глубинно-насосная установка (варианты)

Формула изобретения

1. Глубинно-насосная установка, содержащая колонны насосных труб и штанг, полый плунжер с нагнетательным клапанам, цилиндр с всасывающим клапаном, в корпусе которого размещен шток, выполненный с возможностью механического взаимодействия с плунжером, отличающаяся тем, что свободный конец плунжера снабжен седлом, а свободный конец штока - ответным запорным элементом, причем седло и запорный элемент при нижнем положении плунжера образуют герметичную пару, отсекающую полость плунжера.

2. Глубинно-насосная установка по п.1, отличающаяся тем, что свободные концы плунжера и всасывающего клапана содержат автосцеп нажимного типа, состоящий из соответственно верхней и нижней секций, причем шток, размещенный в корпусе всасывающего клапана, выполнен с возможностью осевого и вращательного перемещений, является частью нижней секции автосцепа, связанной с корпусом всасывающего клапана, и снабжен ловильной цапфой, выполненной с возможностью взаимодействия с верхней секцией, имеющей ответные направляющие, обеспечивающие поочередные стыковку и расстыковку автосцепа после каждой серии спуска до упора и при подъеме плунжера.

3. Глубинно-насосная установка, содержащая колонны насосных труб и штанг, полый плунжер с нагнетательным клапаном, цилиндр с всасывающим клапаном, отличающаяся тем, что свободный конец плунжера снабжен седлом, между корпусом всасывающего клапана и свободным концом плунжера установлен ответный запорный элемент, обеспечивающий взаимодействие с седлом, причем седло и запорный элемент выполнены с возможностью отсечения полости плунжера.

4. Глубинно-насосная установка по п.2, отличающаяся тем, что корпус всасывающего клапана снабжен седлом, обеспечивающим взаимодействие с запорным элементом, причем седло и запорный элемент выполнены с возможностью отсечения полости всасывающего клапана.

Описание изобретения к патенту

Установка относится к технике для добычи нефти штанговыми насосными установками и позволяет производить без проведения глушения скважин замену устьевых сальниковых узлов и элементов, предотвращать разливы нефти при аварийной разгерметизации устья, связанной с обрывом полированного штока, а также вести подготовительные работы при ликвидации обрыва штанг на скважинах, оборудованных как вставными, так и невставными штанговыми насосными установками.

Известна глубинно-насосная установка, содержащая колонны насосных труб и штанг, полый плунжер с нагнетательным клапаном, цилиндр с всасывающим клапаном, в корпусе которого размещен шток, выполненный с возможностью механического взаимодействия с плунжером (RU № 2159866, F 04 В 47/02, 1999).

Недостатком этой установки является высокая вероятность загрязнения окружающей среды нефтепродуктами в случаях аварийной или плановой, проведенной без глушения скважины, разгерметизации устья.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, - надежное отсечение полости скважин, оборудованных как вставными, так и невставными штанговыми насосами, от солнечной поверхности.

Указанный результат по п.1 достигается тем, что в предложенной глубинно-насосной установке, содержащей колонны насосных труб и штанг, полый плунжер с нагнетательным клапаном, цилиндр с всасывающим клапаном, в корпусе которого размещен шток, выполненный с возможностью механического взаимодействия с плунжером, свободный конец плунжера снабжен седлом, а свободный конец штока - ответным запорным элементом, причем седло и запорный элемент при нижнем положении плунжера образуют герметичную пару, отсекающую полость плунжера.

Указанный результат по п.3 достигается тем, что в предложенной глубинно-насосной установке, содержащей колонны насосных труб и штанг, полый плунжер с нагнетательным клапаном, цилиндр с всасывающим клапаном, свободный конец плунжера снабжен седлом, между корпусом всасывающего клапана и свободным концом плунжера установлен ответный запорный элемент, обеспечивающий взаимодействие с седлом, причем седло и запорный элемент выполнены с возможностью отсечения полости плунжера.

Указанный результат по п.4 достигается тем, что в предложенной глубинно-насосной установке, содержащей колонны насосных труб и штанг, полый плунжер с нагнетательным клапаном, цилиндр с всасывающим клапаном, свободный конец плунжера снабжен седлом, между корпусом всасывающего клапана и свободным концом плунжера установлен ответный запорный элемент, обеспечивающий взаимодействие с седлом, причем седло и запорный элемент выполнены с возможностью отсечения полости плунжера, а корпус всасывающего клапана снабжен седлом, также обеспечивающим взаимодействие с запорным элементом, причем это седло и запорный элемент выполнены с возможностью отсечения полости всасывающего клапана.

Технический результат, который может быть получен согласно п.2 формулы при осуществлении изобретения, - надежное отсечение полости скважин, оборудованных невставными штанговыми насосами, от солнечной поверхности, а также обеспечение автоматического захвата и освобождения всасывающего клапана в результате поочередной стыковки и расстыковки автосцепа после каждой серии спуска до упора и при подъеме плунжера.

