, for example, by means of a
Патрубок 2 с цилиндром 1 и подъемной трубой 3 соединен, например, посредством муфт (на фиг. не указаны).The
Например, штанга 9 колонны штанг 8 снабжена насаженным на нее запорным органом 10 обратного клапана (фиг. 2) с центральным отверстием 11. Запорный орган 10 на штанге 9 установлен с гарантированным зазором (на фиг. не указан), и содержит нижнюю опорную часть 12 и крышку 13.For example, the
В нижней опорной части 12 и крышке 13 выполнены ответно друг другу глухое цилиндрическое углубление 14 или выступ 15 с образованием между торцовыми поверхностями углубления 14 и выступа 15, и боковыми поверхностями углубления 14 и штанги 9 полости 16 переменного объема. В полости 16 между торцовыми поверхностями углубления 14 и выступа 15 размещен уплотнительный узел, включающий, например, нижнее 17, верхнее 18 упорные кольца и среднее уплотнительное кольцо 19. Крышка 13 установлена с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно опорной части 12.In the
Уплотнительное кольцо 19 выполнено из эластичного материала, например, из резины, а нижнее 17 и верхнее 18 кольца - из более твердого материала с низким коэффициентом трения, например, из фторопласта.The O-
Осевое перемещение крышки 13 ограничено упорами 20 и 21, выполненными, например, соответственно в виде бурта ниже цилиндрического выступа 15 в опорной части 12, и штифтов. Штифты 21 установлены, например, в глухих радиальных отверстиях (на фиг. не указаны), выполненных, например, в опорной части 12 с одинаковым угловым расстоянием между собой. В крышке 13, напротив штифтов 21, выполнены сквозные продольные пазы 22, высота которых больше диаметра штифтов 21. Разность высоты пазов 22 и диаметра штифта 21 больше максимального расстояния между торцом крышки 13 и буртом 20.The axial movement of the
Часть внутренней боковой поверхности переходника 2, ниже запорного органа 10, выполнено, например, конической, на которую насажено выполненное ответно запорному органу 10 седло 23 обратного клапана с возможностью взаимодействия с опорно-уплотнительной поверхностью 24 опорной части 12, выполненной, например, сферической. Уплотнительная поверхность 25 седла 23 может быть выполнена конической. При этом угол между конической поверхностью и вертикалью принимается больше угла трения, составляющего 10-12°.A part of the inner side surface of the
В патрубке 2, выше конической поверхности, например, выполнена цилиндрическая расточка с образованием кольцевой опорной поверхности 26, а в седле 23, ответно ей, выполнен бурт 27 с возможностью его взаимодействия с опорной поверхностью 26.In the
Кольца 17, 18 и 19 относительно штанги 9 установлены с гарантированным зазором (на фиг. не указан), а в цилиндрическом углублении 14 могут быть установлены с небольшим натягом.The
Максимальное расстояние между торцами углубления 14 и выступа 15 меньше суммарной высоты колец 17, 18 и 19 для обеспечения небольшого предварительного их поджатия.The maximum distance between the ends of the
Зазор между сопрягаемыми боковыми поверхностями углубления 14 и выступа 15 может быть герметизирован уплотнительным кольцом 28, установленным, например, в кольцевой канавке (на фиг. не указана) крышки 13.The gap between the mating side surfaces of the
Штанга 9 может быть выполнена с высокой точностью и с полированной поверхностью.The
Глухое цилиндрическое углубление 14 (фиг. 3) может быть выполнено в нижней опорной части 12. Крышка 29 выполнена в виде кольцевой пластины, а упор 20 - в виде пружинного разрезного кольца. Упор 21 выполнен в виде горизонтальной кольцевой поверхности, образованной расточкой большего диаметра (на фиг. не указана) в верхней части углубления 15.A blind cylindrical recess 14 (Fig. 3) can be made in the
