RU138051U1

RU138051U1 - BAR PUMP FOR LOW-WELL WELLS

Info

Publication number: RU138051U1
Application number: RU2013143231/06U
Authority: RU
Inventors: Борис Семенович Захаров; Геннадий Нестерович Шариков; Владимир Ростиславович Драчук; Владимир Петрович Будин; Александр Сергеевич Смаркалов
Original assignee: Борис Семенович Захаров
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2013-09-25
Publication date: 2014-02-27

Abstract

Штанговый насос, содержащий установленный на колонне насосных труб цилиндрический корпус с нагнетательным клапаном, всасывающим клапаном, насосной камерой и штоком, соединенным с колонной насосных штанг, и выполненный монолитным, причем шток уплотнен относительно насосной камеры, отличающийся тем, что насосная камера образована расположенной в цилиндрическом корпусе соосно последнему с образованием кольцевого канала трубой, всасывающий клапан расположен под цилиндрическим корпусом, нагнетательный клапан расположен над всасывающим клапаном на выходе насосной камеры в нижней ее части, под всасывающим клапаном со стороны входа в него установлен приемный фильтр щелевого типа, выполненный на цилиндрической трубе, причем всасывающий клапан со стороны выхода и нагнетательный клапан со стороны входа сообщены с насосной камерой, со стороны выхода нагнетательный клапан сообщен с кольцевым каналом, который, в свою очередь, сообщен с колонной насосных труб выше цилиндрического корпуса, шток со стороны нижнего конца заострен, а с другой стороны уплотнен посредством механического уплотнения, скомбинированного с манжетным уплотнением.A sucker rod pump comprising a cylindrical body mounted on a column of pump pipes with a discharge valve, a suction valve, a pump chamber and a rod connected to the column of pump rods, and made monolithic, the rod being sealed relative to the pump chamber, characterized in that the pump chamber is formed located in a cylindrical housing coaxial to the latter with the formation of an annular channel by the pipe, the suction valve is located under the cylindrical body, the discharge valve is located above the suction a valve at the outlet of the pump chamber in its lower part, under the suction valve on the inlet side, a slit-type receiving filter mounted on a cylindrical pipe is installed, the suction valve on the outlet side and the discharge valve on the inlet side are in communication with the pump chamber, on the outlet side the valve is in communication with the annular channel, which, in turn, is in communication with the column of pump pipes above the cylindrical body, the stem is pointed on the lower end side, and on the other hand is sealed by a mechanical one seal, combined with a lip seal.

Description

Полезная модель к скважинным штанговым насосам для эксплуатации нефтяных скважин.Utility model for borehole sucker rod pumps for the operation of oil wells.

Известен штанговый насос, содержащий установленный на колонне насосных труб цилиндрический корпус с всасывающим клапаном и соединенным с колонной насосных штанг монолитным штоком, на нижнем конце которого установлена насосная камера с нагнетательным клапаном, причем шток выполнен с центратором его положения относительно цилиндрического корпуса, а насосная камера уплотнена относительно последнего (см. патент US 5222868, кл. F04D 21/08, 29.06.1993).A well-known sucker rod pump comprising a cylindrical body mounted on a column of pump tubes with a suction valve and a monolithic rod connected to the sucker rod string, at the lower end of which there is a pump chamber with a discharge valve, the rod being made with a centralizer of its position relative to the cylindrical body, and the pump chamber is sealed relative to the latter (see US patent 5222868, CL F04D 21/08, 06/29/1993).

Недостатком данного скважинного штангового насоса является сложность конструкции и большие динамические нагрузки на монолитный шток, что снижает надежность работы данного штангового насоса.The disadvantage of this borehole sucker rod pump is the design complexity and high dynamic loads on the monolithic rod, which reduces the reliability of this sucker rod pump.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является штанговый насос, содержащий установленный на колонне насосных труб цилиндрический корпус с нагнетательным клапаном, всасывающим клапаном, насосной камерой и штоком, соединенным с колонной насосных штанг и выполненный монолитным, причем шток уплотнен относительно насосной камеры (см. патент US 4243361, кл. F04D 21/04, 06.01.1981).The closest to the utility model in terms of technical nature and the achieved result is a sucker rod pump containing a cylindrical body mounted on a pump pipe string with a discharge valve, a suction valve, a pump chamber and a rod connected to the pump rod string and made integral, the rod being sealed relative to the pump chamber (see patent US 4243361, CL F04D 21/04, 01/06/1981).

Недостатком известного устройства является низкая надежность насоса, что связано с тем, что всасывающий клапан закреплен на нижнем конце монолитного штока, что приводит к большим динамическим нагрузкам на шток в процессе нагнетания откачиваемой среды из насосной камеры через нагнетательный клапан в колонну насосных труб.A disadvantage of the known device is the low reliability of the pump, due to the fact that the suction valve is mounted on the lower end of the monolithic rod, which leads to large dynamic loads on the rod during the pumping of the pumped medium from the pump chamber through the discharge valve into the pump pipe string.

