Глубиннонасосная установка

С 0103 СОВЕТСНИХООВЮЛйщцестиРЕСПУБЛИН А 4 рц Е ОСУДАРСПО ДЕЛАЕМ О ЕН брос А.И Иутал мыгин Лио уч н ктныи ности ьство СС 1980,тво СССР 1968идет ель В 43/О ННЫЙ НОМИТЕТ СССР РЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗн сстссснсмМ свттствъс(71) Татарский государствено-исследовательский и проинститут неФтяной промышле(54)(57) ГЛУБИННОНАСОСНАЯ УСТАНОВКАМИвключающая штанговый насос; содержащий цилиндр с плунжером и всасывающий и нагнетательный клапаны, дозатор, включающий цилиндр с поршнем,всасывающий и нагнетательнйй клапаны,емкость для реагента; сообщающуюсяс полостью цилиндра дозатора, которая гидравлически связана с полостьюцилиндра насоса, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения надежности работы установки и точностидозирования малых. расходов реагента,поршень дозатора выполнен с каналом,сообщающим полость цилиндра насосас емкостью для реагента.Изобретение. относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к глубиннонасосным установкам, снабженным дозировочным устройством для подачи химических реагентов при ра боте.Известна скважинная насосная ,установка для добычи нефти, содержащая штанговый насос, включающий цилиндр с установленным в его полости 10 плунжером, всасывающий и нанетательный клапаны, емкость для реагента,густановленную под цилиндром насоса, снабженную гидролиниями с клапанами 11, 15Недостатком известной установки является то, что перепускной клапан 2 расположен внизу. В начальный период, т,е, в период заправки и спуска, этот клапан должен выдержи вать нагрузку от столба жидкости в контейнере и плюс усилие, возникающее от динамической нагрузки массы жидкости при спуске.Определим высоту столба жидкости 25 при использовании в качестве контейнера насосно-компрессорных труб диаметром Уб мм при тех же исходных данных. Площадь сечения трубы Г =45,34 см = 0,004534 м, Длина 30 контейнера 1, = 1,777:0,004534=392 м.Таким образом, пружина клапана2 должна выдерживать около 40-50 кг/см давления. После окончания спуска на клапан 2 сверху действует столб ре- З 5 агента, плюс дополнительное давление, передающееся из полости насоса 10, а снизу - столб жидкости н затрубном пространстве, которые в какой-то степени взаимно компенсируются. Л 40 усилие пружины приходится преодолеть за счет подкачинания жидкости в полость контейнера выше поршня 3. Как известно, с увеличением жесткости пружины еечувствительность снижается.45 При подкачке жидкости н 0,1 см цикл работы насоса клапан 2 несработает. Клапан сработает, когда давление будет 50 кгс/см, при этом давлении объем жидкости 1777 л уменьшается на 50 величину ЬЧ = 1777 х 45,3 ; 10 х 50 = = 4,024 л = 4024 см. Значит, что прежде чем сработает клапан необходимо дополнительно подкачивать 4 л жидкости, Для подкачинания .этого ко личества жидкости при расходе 0,1 см за цикл необходимо совершить 40240 циклон. При 10 качаний в минуту требуется 2,79 сут, После некоторогостравливания давления клапан вновьзакроется, Теоретически определитьдавление, при котором произойдет закрывание клапана, трудно, оно видимо1будет зависить от его конструкции,но предполагается, что он закроетсяпри снижении давления на 1% от максимального. Для снижения давления нконтейнере на 1% от максимального,при котором открывается клапан, необходимо выпустить жидкость в количествейЧ = 1777 х 45,3 х 10 х 0,5= 0,04024 л = 4024 см . Такое количество жидкости набирается за40 24= 402 4 цикла,0:1Данное устройство позволяет подавать реагенч за 402,4 цикла один разн объеме 40 см., хотя клапан 8 будетдозировать достаточно хорошо.Кроме того, в известной установкедля обеспечения достаточной герметичности контейнер 1, длиной 392 м,должен иметь соответственно полированную поверхность, иначе плунжер 3свои функции не будет выполнять.Изготовление кочтейнера 1 длиной 392 мпрактически становится невозможным.Если будет утечка в плунжерной паре,то реагент будет подниматься череззазор, а вода (скважинная жидкость) -опускаться н них. В результате утеч-.ки дозатор из полости насоса 10 будет качать скнажинную жидкость обратно на забой. В случае утечки н клапан 8 (в результате коррозии или засорения) н период нагнетания гидро,статическое давление столба жидкостин насоснокомпрессорной трубе передается на клапан 2, аэто давлениезначительно превышает усилие пружиныи реагент очень быстро может вытечь.Наиболее близкой к предлагаемойявляется глубиннонасосная установка,включающая штанговый насос, содержащий цилиндр с плунжером и всасывающий и нагнетательный клапаны, дозатор, включающий цилиндр с поршнем,всасывающий и нагнетательный клапаны,емкость для реагента, сообщающуюсяс полостью цилиндра дозатора, котораягидравлически связана с полостьюцилиндра насоса 21,Недостатками данного устройстваявляются сложность монтажа емкостив кольцевом пространстве над наса- р1153045 4х отстойной зоне, по каналу 12 .