УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАСОСНОГО ПОДЪЕМА ЖИДКОСТИ ИЗ СКВАЖИНЫ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАСОСНОГО ПОДЪЕМА ЖИДКОСТИ ИЗ СКВАЖИНЫ


RU (11) 2230227 (13) C2

(51) 7 F04B47/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 26.12.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2000108717/06 
(22) Дата подачи заявки: 2000.04.11 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2000.04.11 
(45) Опубликовано: 2004.06.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: МУРАВЬЕВ И.М. и др. Технология и техника добычи нефти и газа. - М.: Недра, 1971, с.389-392, рис.166. SU 1432265 A1, 23.10.1998. SU 1439282 A1, 23.11.1988. US 5836389 C1, 17.11.1998. GB 998384 A, 14.07.1965. DE 4307330 A1, 15.09.1994. 
(72) Автор(ы): Иванников В.И. (RU); Иванников И.В. (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Иванников Владимир Иванович (RU); Иванников Иван Владимирович (RU) 
Адрес для переписки: 113208, Москва, Сумской пр-д, 4, корп.3, кв.25, В.И.Иванникову 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАСОСНОГО ПОДЪЕМА ЖИДКОСТИ ИЗ СКВАЖИНЫ 

Устройство предназначено для использования в области эксплуатации скважин для принудительного подъема жидкости из них в тех случаях, когда она не поднимается на поверхность из-за недостатка пластовой энергии или пластового давления. Включает колонну труб и систему цилиндр - поршень, установленную на нижнем конце колонны и приводимую в действие реверсивным механическим приводом от станка-качалки. Цилиндр жестко соединен с колонной подъемных труб. Между подъемной колонной и цилиндром установлен обратный клапан, разобщающий полость колонны и полость цилиндра. Поршень выполнен с проходным отверстием, сверху перекрытым обратным клапаном, и гидравлически сочленен с камерой замещения. Последняя выполнена в виде замкнутого резервуара с боковыми окнами, изнутри или снаружи перекрытыми фильтром и гидравлически соединяющими полость камеры с полостью скважины. Камера замещения нижней частью закреплена в скважине. Объем камеры замещения больше или равен объему цилиндра. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области эксплуатации скважин и предназначено для принудительного подъема жидкости из скважин в тех случаях, когда она не поднимается на поверхность из-за недостатка пластовой энергии или пластового давления. В частности, заявляемое изобретение может быть использовано в нефтяных и водяных скважинах, когда высота подъема пластовых жидкостей не достигает поверхности и требуется их насосная откачка.

Известно устройство [1] для эксплуатации нефтяных скважин штанговыми насосами, представляющее наиболее распространенный способ добычи нефти, охватывающий более 65% действующего фонда скважин. Штанговая насосная установка показана на фиг.1 и состоит из станка-качалки (1), устьевого сальника (2), колонны насосно-компрессорных труб НКТ (3), колонны насосных штанг (4), а также вставного (5) или невставного (6) скважинного насоса поршневого типа.

Данное устройство является аналогом предлагаемого. К его основным недостаткам можно отнести следующие:

1) малая производительность, особенно при большой глубине скважин;

2) ограничения по содержанию механических примесей до 1.3 г/л и свободного газа на приеме насоса не более 10%;

3) необходимость использовать для привода насоса колонну насосных штанг, в динамике они подвергаются значительному износу, поломкам от знакопеременных нагрузок, а также интенсивно изнашивают подъемную колонну труб;

4) система цилиндр - поршень (плунжерная пара) быстро выходит из строя и требует периодической замены;

5) необходимость использования подъемной колонны из насосно-компрессорных труб.

Известны [2] глубинные насосы поршневого типа, приводимые в действие реверсивным механическим приводом от станка-качалки, где используется подвеска поршня на полых штангах без применения насосно-компрессорных труб. Насосный узел показан на фиг.2. Здесь имеется цилиндр насоса (1), оборудованный внизу приемным обратным клапаном (2), поршень (3) жестко соединенный через обратный клапан (4) с колонной полых штанг (5).

Данное устройство по совокупности элементов и принципу работы является наиболее близким аналогом к заявляемому и поэтому принято нами за прототип.

К основным недостаткам прототипа относятся следующие:

1) неуравновешенность давления на поршень при ходе вниз приводит к сжатию и продольному изгибу низа колонны насосных труб;

2) за счет изгибов колонны насосных труб поршень подвергается перекосам, в результате чего имеет место его быстрый износ и возможны поломки;

3) при больших газовых факторах производительность насоса резко падает;

4) попадание песка в рабочую камеру приводит к отказам работы насоса;

5) данная конструкция насосной пары работает только на отбор жидкости и не позволяет осуществлять очистку призабойной зоны в скважине от кольматации, например, за счет переменного гидроимпульсного воздействия;

6) невозможность производить откачку высоковязких нефтей.

