ШТАНГОВАЯ ГЛУБИННО-НАСОСНАЯ УСТАНОВКА

ШТАНГОВАЯ ГЛУБИННО-НАСОСНАЯ УСТАНОВКА


RU (11) 2100578 (13) C1

(51) 6 E21B43/00, F04B47/02 

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

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

(21) Заявка: 95119869/03 
(22) Дата подачи заявки: 1995.11.24 
(45) Опубликовано: 1997.12.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Муравьев В.М. Эксплуатация нефтяных и газовых скважин. - М.: Недра, 1978, с. 232 - 244. Муравьев И.М. и др. Насосная эксплуатация скважин за рубежом. - М.: Недра, 1967, с. 40 - 47. 
(71) Заявитель(и): Муфазалов Роберт Шакурович; Тимашев Анис Тагирович; Зарипов Рустем Ралифович 
(72) Автор(ы): Муфазалов Роберт Шакурович; Тимашев Анис Тагирович; Зарипов Рустем Ралифович 
(73) Патентообладатель(и): Муфазалов Роберт Шакурович; Тимашев Анис Тагирович; Зарипов Рустем Ралифович 

(54) ШТАНГОВАЯ ГЛУБИННО-НАСОСНАЯ УСТАНОВКА 

Использование: в нефтедобывающей промышленности, а именно в добыче нефти, и может быть применено для добычи любой пластовой жидкости, например воды. Обеспечивает повышение эффективности работы установка за счет использования давления гидростатического столба жидкости. Сущность изобретения: устройство состоит из двух концентрично расположенных колонн насосно-компрессорных труб (НКТ). Устройство имеет также колонну штанг, помещенную во внутреннюю колонну насосно-компрессорных труб и глубинно-насосных устройств. Каждое из последних выполнено в виде корпуса с кольцевым каналом, цилиндра с отверстиями, поршня и полого штока. Он жестко соединен с колонной штанг. Глубинно-насосное устройство имеет также приемный и нагнетательный клапаны. Внутренняя колонна НКТ разделена и изолирована по высоте на автономные интервалы подъема. Для этого она имеет верхние и нижние перегородки. Поршень помещен между этими перегородками. Он жестко связан с полым штоком и образует с верхней и нижней перегородками соответственно верхнюю и нижнюю камеры. Последняя из них через отверстия в цилиндре сообщена с кольцевым пространством между трубами НКТ. Верхняя камера сообщена с полостью штока и образует перекачивающее устройство. В кольцевом пространстве установлены конусные перегородки и помещена жидкость. Плотность этой жидкости обеспечивает давлением своего столба перемещение поршня вверх. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к добыче нефти, и может быть применено для добычи любой пластовой жидкости, например воды.

Известна штанговая глубинно-насосная установка, состоящая из колонны насосно-компрессорных труб, колонны штанг и глубинного насоса, помещенного на нижнем конце НКТ [1]

Недостатками известной установки является то, что прием всей нагрузки от веса жидкости и веса колонны штанг и плунжера производится верхней штангой и головкой балансира станка-качалки и подъем их осуществляется полностью приводом, работающим от электроэнергии.

Наиболее близким техническим решением является передача части нагрузки от головки балансира (со штанг) насосно-копрессорных труб при помощи гидравлических компенсаторов [2]

Недостатками этих насосных установок являются:

невозможность использования для подъема потенциально присутствующих при подъеме природных видов энергии (давления гидростатического столба тяжелых жидкостей, например, пластовой минерализованной воды, более полное подъемной энергии газа и др.);

передача части нагрузки от веса жидкости, находящейся во всей колонне на нижние штанги, которые обычно имеют меньший диаметр по сравнению со штангами верхней ступени колонны;

большие динамические нагрузки на глубинно-насосную установку при ее работе;

увеличение утечек через глубинно-насосную установку с увеличением давления в подъемной колонне труб.