из полости цилиндра 1 поступает в полостьцилиндра дозатора 5, при этом поршень6 перемещается вверх, и при совмещении кольцевой проточки 7 поршня 6 свходным отверстием канала 15 происходит нагнетание воды из застойнойзоны цилиндра, насоса 1 в емкость 11.Уменьшение расхода.реагента проис О ходит за.счет краткости сообщенияотстойной зоны цилиндра .1 с емкостью11, благодаря чему в емкость 1.1 попадает необходимое количество вытесняющей воды, объем которой соответст вует объему впрыскиваемого в последующем цикле реагента. Дополнительноерегулирование расхода реагента осуществляют подбором диаметра отверстия8 и изменения скорости движения поршня 6 за счет изменения сечения об-,водной трубки 12 (например, за счетее смятия). При ходе плунжера 2. вверх давление в полости цилиндранасоса 1 попадает до давления, близо 5 кого давлению на приеме насоса, иреагент из емкости 11 через клапан10 подается в полость цилиндраОпускание поршня 6 происходит приснижении давления в полости цилиндранасоса 1 до давления на приеме насоса из-за разности площадей его торцов и вакуума, образующего под верхней ступенью поршня 6 при его ходевверх.Жидкость, которая может накопиться 35в полости цилиндра при движении поршня6 вверх иэ-за его неплотности, удаляется через клапан 13 при ходе поршня б,вниз.При использовании водорастворимыхреагентов во избежание разбавленияреагента трубка 14 опускается до днаемкости 11.При использовании маслорастворимыхреагентов конец трубки 14 находитсяв верхней части емкости 11. сом и возможность регулирования малырасходов. При заданном диаметрепоршня расход определяется длинойего хода. Однако длину хода невозможно уменьшить бесконечно из-за наличия упругих и капиллярных силжидкости (реагента), тем более когдареагент из емкости попадает в дозатор самотеком.Цель изобретения - повышение надежности работы установки и точности дозирования малых расходов реагента.Поставленная цель достигаетсятем, что в глубиннонасосной установке, включающей штанговый насос, со-.держащий цилиндр с плунжером и всасывающий и нагнетательный клапаны,дозатор, включающий цилиндр с поршнем, всасывающий и нагнетательныйклапаны, емкость для реагента, сообщающуюся с полостью цилиндра дозатора, которая гидравлически связанас полостью цилиндра насоса, поршеньдозатора выполнен с каналом, сообщающим полость цилиндра насоса с емкостью для реагента.На чертеже представлена схемапредлагаемой установки.Установка содержит штанговый насос с цилиндром 1, плунжером 2, всасывающим 3 и нагнетательным 4 клапанами, дозатор, включающий цилиндр 5с поршнем 6, выполненным с кольце"вой проточкой 7 и отверстием 8,всасывающий 9 и нагнетательный 10клапаны, емкость 11 для реагента,обводной канал 12, соединяющий полость цилиндра 1 с подпоршневой полостью цилиндра дозатора 5, клапандля возврата утечек 13, трубку 14 иканал 15, соединяющий полость цилиндра 5 с входным отверстием клапана 9.В нижней части полости цилиндра1 насоса образуется застойная зона,где в процессе работы скапливаетсявода, поступающая вместе с нефтьюиэ пласта.Установка работает следующим об 11 разом. 50При ходе плунжера штангового насоса вниз нагнетательный клапан 4открывается, и в полости цилиндра 1создается давление равное гидростатическому.давлению столба жидкости, 55заполняющей иасосно-компрессорныетрубы (НКТ). Под действием этого давления пластова вода, скопившаяся в Предлагаемая глубиннонасосная установка по сравнению с прототипом более проста по конструкции, монтаж ее на скважине не вызывает затруднений и заключается в обычном спуске оборудования.Конструкция установки предусматривает двойную регулировку подачи реагента, основная регулировка осуществляется за счет изменения диаметра отверстия 8, а дополнительная -1153045 вательно, повышается точность дозирования. Основное применение установки в наибольший эффект будет получен при работе с вязкими реагентами, так как она обес - печивает нх циклическое нагнетание.Составитель А. Сни йко Техред Ж. Кастелев ая ектор В. Синицкая Редактор Тираж 540ИИПИ Государственного кпо делам изобретений и3035, Москва, Ж-Э 5; Рау аказ 2465/2 б дписнСССР иал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 за счет изменения скорости движенияпоршня (регулируют время сообщенияполости цилиндра насоса с емкостьюдля реагента Т.е. обе эти регулировки в конечном счете изменяютобъем впрыскиваемого реагента, следоПитетакрытийкая н