СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС

СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС


RU (11) 2007618 (13) C1

(51) 5 F04B47/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - действует 

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

(21) Заявка: 92010513/29 
(22) Дата подачи заявки: 1992.12.07 
(45) Опубликовано: 1994.02.15 
(71) Заявитель(и): Захаров Борис Семенович 
(72) Автор(ы): Захаров Борис Семенович 
(73) Патентообладатель(и): Захаров Борис Семенович 

(54) СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС 

Использование: в нефтяной и газовой промышленности. Сущность изобретения: насос содержит цилиндрический корпус со всасывающим клапаном и неподвижным уплотнительным устройством, полый плунжер с напорным плунжером. В нижней части корпуса размещено, по меньшей мере, одно дополнительное уплотнительное устройство, установленное от основного на раастоянии, удовлетворяющем условию 2H+B>LH+B, где L - длина плунжера, H - расстояние между соседними уплотнительными устройствами, B - длина уплотнительного устройства. 5 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к нефтяному и газовому машиностроению и может быть использовано для откачки нефти и других жидкостей из скважин.

Известны скважинные штанговые насосы плунжерного типа, в которых плунжер перемещается в цилиндре, внутренняя поверхность которого имеет высокую твердость и обработана также с высокой точностью. Плунжеры таких насосов выполняются или гладкими металлическими с щелевым уплотнением зазора между цилиндром и плунжером, или с мягким уплотнением в виде манжет или разрезных колец.

Наиболее существенным недостатком таких насосов является необходимость изготовления прецизионной пары "цилиндр - плунжер", в которой длина цилиндра достигает 5 метров и выше, а длина плунжера до 2-х метров, при этом диаметр цилиндра и плунжера колеблется от 28 до 102 мм.

В технике известны насосы, в которых гладкий плунжер уплотняется неподвижным уплотнительным устройством контактного типа, относительная длина которого невелика. В таких насосах зазор между цилиндром и плунжером выполняется достаточно большим с тем, чтобы во время работы они не касались друг друга. Длина хода плунжера сравнительно невелика. Как правило насосы такого типа используются в наземном оборудовании.

Использование насосов с неподвижным уплотнением плунжера в нефтяных скважинах с вертикальным расположением цилиндра нецелесообразно, так как увеличенный зазор между цилиндром и плунжером при большой длине насоса значительно увеличивает мертвое пространство в рабочей камере. Эффективность работы такого насоса будет низкая, в особенности в скважинах с высоким газовым фактором.

Целью изобретения является повышение надежности работы скважинного штангового насоса с плунжером, имеющим неподвижное уплотнение.

Указанная цель обеспечивается тем, что в известном скважинном штанговом насосе, содержащем цилиндрический корпус со всасывающим клапаном и неподвижным уплотнительным устройством, а также полый плунжер с напорным клапаном, установлено одно или несколько дополнительных уплотнительных устройств, размещенных в нижней части цилиндрического корпуса, причем расстояние между уплотнительными устройствами удовлетворяет следующим условиям: 2Н+В>L H + В, где L - длина плунжера, Н - расстояние между соседними уплотнительными устройствами, В - длина уплотнительного устройства.

Признаки предложенного изобретения как новые (наличие дополнительных уплотнительных устройств, расположенных на определенном расстоянии друг от друга), так и известные, образуют совокупность, ранее неизвестную и нигде ранее неиспользовавшуюся, что позволяет считать предложенное уплотнение соответствующим критерию изобретения "новизна".

Кроме того, данная совокупность признаков обеспечивает более высокую надежность работы скважинного штангового насоса в скважинах с высоким газовым фактором, что позволяет признать заявленное техническое решение соответствующим критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 представлена схема безцилиндрового скважинного штангового насоса с двумя неподвижными уплотнительными устройствами плунжера; на фиг. 2-5 - принцип действия безцилиндрового насоса.