Насосная установка может оснащаться дифференциальным штанговым насосом, включающим цилиндры малого 30 (фиг. 4) и большого 31 диаметра, соединенные переводником 32. В цилиндры 30 и 31 с гарантированным зазором установлены соответственно плунжеры малого 33 и большого 34 диаметра, соединенные переводником 35, с образованием камеры 36 переменного объема между переводниками 32 и 35. Например, в нижней части плунжера 34 установлен всасывающий клапан 6, а в плунжере 33 - нагнетательный клапан 5 с образованием рабочей полости 7 и с возможностью разобщения внутренних полостей (на фиг. не указаны) плунжеров 33 и 34.The pumping unit can be equipped with a differential sucker rod pump, which includes cylinders of small 30 (Fig. 4) and large 31 diameters connected by a
В верней части цилиндр 30 снабжен соосно установленным патрубком 2, внутренний диаметр нижней части которого, например, равен диаметру цилиндра 30. На плунжер 33 с гарантированным зазором (на фиг. не указан) насажен запорный орган 10 обратного клапана, в котором упор 20 крышки 29 выполнен в виде гайки. В верхней части патрубка 2 выполнена цилиндрическая расточка (на фиг. не указана) большего диаметра. Например, в расточке патрубка 2, ответно опорной части 12 запорного органа 10, выполнено седло 37 с конической упорно-уплотнительной поверхностью (на фиг. не указана).In the upper part, the
В переводнике 35 выполнено, как минимум, одно сквозное радиальное отверстие 38, сообщающее рабочую полость 7 с камерой 36 переменного объема.The
Дифференциальный насос опущен, например, в насосно-компрессорные трубы 3.The differential pump is lowered, for example, in the
Скважинная штанговая винтовая насосная установка (фиг. 5) включает неподвижную часть статор 39, соединенную с подъемной трубой (НКТ) 3 посредством патрубка 2. Подвижная часть винтового насоса, ротор 40, например, посредством кулачковой муфты 41 соединен с штангой 9 вращающейся колонны штанг 8. Запорный орган 10 с центральным сквозным цилиндрическим отверстием насажен на штангу 9.The downhole sucker rod pumping unit (Fig. 5) includes a fixed part of the
Часть внутренней боковой поверхности патрубка 2, ниже запорного органа 10 (см. фиг. 3), выполнено, например, конической, на которую насажено ответно выполненное седло 23 обратного клапана с возможностью взаимодействия с опорно-уплотнительной поверхностью 24 опорной части 12.A part of the inner side surface of the
В патрубке 2, выше конической поверхности, например, выполнена цилиндрическая расточка с образованием кольцевой опорной поверхности 26, а в седле 23, ответно ей, выполнен бурт 27 с возможностью его взаимодействия с опорной поверхностью 26.In the
На штангу 9 ниже седла 23 может быть насажен центратор 42.A
Опорная часть 12 запорного органа 10 может быть также снабжена центратором 43 для обеспечения соосности колонны штанг и подъемной трубы, а также точной посадки запорного органа 10 на седло 23.The supporting
Спуск и подъем насоса осуществляется следующим образом.The pump is lowered and lifted as follows.
Если насос трубный (фиг. 1), цилиндр 1 спускается с подъемной трубой 3. При спуске плунжера 4 над ним на штангу 9 насаживается седло 23, затем запорный орган 10. В конце спуска колонны штанг 8 с плунжером 4, седло 23 сажается на ответно выполненную коническую поверхность (на фиг. не указана) в патрубке 2.If the pump is tubular (Fig. 1), the cylinder 1 is lowered with the
При подъеме колонны штанг 8 отрыв седла 23 от переходника осуществляется под действием плунжера 4. При выполнении в патрубке 2 и седле 23 ответно друг другу опорной поверхности 26 и бурта 27, значительная осевая нагрузка, действующая на запорный орган 10, воспринимается ими. Это существенно снижает усилие на отрыв седла 23.When lifting the string of
Спуск вставного дифференциального наоса (фиг. 4) осуществляется колонной штанг (на фиг. не показана) в собранном виде.The lowering of the plug-in differential pump (Fig. 4) is carried out by a column of rods (not shown in the Fig.) In assembled form.
Спуск и подъем колонны штанг 8 с ротором 40 (фиг. 5) осуществляется аналогичным образом.The descent and ascent of the
Устройство работает следующим образом.The device works as follows.