Технической задачей является повышение эффективности работы установки за счет использования давления гидростатического столба жидкости.

Задача решается тем, что штанговая глубинно-насосная установка, состоящая из двух концентрично расположенных колонн насосно-компрессорных труб, колонны штанг, помещенных во внутренней колонне насосно-компрессорных труб, глубинно-насосных устройств, каждое из которых выполнено в виде корпуса с кольцевым каналом, цилиндра с отверстиями, поршня, полого штока, жестко соединенного с колонной штанг, приемного и нагнетательного клапанов, которыми внутренняя колонна разделена и изолирована по высоте на автономные интервалы подъема, для чего она имеет верхние и нижние перегородки, а поршень помещен между перегородками, жестко связан с полым штоком и образует с верхней и нижней перегородками соответственно верхнюю и нижнюю камеры, последняя из которых через отверстия в цилиндре и кольцевой канал в корпусе сообщена с кольцевым пространством между внутренней и внешней колоннами и выполняет подъемно-разгрузочную функцию, а верхняя камера сообщена через приемно-нагнетательный клапан с полостью штока и образует перекачивающее устройство, при этом в кольцевом пространстве установлены конусные перегородки и помещена жидкость с удельным весом, обеспечивающим давлением столба этой жидкости перемещение поршня вверх.

Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что спуск в скважину двух концентрично расположенных колонн насосно-компрессорных труб, использование центральной колонны в качестве подъемной, а наружной в качестве подпорной и давление колонны НКТ на изолированные по высоте на автономные интервалы: внутренняя колонна глубинно-насосными устройствами, кольцевое пространство конусными перегородками, а цилиндры глубинно-насосных устройств снабжены верхней и нижней перегородками, между которыми расположен поршень, жестко связанный с полым штоком, которым образуют нижнюю и верхнюю камеры, где нижняя камера через отверстия в цилиндре и кольцевым каналом сообщена с кольцевым пространством, заполненным тяжелой жидкостью, и выполняет подъемно-разгрузочную функцию, а верхняя камера сообщена через приемно-нагнетательные клапаны с полостью полого штока и образует перекачивающее устройство, которое уменьшает величину знакопеременных нагрузок при работе установки и утечек жидкостей через глубинно-насосную установку.

Отличается и тем, что использование чередующихся через заданные расстояния глубинно-насосных устройств позволяет освобождать каждые последующие ниже установленные глубинно-насосные устройства и части колонны штанг от веса поднимаемой газо-жидкостной смеси в верхних интервалах и интенсифицируют разгазирование жидкости, находящейся ниже соответствующих поршней.

Отличается также тем, что возможность снятия части нагрузок от глубинно-насосной установки позволяет использовать оборудование с меньшей грузоподъемностью: штанги меньшего диаметра, а трубы в качестве подъемных меньшей толщины, или же менее прочное оборудование: полимерно-металлические гибкие трубы, тросы с защитными протекторами и полимерными покрытиями.

Указанное позволяет сделать вывод, что заявляемые изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом. Сравнение заявляемых технических решений с прототипом позволило установить соответствие их критерию "новизна".

При изучении других известных решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемые изобретения от прототипа, не были выявлены и поэтому обеспечивают заявляемому техническому решению существенные отличия.

На чертеже представлена штанговая глубинно-насосная установка в сборе, в скважине, состоящая из двух концентрично расположенных колонн насосно-компрессорных труб: внутренней (подъемной) 1 и внешней 2, колонны штанг 3, глубинно-насосных устройств 4. Колонны I, II, III при помощи конусных перегородок 5, изолирующих кольцевое пространство между внутренней (подъемной) 1 и внешней 2 колонной, которое снизу заглушено и в которое залита жидкость с большим удельным весом.