Указанный результат достигается тем, что в предложенной глубинно-насосной установке, содержащей колонны насосных труб и штанг, полый плунжер с нагнетательным клапаном, цилиндр с всасывающим клапаном, в корпусе которого размещен шток, выполненный с возможностью механического взаимодействия с плунжером, свободный конец плунжера снабжен седлом, а свободный конец штока ответным запорным элементом, причем седло и запорный элемент при нижнем положении плунжера образуют герметичную пару, отсекающую полость плунжера, а свободные концы плунжера и всасывающего клапана содержат автосцеп нажимного типа, состоящий из, соответственно, верхней и нижней секций, причем шток, размещенный в корпусе всасывающего клапана, выполнен с возможностью осевого и вращательного перемещения, является частью нижней секции автосцепа, связанной с корпусом всасывающего клапана, и снабжен ловильной цапфой, выполненной с возможностью взаимодействия с верхней секцией, имеющей ответные направляющие, обеспечивающие поочередные стыковку и расстыковку автосцепа после каждой серии спуска до упора и при подъеме плунжера.

На фиг.1-7 изображены варианты штангового насоса, при этом на фиг.1, 2, 7 представлен вариант с подвижным исполнением штока; на фиг.3, 4 - со штоком, закрепленным в корпусе; на фиг.5, 6 - без штока, но с седлом.

Установка содержит плунжер 1 с полостью 2, нагнетательным клапаном 3 и установленное на свободном конце плунжера седло 4, цилиндр 5 с всасывающим клапаном 6, в корпусе 7 которого размещен шток 8 с запорным элементом 9. На фиг.1 и 3 глубинно-насосная установка представлена в рабочем положении, на фиг.2 и 4 - при спуске плунжера 1 “до упора”, например в случае обрыва колонны штанг или случае запланированного доспуска плунжера для замены устьевого оборудования или полированного штока без глушения скважины. При этом по варианту, представленному на фиг.2, одновременно с отсечением полости 2 плунжера 1 (в результате взаимодействия запорного элемента 9 с седлом 4) закрывается всасывающий клапан 6 (от взаимодействия штока 8 с всасывающим клапаном 6), т.е. обеспечивается двойное независимое отсечение полостей цилиндра 5 и плунжера 1, что увеличивает надежность установки при проведении описанных выше операций.

Для обеспечения автоматического захвата и освобождения всасывающего клапана невставного штангового насоса (см. фиг.7) служит автосцеп приемного клапана нажимного типа, состоящий из, соответственно, верхней и нижней секций, причем шток 8, размещенный в корпусе 7 всасывающего клапана, выполнен с возможностью осевого и вращательного перемещения, является частью нижней секции автосцепа, связанной с корпусом 7 всасывающего клапана, и снабжен ловильной цапфой 12, выполненной с возможностью взаимодействия с верхней секцией, имеющей ответные направляющие 11, обеспечивающие поочередные стыковку и расстыковку автосцепа после каждой серии спуска до упора и приподъема плунжера. Автосцеп необходим для извлечения приемного клапана из цилиндра 5 и для его установки в цилиндре.

Установка работает следующим образом.

При аварийном обрыве колонны штанг плунжер 1 в результате гравитации опускается вниз до упора. При этом седло 4 взаимодействует с запорным элементом 9, полость 2 плунжера 1 перекрывается (фиг.1-6). По варианту, представленному на фиг.1, 2, дополнительно принудительно закрывается всасывающий клапан 6 в результате взаимодействия с ним штока 8. По варианту, представленному на фиг.5, 6, дополнительно принудительно перекрывается полость всасывающего клапана 6 в результате взаимодействия отсекающего элемента с седлом 10. По варианту, представленному на фиг.7, перекрываются полости плунжера и всасывающего клапана (если исполнение седла 4 и запорного элемента 9 герметичное) или лишь принудительно закрывается всасывающий клапан (если исполнение седла 4 и запорного элемента 9 негерметичное), но при этом происходит автоматический захват направляющими 11 ловильной цапфы 12. При этом все варианты обеспечивают отсечение солнечной поверхности от скважины, что предотвращает аварийный разлив нефти.

Для обеспечения замены устьевых узлов и элементов без глушения скважин, оборудованных как вставными, так и невставными штанговыми насосными установками, герметизация устья обеспечивается плановым спуском плунжера “до упора”, после чего меняют необходимые устьевые элементы, плунжер устанавливают в крайнее нижнее рабочее положение, запускают скважину в работу.

Использование изобретения позволяет повысить промышленную и экологическую безопасность работы скважин, оборудованных штанговыми глубинно-насосными установками, в результате автоматического отсечения скважины от солнечной поверхности при аварийных обрывах штанговых колонн и плановую замену устьевых узлов и элементов без глушения скважин.