скважинная насосная установка

Формула изобретения

1. Скважинная насосная установка, содержащая штанговый привод, лифтовую колонну, верхний и нижний плунжерные скважинные насосы, связанный каждый со своей колонной штанг, отличающаяся тем, что установка снабжена корпусом, траверсой и общей полой колонной штанг, последняя прикреплена к верхней части траверсы, на которой снизу закреплены колонны штанг верхнего и нижнего плунжерных скважинных насосов, причем колонна штанг верхнего плунжерного скважинного насоса выполнена полой и сообщена с полым плунжером верхнего плунжерного скважинного насоса и каналом, выполненным в траверсе, с общей полой колонной штанг, а колонна штанг нижнего плунжерного скважинного насоса установлена между цилиндром верхнего плунжерного скважинного насоса и корпусом насосной установки, причем верхний плунжерный скважинный насос смещен относительно продольной оси корпуса насосной установки.

2. Насосная установка по п.1, отличающаяся тем, что колонна штанг нижнего плунжерного насоса состоит, по крайней мере, из одной штанги.

3. Насосная установка по п.1, отличающаяся тем, что ось нижнего плунжерного скважинного насоса совпадает с осью насосной установки.

4. Насосная установка по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что колонна штанг нижнего плунжерного скважинного насоса между траверсой и нижним плунжерным скважинным насосом снабжена асимметричным штанговым переводником.

5. Насосная установка но любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что колонна штанг нижнего плунжерного скважинного насоса имеет S-образный изгиб.

6. Насосная установка по п.1, отличающаяся тем, что нижний плунжерный насос смещен относительно оси насосной установки в противоположную сторону от верхнего плунжерного скважинного насоса.

7. Насосная установка по любому из пп.1, 2, 6, отличающаяся тем, что штанга нижнего плунжерного насоса, присоединяемая к траверсе, имеет фигурное сечение, например плоское, овальное, серпообразное и т.д., и ее положение относительно траверсы фиксируется.

8. Насосная установка по п.6, отличающаяся тем, что корпус установки соединен с нижним плунжерным скважинным насосом посредством трубного асимметричного переводника.

9. Насосная установка по п.1, отличающаяся тем, что колонна штанг верхнего плунжерного насоса состоит, по крайней мере, из одной штанги.

10. Насосная установка по п.1, отличающаяся тем, что на штангах установлены центраторы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к насосной технике, используемой при добыче нефти, в частности, к погружным скважинным насосам для подъема пластовой жидкости из глубоких скважин с одновременно-раздельной эксплуатацией из двух пластов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является скважинная насосная установка, содержащая штанговый привод, лифтовую колонну, верхний и нижний плунжерные скважинные насосы, связанный каждый со своей колонной штанг (RU 49895 U1, 10.12.2005).

В известном устройстве необходимо иметь два станка-качалки, два штанговых привода, а также две колонны лифтовых труб и якорь. Спуск и подъем двух лифтовых колонн сопряжен с большими трудовыми затратами, технологическими сложностями и потерями времени. Перед проведением работ на скважине необходим демонтаж, как минимум, одного станка-качалки на поверхности, а после проведения работ его монтаж. Кроме того, использование двух станков-качалок, двух лифтовых колонн, двух штанговых колонн и якоря увеличивает вдвое финансовые затраты.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является применение серийного привода установки и двух серийных плунжерных насосов.

Технический результат заключается в повышении надежности работы насосной установки и увеличение межремонтного периода работы.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что скважинная насосная установка содержит штанговый привод, верхний и нижний плунжерные скважинные насосы, связанный каждый со своей колонной штанг, при этом установка снабжена корпусом, траверсой и общей полой колонной штанг, последняя прикреплена к верхней части траверсы, на которой снизу закреплены колонны штанг верхнего и нижнего плунжерных скважинных насосов, причем колонна штанг верхнего плунжерного скважинного насоса выполнена полой и сообщена с полым плунжером верхнего плунжерного скважинного насоса и каналом, выполненным в траверсе, с общей полой колонной штанг, а колонна штанг нижнего плунжерного скважинного насоса установлена между цилиндром верхнего плунжерного скважинного насоса и корпусом насосной установки, причем верхний плунжерный скважинный насос смещен относительно продольной оси корпуса насосной установки.

Колонна штанг нижнего и/или верхнего плунжерных насосов может состоять из одной штанги.

Ось нижнего плунжерного скважинного насоса может совпадать с осью насосной установки, при этом колонна штанг нижнего плунжерного скважинного насоса между траверсой и нижним плунжерным насосом снабжена асимметричным штанговым переводником или колонна штанг нижнего плунжерного скважинного насоса имеет S-образный изгиб.

Штанга нижнего плунжерного насоса, присоединяемая к траверсе, имеет фигурное сечение, например плоское, овальное, месяцеобразное и т.д. и ее положение относительно траверсы фиксируется.

