Скважинный штанговый насос

союз соВетских СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 1774066 А 1 РЕСПУБЛИ(51)5 Р 04 В 47/02 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТЕЛЬСТВУ ОРСКОМ о повыше- итальному ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(71) Альметьевское управление пнию нефтеотдачи пластов и капремонту скважин(56) Авторское свидетельство СССРМ 1140509, кл. Р 04 В 47/02, 1983.(54) СКВАЖИННЪЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС(57) Использование: в нефтегазодобывающих отраслях промышленности при откачкеиз скважин высоковязких нефтей, э такженефтей с большим содержанием газа. Сущность изобретения; устройство содержитсвязанный с колонной насосных труб 1 корпус 2, установленный в корпусе ступенчатыйцилиндр 3 с расположенным в нем дифференциальным плунжером 4, связанным с кОлонной насосных штанг 5, образованную в корпусе 1 рабочую камеру 6 с всасывающим 7 и нагнетательным 8 клапанами, образованную меньаей ступенью 9 дифференциального плунжера 4 в ступенчатом цилиндре 3 камеру 10 сброса утечек, периодически сообщающуюся с затрубным пространством скважины череа обратный клапан 11 при коде диффереициального плунжера 4 вниз, и вакуумную кольцевую камеру 12, Последняя выполнена дифференциальной, а ступени 9 и 13 дифференциального плунжера 4 жестко связаны между собой штоком 14, который в своей нижней части снабжен Г-образным сквозным каналом 15, выполненным с возможностью сообщения вакуумной кольцевой камеры 12 с камерой 10 сброса утечек посредством выполненного со стороны нижнего торца 16 меньшей ступени 9 дифференциального плунжера 4 клапана 17. 1 ил.45 55 Изобретение относится к технике добычи нефти, в частности - к сквэжинным штанговым насосам, и может быть использовано в нефтегазодобывающих отраслях промышленности при откачке из скважин высоко- вязкой нефти, а также нефти с большим содержанием газа,Цель изобретения - увеличение производительности и повышение эксплуатационной надежности за счет создания тягового усилия на колонну насосных штанг, способствующего ее перемещению вниз в нижнем положении.Нэ чертеже представлена схема скважинного штангового насоса.Скважинный штанговый насос содержит связанный с колонной насосных труб 1 корпус 2, установленный в корпусе 2 ступенчатый цилиндр 3 с расположенным в нем дифференциальным плунжером 4, связанным с колонной насосных штанг 5, образованную в корпусе 2 рабочую камеру 6 с всасывающим 7 и нагнетательным 8 клапанами, образованную меньшей ступенью 9 дифференциального плунжера 4 в ступенчатом цилиндре 3 камеру 10 сброса утечек, периодически сообщающуюся с затрубным пространством скважины (не показаны) через обратный 11 клапан при ходе дифференциального плунжера 4 вниз и вакуумную 12 кольцевую камеру. Последняя выполнена дифференциальной, а ступени 9 и 13 дифференциального плунжера 4 жестко связаны между собой штоком 14, который в своей нижней части снабжен Г-образным сквозным каналом 15, выполненным с возможностью сообщения вакуумной 12 кольцевой камеры с камерой 10 сброса утечек посредством выполненного со стороны нижнего торца 16 меньшей ступени 9 дифференциального плунжера 4 клапана 17,Скважинный штанговый насос работаетследующим образом, При движении балансира станка - кэчалки (не показан) вверх, колонна насосных штанг 5 тянет дифференциальный плунжер 4 вверх, нефть, находящаяся в рабочей камере 6, проталкивается верхней ступенью 13 дифференциального плунжера 4 через нагнетательный 8 клапан в колонну насосных труб 1, при этом всасывающий 7 клапан закрыт, э в вакуумной 12 кольцевой камере и камере 10 сброса утечек образуется вакуум, поскольку обратный 11 клапан закрыт.