Предлагаемое устройство для насосного подъема жидкости из скважин, включающее колонну труб и систему цилиндр - поршень, установленную на нижнем конце колонны и приводимую в действие реверсивным механическим приводом от станка-качалки, имеет конструктивное исполнение, где цилиндр жестко соединен с колонной подъемных труб, между подъемной колонной и цилиндром установлен обратный клапан, разобщающий полость колонны и полость цилиндра, а поршень выполнен с проходным отверстием, сверху перекрытым обратным клапаном, и гидравлически сочленен с камерой замещения, которая выполнена в виде резервуара с боковыми окнами, изнутри или снаружи перекрытыми фильтром, и гидравлически соединяющими полость камеры с полостью скважины, при этом камера замещения нижней частью закреплена в скважине. Объем камеры замещения больше или равен объему цилиндра.

Предлагаемое устройство показано на фиг.3 в разрезе и состоит из колонны подъемных труб (1), цилиндра (2), клапана (3), разделяющего цилиндр от колонны труб, поршня (4), имеющего сверху обратный клапан (5) и соединенного с камерой замещения (6). Камера замещения (6) имеет боковые окна, закрытые фильтром (7). Низ камеры замещения закреплен к забою скважины.

Устройство работает следующим образом. Нефть поступает в скважину через перфорационные отверстия в эксплуатационной обсадной колонне и создает в полости скважины определенный статический уровень. При ходе подъемной колонны (1) вверх в цилиндре (2) создается разряжение и нефть под действием перепада давлений столба жидкости в скважине и разряжения в цилиндре идет через фильтры в камеру замещения (6) и оттуда через поршень (4) в цилиндр (2). При ходе подъемной колонны (1) вниз обратный клапан (5) закрывается, а обратный клапан (3) открывается и нефть вытесняется поршнем (4) из цилиндра (2) в полость колонны. Затем процесс повторяется с периодом полного цикла качания.

Пример реализации заявляемого устройства.

Устройство, показанное на фиг.3, соединяется с колонной НКТ и опускается в скважину под уровень находящегося там столба жидкости. Камера замещения закрепляется к забою скважины или к обсадной колонне, например с помощью якоря. Колонна НКТ или полых штанг подвешивается на станок-качалку, устье скважины герметизируется планшайбой и сальником. Ход поршня в насосной паре подбирается и регулируется по весовым показателям на подвеске. Затем насосная установка запускается в работу.

Для снижения трения и износа поршень насосной пары может быть изготовлен из полимерных и композитных материалов. Фильтр в камере замещения также может быть изготовлен из различных материалов с заданной просветностью.

Основные преимущества заявляемого устройства по сравнению с аналогами и прототипом:

1. Возможность работать при больших газовых факторах и повышенной вязкости нефтей.

2. Исключается износ насосной пары и образование песчаных пробок внутри лифтовой колонны, т.к. фильтр задерживает песок.

3. Упрощается конструкция подземного оборудования.

4. Не ограничивается производительность глубинного насоса.

5. Возможность одновременного гидроимпульсного воздействия на пласт в зоне перфорации для стимулирования притока нефти и очистки дренажных каналов (косые стрелки на фиг.3 показывают направление всасывания и выплеска жидкости из-под поршня в скважину).

6. За счет установки верхнего обратного клапана отсекается влияние гидростатического давления столба жидкости в колонне на поршень и тем самым предотвращается продольный изгиб низа колонны, т.к. она находится в постоянно растянутом состоянии.

Источники информации

1. Нефтепромысловое оборудование. Справочник. М., “Недра”, 1990 г., с.53-88.

2. Муравьев И.М., Базлов М.Н., Жуков А.И., Чернов Б.С. Технология и техника добычи нефти и газа. М., “Недра”, 1971 г., с.389-396. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Устройство для насосного подъема жидкости из скважин, включающее колонну труб и систему цилиндр - поршень, установленную на нижнем конце колонны и приводимую в действие реверсивным механическим приводом от станка-качалки, отличающееся тем, что цилиндр жестко соединен с колонной подъемных труб, между подъемной колонной и цилиндром установлен обратный клапан, разобщающий полость колонны и полость цилиндра, а поршень выполнен с проходным отверстием, сверху перекрытым обратным клапаном, и гидравлически сочленен с камерой замещения, которая выполнена в виде замкнутого резервуара с боковыми окнами, изнутри или снаружи перекрытыми фильтром и гидравлически соединяющими полость камеры с полостью скважины, при этом камера замещения нижней частью закреплена в скважине.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что объем камеры замещения больше или равен объему цилиндра.






ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Насосы и компрессорное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+центробежный -насос".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "насос" будут найдены слова "насосы", "насосом" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("насос!").



Рейтинг@Mail.ru