Внутренняя же колонна 1 изолирована глубинно-насосными установками 4, посаженными с помощью шлипсов 6 на седло замковой опоры 7. Каждое из глубинно-насосных устройств 4 включает установленный в корпусе замковой опоры 8 цилиндр 9, жестко связанный с внутренней (подъемной) колонной 1 и изолированный сверху и снизу перегородками 10, 11. В полости цилиндра 9 расположен полый шток 12, жестко соединенный с колонной штанг 3, и поршень 13, жестко посаженный на полый шток 12. Поршень 13 с перегородками 10, 11 образует соответственно верхнюю 14 и нижнюю 15 камеры.

В полом штоке 12 размещены обратный 16, приемно-нагнетательный 17 клапаны и выкидные отверстия 18.

Корпус замковой опоры 18 и цилиндр 9 глубинно-насосного устройства образуют кольцевой канал 19, который постоянно сообщает нижнюю камеру через отверстия 20 в цилиндре 9 и отверстия 21 в корпусе 8 с автономным кольцевым пространством.

Штанговая глубинно-насосная установка работает следующим образом.

После сборки и спуска глубинно-насосных устройств на нижний интервал и перед запуском ее в работу проверяют уровень жидкости в кольцевом и затрубном пространствах путем эхолотирования.

Запускают установку в работу, и пластовая жидкость через обратный 16 и приемно-нагнетательный 17 клапаны полого штока 12 поступает в верхнюю 14 камеру глубинно-насосного устройства 4 и заполняет ее, участвуя в перемещении вниз поршня 13 и вытесняя жидкость с большим удельным весом, находящуюся в нижней 15 камере, через отверстия 20 в цилиндре 9, кольцевой канал 19 и отверстия 21 в корпусе 8 в кольцевое пространство.

При ходе поршня 13 вверх на него снизу со стороны нижней камеры 15 воздействует давление гидростатического столба жидкости с большим удельным весом, находящейся в рассматриваемом интервале, снимая с глубинно-насосной установки значительную нагрузку от веса жидкости и части нагрузки от веса колонны штанг. При этом жидкость, находящаяся в верхней 14 камере, через приемно-нагнетательный 17 клапан и выкидные отверстия 17 полого штока 12 выкидывается в подъемные 1 трубы, отжимая предыдущие порции по подъемной колонне выше и так далее на дневную поверхность.

При откачке газо-жидкостных смесей расстояние между глубинно-насосными устройствами 4 выбираются, исходя из создания условий для непрерывного движения газо-жидкостной смеси через полые штоки 12.

Наличие же нижней 15 камеры в глубинно-насосном устройстве, заполненной жидкостью с большим удельным весом и сообщенной постоянно с кольцевым пространством, позволяет снимать нагрузку от веса жидкости, штанг и значительно уменьшить знакопеременные нагрузки на оборудование, что позволит увеличить срок службы (долговечности) работы установки. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Штанговая глубинно-насосная установка, состоящая из двух концентрично расположенных колонн насосно-компрессорных труб, колонны штанг, помещенных во внутренней колонне насосно-компрессорных труб, глубинно-насосных устройств, каждое из которых выполнено в виде корпуса с кольцевым каналом, цилиндра с отверстиями, поршня, полого штока, жестко соединенного с колонной штанг, приемного и нагнетательного клапанов, отличающаяся тем, что внутренняя колонна насосно-компрессорных труб разделена и изолирована по высоте на автономные интервалы подъема, для чего она имеет верхние и нижние перегородки, а поршень помещен между этими перегородками, жестко связан с полым штоком и образует с верхней и нижней перегородками соответственно верхнюю и нижнюю камеры, последняя из которых через отверстия в цилиндре и кольцевой канал в корпусе сообщена с кольцевым пространством между внутренней и внешней колоннами и выполняет подъемно-разгрузочную функцию, а верхняя камера сообщена через приемно-нагнетательный клапан с полостью штока и образует перекачивающее устройство, при этом в кольцевом пространстве установлены конусные перегородки и помещена жидкость с удельным весом, обеспечивающим давлением столба этой жидкости перемещение поршня вверх.




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