Пусть плунжер 4 находится в нижнем положении (фиг. 1) и осуществляется цикл всасывания. Нагнетательный клапан 5 закрыт, а всасывающий клапан 6 открыт. При движении плунжера 4 вверх давление в рабочей полости 7 снижается. Жидкость, например, из пласта, (на фиг. не показан) через клапан 6 поступает в рабочую полость 7. При ходе плунжера 4 вверх, при цикле всасывания и нагнетания, жидкость поднимется по каналу подъемной трубы 3. Под действием перепада давления запорный орган 10 обратного клапана приподнят над седлом 23. Так как запорный орган 10, а также кольца 17-19 относительно штанги установлены с гарантированным зазором, между запорным органом 10 и штангой 9 имеет место только жидкостное трение.Let the
При ходе плунжера 4 вниз клапан 5 открывается, а всасывающий клапан 6 закрывается. Объем рабочей полости 7 уменьшается, и жидкость через клапан 5 перетекает в полость (на фиг. не указана) между клапанами 5 и 10. Часть жидкости из указанной полости, вытесняемой объемом опускаемой части штанги 9, через обратный клапан при приподнятом запорном органе 10 перетекает в канал подъемной трубы 3 (на фиг. не указан).When the
Таким образом, при движении колонны штанг 8 вверх и вниз запорный орган 10 обратного клапана всегда приподнят над седлом 23. При этом отсутствует контакт запорного органа 10 со штангой 9, чем исключается трение и износ штанги 9 и уплотнительного кольца 19 запорного органа 10.Thus, when the
При остановке насоса всасывающий 6 и нагнетательный 5 клапаны закрываются. Под действием веса запорный орган 10 также опускается на седло 23. При наличии утечек жидкости через всасывающий клапан 6 жидкость из рабочей полости 7 начинает перетекать обратно в скважину. Со снижением давления в полости 7 плунжер 4 опускается вниз, снижая давление под запорным органом 10 через гарантированный зазор (на фиг. не указан) между кольцами 17-19 и штангой 9. Крышка 13 под действием перепада давления опускается вниз, сжимая уплотнительное кольцо 19. При осевом сжатии кольца 19 его внутренний диаметр уменьшается, и обжимает штангу 9. При значительной глубине подвески насоса, когда давление столба жидкости на запорным органом высокое, нижний торец (на фиг. не указан) крышки 13 может взаимодействовать с упором 20, предотвращая чрезмерное нагружение уплотнительного кольца 19. При смещении крышки 13 вниз нижние стенки (на фиг. не указаны) пазов 22 отходят от штифтов 21.When the pump stops, the
В дальнейшем давление жидкости под запорным органом 10 обратного клапана выравнивается со скважинным давлением. А внутренний канал подъемной трубы 3 остается заполненной полностью.Subsequently, the fluid pressure under the shut-off
При обратном включении насоса в работу подача жидкости на поверхность возобновляется сразу.When the pump is turned back on, the fluid supply to the surface resumes immediately.
Ход крышки 13 выбирается из условия полного заполнения расширяющимся в радиальном направлении уплотнительным кольцом 19 зазора между ним и штангой 9.The stroke of the
Разность высоты радиальных сквозных пазов 22 и диаметра штифтов 21 выбирается больше хода крышки 13 с целью исключения восприятия осевой нагрузки штифтами 21 и исключения чрезмерной деформации уплотнительного кольца 19.The difference in the height of the radial through
Работа запорного органа 10 (фиг. 3), в котором глухое цилиндрическое углубление 15 выполнено в нижней опорной части 12, аналогична. При посадке запорного органа 10 на седло 23, с уменьшением давления под ним, крышка 29 смещается вниз, сжимая кольца 17-19.The operation of the shut-off element 10 (Fig. 3), in which the blind cylindrical recess 15 is made in the
Таким образом, оснащение скважинной штанговой насосной установки обратным клапаном, запорный орган которого насажен на нижнюю штангу, обеспечивает исключение утечек жидкости из подъемной трубы при остановках насоса при нарушении герметичности всасывающего клапана.Thus, equipping the downhole sucker rod pumping unit with a check valve, the shut-off element of which is mounted on the lower rod, ensures that liquid leaks from the riser pipe are excluded when the pump stops when the suction valve is tight.