При движении балансира станка - кэчалки вниз колонна насосных штанг 5 опускается вниз, В этот момент вакуум, образованный в вакуумной 12 кольцевой камере и камере 10 сброса утечек, способствует движению дифференциального 5 10 15 20 25 30 35 40 плунжера 4 вниз, а нагнетательный 8 клапан закрывается, Над большей 13 ступенью дифференциального плунжера создается разрежение, и всасывающий 7 клапан открывается, а под действием статического уровня столба жидкости в скважине на большую 13 ступень дифференциального плунжера 4 действует сила, равная,2 2 гЛО Н 1 ЛО Л4 10 4где О - диаметр большой ступени 13 дифференциального плунжера 4;Н - высота столба жидкости в скважине над большей ступенью 13 дифференциальнОго плунжера 4;у - удельный вес скважинной жидкости;Рвак - давление вакуума в полостях 10 и 12;б - диаметр меньшей ступени 9 дифференциального плунжера 4.Таким образом вакуум, создаваемый под ступенями 9 и 13 дифференциального плунжера 4 в полостях 10 и 12, совершает полезную работу в цикле движения рабочих органов вниз в виде дополнительной тяги, способствующей движению дифференциального плунжера 4 вниз и полному наполнению рабочей камеры 6 нефтью. Заполнению нефтью насоса происходит не только за счет статического уровня столба жидкости в скважине, а еще за счет поршневого эффекта большей ступени 13 дифференциального плунжера 4 при его движении вниз,По мере работы насоса через подвижное соединение дифференциальный плунжер 4 - ступенчатый цилиндр 3 нефть будет попадать в небольших количествах в полость 12, оттуда через клапан 17 в полость 10 и будет вытесняться в затрубное пространство скважины через обратный клапан 11 меньшей ступенью 9 дифференциального плунжера 4, т.к, давление в полости 10 будет выше, чем в затрубном пространстве скважины.Зависимость возрастания давления в полости 10 выражается формулой:,г гОб г О,РвРзат,бгде Рв - давление в полости 10;Раат давление в зэтрубном пространстве скважины,Поскольку в описанной конструкции скважинного штангового насоса нет погружения дифференцйального плунжера в1774066 Составитель С,ГинзбургТехред М.Моргентал Корректор А.Ворович Редактор С,Кулакова Заказ 3914 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 нефть, исключается возникновение гидравлических сопротивлений при движении рабочих органов вниз, Этому способствуеттакже и тот факт, что всасывающий клапан,расположен выше дифференциального 5плунжера,В этой связи насос будет работать и всреде с большим содержанием газа,Наличие вакуумных полостей 11 и 12создает дополнительную тягу, что повышает 10коэффициент заполнения цилиндра насосаи не нарушает цикличность синхронногодвижения рабочих органов с балансиромстанка-качалки.Формула изобретения 15Скважинный штанговый насос, содержащий связанный с колонной насосныхтруб корпус, установленный в корпусе ступенчатый цилиндр с расположенным в немдифференциальным плунжером, связанным 20с колонной насосных штанг, образованнуюв корпусе рабочую камеру с всасывающими нагнетательным клапанами, образованную меньшей ступенью дифференциально го плунжера в ступенчатом цилиндре каме. ру сброса утечек, периодически сообщающуюся с затрубным пространством скважины через обратный клапан при ходе дифференциального плунжера вниз, и вакуумную кольцевую камеру, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью увеличения производительности и повышения эксплуатационной,надежности за счет создания тягового усилия на колонну насосных штанг, способствующего ее перемещению вниз в нижнем положении, вакуумная кольцевая камера выполнена дифференциальной, а ступени дифференциального плунжера жестко связаны между собой штоком, который в своей нижней части снабжен Г-образным сквозным каналом, выполненным с возможностью сообщения вакуумной кольцевой камеры с камерой сброса утечек посредством выполненного со стороны нижнего торца меньшей ступени дифференциального плунжера клапана.