Задача полезной модели состоит в уменьшении динамических нагрузок на монолитный шток и обеспечении снижения радиального габарита с возможностью использования штангового насоса в малодебитных скважинах.The objective of the utility model is to reduce the dynamic loads on the monolithic rod and to reduce the radial dimension with the possibility of using a sucker rod pump in low-yield wells.

Технический результат заключается в том, что достигается возможность при уменьшении радиального габарита повысить надежность работы штангового насоса за счет снижения динамических нагрузок на монолитный шток.The technical result consists in the possibility that, while reducing the radial dimension, it is possible to increase the reliability of the rod pump by reducing the dynamic loads on the monolithic rod.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что штанговый насос содержит установленный на колонне насосных труб цилиндрический корпус с нагнетательным клапаном, всасывающим клапаном, насосной камерой и штоком, соединенным с колонной насосных штанг и выполненный монолитным, причем шток уплотнен относительно насосной камеры, насосная камера образована расположенной в цилиндрическом корпусе соосно последнему с образованием кольцевого канала трубой, всасывающий клапан расположен под цилиндрическим корпусом, нагнетательный клапан расположен над всасывающим клапаном на выходе насосной камеры в нижней ее части, под всасывающим клапаном со стороны входа в него установлен приемный фильтр щелевого типа, выполненный на цилиндрической трубе, причем всасывающий клапан со стороны выхода и нагнетательный клапан со стороны входа сообщены с насосной камерой, со стороны выхода нагнетательный клапан сообщен с кольцевым каналом, который, в свою очередь, сообщен с колонной насосных труб выше цилиндрического корпуса, шток со стороны нижнего конца заострен, а с другой стороны уплотнен посредством механического уплотнения скомбинированного с манжетным уплотнением.This problem is solved, and the technical result is achieved due to the fact that the sucker rod pump includes a cylindrical body mounted on the pump pipe string with a discharge valve, a suction valve, a pump chamber and a rod connected to the pump rod string and made integral, the rod being sealed relative to the pump chamber , the pump chamber is formed located in the cylindrical housing coaxially with the latter to form the annular channel by the pipe, the suction valve is located under the cylindrical core with a mustache, the discharge valve is located above the suction valve at the outlet of the pump chamber in its lower part, under the suction valve on the inlet side there is a slotted type receiving filter made on a cylindrical pipe, the suction valve on the outlet side and the discharge valve on the inlet side the pump chamber, from the outlet side the discharge valve is in communication with the annular channel, which, in turn, is in communication with the column of pump pipes above the cylindrical body, the rod on the lower end side strand, and on the other hand is sealed by means of a mechanical seal combined with a lip seal.

В ходе проведенного исследования удалось создать конструкцию штангового насоса, в которой всасывающий и нагнетательный клапаны неподвижно закреплены, соответственно, со стороны входа в насосную камеру и со стороны выхода из нее, причем насосная камера образована трубой, в которой перемешается монолитный шток, выполняющий функцию плунжера штангового насоса, что, по сравнению с прототипом, позволило резко снизить нагрузки на шток в процессе работы штангового насоса. Одним из основных преимуществ данного насоса является то, что подача жидкости на верх осуществляется за счет веса колонны штанг, что существенно снижает потребление энергии, а установка трубы с образованием кольцевого канала позволила резко сократить радиальный габарит при обеспечении необходимого проходного сечения для нагнетания откачиваемой среды через нагнетательный клапан и кольцевой канал в колонну труб, причем единственными подвижными элементами штангового насоса являются монолитный шток и затворы всасывающего и нагнетательного клапанов, что в сочетании с использованием механического уплотнения, скомбинированного с манжетным уплотнением позволило создать надежную в работе конструкцию штангового насоса, который может быть использован в малодебитных скважинах.In the course of the study, it was possible to create a rod pump design in which the suction and discharge valves are fixedly mounted, respectively, from the inlet to the pump chamber and from the outlet side, the pump chamber being formed by a pipe in which the monolithic rod, which serves as the plunger of the rod, is mixed pump, which, compared with the prototype, allowed to drastically reduce the load on the rod during operation of the sucker rod pump. One of the main advantages of this pump is that the liquid is supplied to the top due to the weight of the rod string, which significantly reduces energy consumption, and the installation of the pipe with the formation of an annular channel made it possible to drastically reduce the radial dimension while ensuring the necessary bore for pumping the pumped medium through the discharge a valve and an annular channel into the pipe string, the only movable elements of the rod pump being a monolithic rod and valves of the suction and superchargers Foot valves, which in combination with the mechanical seal, combined with a lip seal possible to create reliable in the sucker rod pump structure that can be used in the marginal wells.

На фиг. 1 представлен продольный разрез штангового насоса с извлеченным из него монолитным штоком.In FIG. 1 shows a longitudinal section of a rod pump with a monolithic rod removed from it.

На фиг. 2 представлен монолитный шток для штангового насоса.In FIG. 2 shows a monolithic rod for a rod pump.