При ходе плунжеров 33 и 34 вниз (фиг. 4), с увеличением объема камеры 36 давление в ней снижается. Всасывающий клапан 6 открыт, а нагнетательный 5 - закрыт. Опорная часть 12 запорного органа 10 под действием его веса взаимодействует с седлом 37. Часть жидкости из колонны НКТ 3 через зазоры (на фиг. не показан) между плунжером 33 и запорным органом 10, а также цилиндром 30 начинает перетекать в камеру 36. Далее, под действием перепада давления, верхнее кольцо 18 перемещается вниз, деформируя эластичное уплотнительное кольцо 19. С уменьшением высоты уменьшается внутренний диаметр кольца 19, герметизируя зазор между плунжером 33 и запорным органом 10.With the stroke of the
Величина зазора между запорным органом 10 и плунжером 33 сопоставима с зазором между плунжером 33 и цилиндром 30. Из-за небольшой высоты запорного органа по сравнению с длиной цилиндра 30 перепад давления в запорном органе 10 составляет незначительную долю суммарного перепада давления. Вследствие этого контактное давление в уплотнительном кольце 19 также незначительное. Поэтому малы сила трения и износ уплотнительного кольца 19 запорного органа 10. При движении плунжеров 33 и 34 вверх, всасывающий клапан 6 закрывается, а нагнетательный 5 - открывается.The size of the gap between the shut-off
Далее цикл повторяется.Then the cycle is repeated.
При остановке дифференциального насоса (фиг. 4) запорный орган 10 герметизирует зазор между плунжером 33 и цилиндром 30, предотвращая опорожнение жидкости из колонны НКТ.When the differential pump is stopped (Fig. 4), the shut-off
При работе винтового насоса (фиг. 5) запорный орган 10 находится в приподнятом над седлом 23 положении. При остановке насоса запорный орган 10 опускается на седло 23. Так как между статором 39 и ротором 40, как правило, имеется зазор, и жидкость из полости (на фиг. не указана) между насосом и обратным клапаном 10 обратно перетекает в скважину. Далее, под действием перепада давления уплотнительное кольцо 19 герметизирует зазор между ним и штангой 9, и предотвращается опорожнение жидкости из колонны НКТ 3 обратно в скважину.During operation of the screw pump (Fig. 5), the shut-off
Кулачковая муфта 41 и центратор 42 обеспечивают вращение штанги 9 и колонны штанг 8 без радиального биения. При оснащении запорного органа 10 дополнительным центратором 43 обеспечивается точность посадки запорного органа 10 на седло 23.The
Таким образом, оснащение скважинной штанговой насосной установки обратным клапаном, запорный орган которого насажен на штангу с гарантированным зазором, обеспечивает исключение утечек жидкости из подъемной трубы (НКТ) при остановках винтового насоса. Кроме того, возможен контроль герметичности колонны НКТ после спуска насоса.Thus, equipping the downhole sucker rod pumping unit with a check valve, the shut-off element of which is mounted on the rod with a guaranteed clearance, ensures that liquid leaks from the lifting pipe (tubing) are excluded when the screw pump stops. In addition, it is possible to control the tightness of the tubing string after running the pump.