Насос состоит из цилиндрического корпуса 1 с верхним 2 и дополнительным нижним 3 уплотнительными устройствами плунжера 4. В нижней части корпуса 1 имеется всасывающий клапан 5, а в нижней части полого плунжера 4 находится напорный клапан 6. Корпус насоса 1 в верхней части соединен с насосно-компрессорными трубами 7, а плунжер 4 - с колонной штанг 8. Длина плунжера L должна быть больше расстояния между уплотнениями Н.

Насос работает следующим образом.

На фиг. 1 показан плунжер в нижней мертвой точке (НМТ). Оба клапана закрыты и давление жидкости в рабочей камере 9 равно давлению жидкости в НКТ. Газ, который поступал в рабочую камеру, во время предыдущего хода всасывания, находится частично в растворенном состоянии в жидкости и частично в свободном состоянии в верхней части рабочей камеры 9.

В начале хода вверх (см. фиг. 2) сначала происходит расширение газа в камере 9 до тех пор, пока давление под всасывающим клапаном 5 не превысит давление в рабочей камере 9. Затем клапан 5 открывается и в камеру поступает жидкость из скважины. Ввиду того, что объем мертвого пространства камеры 9 невелик по сравнению с общим объемом, вытесняемым плунжером за всю длину хода, запаздывание открытия клапана 5 будет незначительным.

При движении вверх (см. фиг. 2) верхняя часть плунжера 4 входит в верхнее уплотнительное устройство 2, а его нижняя часть одновременно выходит из нижнего уплотнения 3. В этот момент происходит перекрытие камеры 10 от напорной линии 11 и процесс заполнения насоса жидкостью из затрубного пространства будет продолжаться при открытом всасывающем клапане 5. В камере 10 во время хода всасывания остается часть жидкости, объем которой равен объему кольцевого пространства, заключенному между корпусом 1 и плунжером 4. В этой жидкости также имеется растворенный газ, наличие которого скажется на наполнении насоса.

На фиг. 3 показан плунжер в верхней мертвой точке (ВМТ). Полости рабочих камер 9 и 10 заполнены жидкостью и частично газом. При обратном ходе плунжера 4 вниз сначала происходит сжатие газа и повышение давления в рабочих камерах (см. фиг. 4). Когда давление в камерах 9 и 10 превысит давление столба жидкости в НКТ, откроется напорный клапан 6 и при дальнейшем движении плунжера вниз жидкость начнет поступать в напорную линию насоса. При этом сжатый и растворенный газ будет собираться в кольцевом пространстве камеры 10 между плунжером 4 и корпусом 1. Когда плунжер 4 пройдет нижнее уплотнение 3 и отсечет камеру 10 от камеры 9 и одновременно соединит полость НКТ 11 с камерой 10 газ свободно выйдет из камеры 10 в полость НКТ и далее на выкид насоса (см. фиг. 5).

Таким образом будет исключена блокировка насоса газом, наполнение рабочих камер будет полным и насос будет работать с высоким объемным КПД несмотря на то, что суммарное мертвое пространство такого насоса намного больше, чем у цилиндровых стандартных насосов с гладким плунжером или плунжером с мягким уплотнением.

Эффективность насоса может быть повышена, если в качестве уплотнительных устройств 2 и 3 применить механические уплотнения (3,4). (56) 1. Беззубов А. В. и др. Насосы для добычи нефти, справочник рабочего, М. Недра, 1986, стр. 187, рис. 81.

2. Авторское свидетельство СССР N 1442699, кл. F 04 D 47/02, 1988. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



СКВАЖИННЫЙ ШТАНГОВЫЙ НАСОС, содержащий цилиндрический корпус со всасывающим клапаном и неподвижным уплотнительным устройством, полый плунжер с напорным клапаном, отличающийся тем, что в нижней части цилиндрического корпуса размещено по меньшей мере одно дополнительное уплотнительное устройство, установленное от основного на расстоянии, удовлетворяющем условию: 2H + B > L H + B, где L - длина плунжера; H - расстояние между соседними уплотнительными устройствами; B - длина уплотнительного устройства.






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