Штанговый насос содержит установленный на колонне насосных труб 1 цилиндрический корпус 2 с нагнетательным клапаном 3, всасывающим клапаном 4, насосной камерой 5 и штоком 6, соединенным с колонной насосных штанг (не показана на чертеже) и выполненный монолитным, при этом диаметр штока должен быть равен или меньше диаметра полированного штока.The sucker rod pump comprises a cylindrical body 2 mounted on the column of pump pipes 1 with a discharge valve 3, a suction valve 4, a pump chamber 5 and a rod 6 connected to a column of sucker rods (not shown in the drawing) and made integral, while the diameter of the rod must be equal or less than the diameter of the polished rod.

Шток 6 уплотнен относительно насосной камеры 5. Насосная камера 5 образована расположенной в цилиндрическом корпусе 2 соосно последнему с образованием кольцевого канала 7 трубой. Всасывающий клапан 4 расположен под цилиндрическим корпусом 2. Нагнетательный клапан 3 расположен над всасывающим клапаном 4 на выходе насосной камеры 5 в нижней ее части. Под всасывающим клапаном 4 со стороны входа в него установлен приемный фильтр 8 щелевого типа, выполненный на цилиндрической трубе. Всасывающий клапан 4 со стороны выхода и нагнетательный клапан 3 со стороны входа сообщены с насосной камерой 5. Со стороны выхода нагнетательный клапан 3 сообщен с кольцевым каналом 7, который, в свою очередь, сообщен с колонной насосных труб 1. Выше цилиндрического корпуса 2, шток 6 со стороны нижнего конца заострен, а с другой стороны уплотнен посредством механического уплотнения 9 скомбинированного с манжетным уплотнением.The rod 6 is sealed relative to the pump chamber 5. The pump chamber 5 is formed located in the cylindrical body 2 coaxially with the latter with the formation of the annular channel 7 by the pipe. The suction valve 4 is located under the cylindrical body 2. The discharge valve 3 is located above the suction valve 4 at the outlet of the pump chamber 5 in its lower part. Under the suction valve 4 from the side of the entrance to it is installed a receiving filter 8 slotted type, made on a cylindrical pipe. The suction valve 4 on the output side and the discharge valve 3 on the input side are in communication with the pump chamber 5. On the output side, the pressure valve 3 is in communication with the annular channel 7, which, in turn, is in communication with the column of pump pipes 1. Above the cylindrical body 2, the rod 6 is pointed on the lower end side and sealed on the other hand by means of a mechanical seal 9 combined with a lip seal.

Работа штангового насоса осуществляется следующим образом.The operation of the rod pump is as follows.

При ходе монолитного штока 6 вверх жидкость из скважины через всасывающий клапан 4 поступает в насосную камеру 5 насоса. При ходе монолитного штока 6 вниз откачиваемая среда из насосной камеры 5 монолитным штоком 6 выдавливается через нагнетательный клапан 3 в кольцевой канал 7 и из последнего далее в колонну насосных труб 1. Установленный под всасывающим клапаном 4 со стороны входа в него приемный фильтр 8 щелевого типа, выполненный на цилиндрической трубе, предотвращает поступление в насосную камеру 5 механических примесей, которые могут содержаться в откачиваемой жидкой среде, например в нефти, а расположение нагнетательного клапана 3 в нижней части насосной камеры 5 препятствует оседанию механических примесей, в частности песка в насосе.When the monolithic rod 6 moves upward, fluid from the well through the suction valve 4 enters the pump chamber 5 of the pump. When the monolithic rod 6 moves downward, the pumped medium from the pump chamber 5 is pressed by the monolithic rod 6 through the discharge valve 3 into the annular channel 7 and from the latter into the pump pipe string 1. A receiving filter 8 of the slotted type installed under the suction valve 4 from the inlet side of it, made on a cylindrical pipe, prevents the entry into the pump chamber 5 of mechanical impurities that may be contained in the pumped liquid medium, such as oil, and the location of the discharge valve 3 in the lower part of the pump th chamber 5 prevents the sedimentation of mechanical impurities, in particular sand in the pump.

Настоящая полезная модель может быть использована в нефтяной и других отраслях промышленности, где требуется откачка из скважины различных жидких сред, в том числе с различными механическими примесями.This utility model can be used in the oil and other industries where it is necessary to pump various fluids from the well, including those with various mechanical impurities.

Claims

A sucker rod pump comprising a cylindrical body mounted on a column of pump pipes with a discharge valve, a suction valve, a pump chamber and a rod connected to the column of pump rods, and made monolithic, the rod being sealed relative to the pump chamber, characterized in that the pump chamber is formed located in a cylindrical housing coaxial to the latter with the formation of an annular channel by the pipe, the suction valve is located under the cylindrical body, the discharge valve is located above the suction a valve at the outlet of the pump chamber in its lower part, under the suction valve on the inlet side, a slit-type receiving filter mounted on a cylindrical pipe is installed, the suction valve on the outlet side and the discharge valve on the inlet side are in communication with the pump chamber, on the outlet side the valve is in communication with the annular channel, which, in turn, is in communication with the column of pump pipes above the cylindrical body, the stem is pointed on the lower end side, and on the other hand is sealed by a mechanical one seal, combined with a lip seal.