При оснащении дифференциального насоса, в котором жидкость в колонне НКТ постоянно сообщается с входом насоса через зазоры между ступенями цилиндра и плунжера, возможно проведение опрессовки колонны НКТ, а также исключение утечек жидкости через зазоры между ступенями плунжера и цилиндра при остановке насоса. Кроме того, обратный клапан позволяет снизить утечки жидкости через зазоры между цилиндром и плунжером малого диаметра при ходе плунжеров вниз.When equipping a differential pump, in which the liquid in the tubing string is constantly communicating with the pump inlet through the gaps between the stages of the cylinder and the plunger, it is possible to pressurize the tubing string, as well as eliminate liquid leaks through the gaps between the stages of the plunger and cylinder when the pump is stopped. In addition, the check valve helps reduce fluid leakage through the gaps between the cylinder and the small bore plunger on the downstroke of the plungers.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019139519A RU2736101C1 (en) | 2019-12-03 | 2019-12-03 | Well rod pumping assembly (embodiments) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019139519A RU2736101C1 (en) | 2019-12-03 | 2019-12-03 | Well rod pumping assembly (embodiments) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2736101C1 true RU2736101C1 (en) | 2020-11-11 |
Family
ID=73460684
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019139519A RU2736101C1 (en) | 2019-12-03 | 2019-12-03 | Well rod pumping assembly (embodiments) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2736101C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU217861U1 (en) * | 2023-02-20 | 2023-04-21 | Общество с ограниченной ответственностью "ГИДРО-СТАР" | INTAKE VALVE |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1221874A (en) * | 1982-09-29 | 1987-05-19 | Amnon M. Vadasz Fekete | Piston with composite retention valve |
RU108506U1 (en) * | 2010-06-03 | 2011-09-20 | Владимир Васильевич Кунеевский | BILATERAL WELL PUMP PUMP |
RU2581289C1 (en) * | 2015-02-02 | 2016-04-20 | Акционерное общество "Татарский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения" (АО "ТатНИИнефтемаш") | Rodless borehole pump |
RU2620183C1 (en) * | 2016-04-26 | 2017-05-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Sucker rod pumping unit |
RU2674843C1 (en) * | 2018-03-02 | 2018-12-13 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" | Pump |
-
2019
- 2019-12-03 RU RU2019139519A patent/RU2736101C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1221874A (en) * | 1982-09-29 | 1987-05-19 | Amnon M. Vadasz Fekete | Piston with composite retention valve |
RU108506U1 (en) * | 2010-06-03 | 2011-09-20 | Владимир Васильевич Кунеевский | BILATERAL WELL PUMP PUMP |
RU2581289C1 (en) * | 2015-02-02 | 2016-04-20 | Акционерное общество "Татарский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения" (АО "ТатНИИнефтемаш") | Rodless borehole pump |
RU2620183C1 (en) * | 2016-04-26 | 2017-05-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Sucker rod pumping unit |
RU2674843C1 (en) * | 2018-03-02 | 2018-12-13 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" | Pump |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU217861U1 (en) * | 2023-02-20 | 2023-04-21 | Общество с ограниченной ответственностью "ГИДРО-СТАР" | INTAKE VALVE |
RU217861U9 (en) * | 2023-02-20 | 2023-05-22 | Общество с ограниченной ответственностью "ГИДРО-СТАР" | SUCTION VALVE, DISTRIBUTION UNIT |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3464900B1 (en) | Double acting positive displacement fluid pump | |
CA2898261C (en) | Anti-gas lock valve for a reciprocating downhole pump | |
US20200088009A1 (en) | Reversing valve for hydraulic piston pump | |
US9518457B2 (en) | Downhole tool for opening a travelling valve assembly of a reciprocating downhole pump | |
US20070110597A1 (en) | Mechanically actuated diaphragm pumping system | |
RU2669058C1 (en) | Oil well pump | |
US5314025A (en) | Fluid pumping apparatus and method of pumping fluid | |
US9784254B2 (en) | Tubing inserted balance pump with internal fluid passageway | |
RU2736101C1 (en) | Well rod pumping assembly (embodiments) | |
RU2674843C1 (en) | Pump | |
RU2730771C1 (en) | Double-acting sucker-rod pump | |
RU2644797C1 (en) | Oil well pump | |
RU2692588C1 (en) | Pump | |
RU2677772C1 (en) | Oil well pump | |
RU2576560C1 (en) | Well sucker-rod pump | |
RU2462616C1 (en) | Bottom-hole pump | |
RU2730774C1 (en) | Downhole sucker-rod pump | |
RU2779860C1 (en) | Downhole rod pump | |
US20140178225A1 (en) | Tubing inserted balance pump | |
RU170784U1 (en) | Double Acting Well Pump | |
RU2372472C2 (en) | Compensator dynamic loads of rods | |
RU2451211C1 (en) | Downhole rod pump for extraction of high-viscosity oil | |
RU65562U1 (en) | PACKING DEVICE FOR SELECTIVE TESTING OF LAYERS | |
RU110430U1 (en) | WELL BODY PUMP FOR VISCOUS OIL PRODUCTION | |
RU2293216C1 (en) | Sucker-rod pumping unit with two-cylinder pump |