Нижний плунжерный насос может быть смещен относительно оси насосной установки в противоположную сторону от верхнего плунжерного скважинного насоса, при этом корпус установки соединен с нижним плунжерным скважинным насосом посредством трубного асимметричного переводника.

На штангах могут быть установлены центраторы.

Насосная установка позволяет работать с одним станком-качалкой с одной лифтовой колонной и одной колонной штанг с серийно выпускаемыми скважинными плунжерными насосами, позволяя подбирать для каждого объекта свой типоразмер. Вышеперечисленные преимущества предлагаемой насосной установки позволяют намного увеличить надежность и межремонтный период насоса, а также расширяет возможности работы с двумя объектами, а в случае применения самой скважины как лифтовой колонны, то и с тремя объектами.

На фиг.1 представлен продольный разрез верхней части скважинной насосной установки.

На фиг.2 представлен продольный разрез нижней части скважинной насосной установки и вариант присоединения нижнего насоса к верхней части через штанговый переводник по фиг.1.

На фиг.3 представлен продольный разрез нижней части скважинной насосной установки и вариант присоединения нижнего насоса к верхней части через S-образную штангу по фиг.1.

На фиг.4 представлен продольный разрез нижней части скважинной насосной установки и вариант присоединения нижнего насоса к верхней части через трубный переводник по фиг.1.

На фиг.5 представлен поперечный разрез скважинной насосной установки через верхний насос с вариантом месяцеобразного сечения штанги по фиг.1.

Насосная установка состоит из корпуса 1, верхнего плунжерного скважинного насоса 2, содержащего насосную камеру 3 в цилиндре 4 с всасывающим клапаном 5 и полый плунжер 6 с нагнетательным клапаном 7 в своей нижней части. Плунжер 6 соединен с выполненной полой колонной штанг 8 через траверсу 9 с общей полой колонной штанг 10. Ось верхнего плунжерного скважинного насоса 2 смещена от оси корпуса 1 насосной установки. В траверсе 9 выполнен канал 11, соединяющий полость плунжера 6 с полостью общей полой колонны штанг 10 (Фиг.1). Кроме того, траверса 9 соединена с верхним концом колонны штанг 12 нижнего плунжерного скважинного насоса 13 (Фиг.2), нижний конец которой присоединен, в свою очередь, к выполненному полым плунжеру 14 нижнего плунжерного скважинного насоса 13. Плунжер 14 расположен в цилиндре 15 и имеет на своем нижнем конце нагнетательный клапан 16. В цилиндре 15 установлен всасывающий клапан 17, находящийся в насосной камере 18. Насосная камера 3 верхнего плунжерного скважинного насоса 2 соединена с затрубным пространством 19 через впускное окно 20 и канал 21. Насосная камера 18 нижнего плунжерного скважинного насоса 13 соединена с затрубным пространством 22 через впускной канал 23 (Фиг.2). В скважине имеются верхний продуктивный пласт 24 и нижний продуктивный пласт 25. На корпусе 1 установлен пакер 26, разделяющий затрубные пространства 19 и 22 скважины между продуктивными пластами 24 и 25. Когда расстояние между верхним и нижним плунжерными скважинными насосами 2 и 13 небольшое, а нижний плунжерный скважинный насос 13 установлен соосно с корпусом установки, то можно установить на колонне штанг 12 ниже верхнего плунжерного скважинного насоса 2 асимметричный штанговый переводник 27. Вместо штангового переводника 27 можно присоединить (Фиг.3) нижний насос через штангу с S-образным изгибом, лежащую в плоскости смещения осей верхнего и нижнего плунжерных скважинных насосов.

Как другой вариант, можно присоединить (Фиг.4) нижний плунжерный скважинный насос 13 к корпусу 1 через трубный асимметричный переводник 28.

При большом расстоянии между верхним и нижним плунжерными скважинными насосами 2 и 13, за счет гибкости штанг нет необходимости в применении для нижнего скважинного плунжерного насоса штангового или трубного переводников.

Верхняя штанга колонны штанг 12, присоединяемая к траверсе, имеет фигурное сечение, например месяцеобразное (Фиг.5), для соответствия сечения полости, образованной наружной поверхностью верхнего плунжерного скважинного насоса 2 и внутренней поверхностью корпуса 1 установки. Внутренний диаметр сечения серпообразной штанги может соответствовать наружному диаметру верхнего плунжерного скважинного насоса 2, а наружный диаметр сечения серпообразной штанги может соответствовать внутреннему диаметру корпуса 1 для уменьшения вероятности перетирания.

Как один из вариантов, предлагается фиксация положения верхней штанги и ее последующее крепление в траверсе 9 за счет наличия фрезерованных ориентированных пазов на верхнем конце штанги и в посадочном отверстии в траверсе 9, в которые установлена шпонка 29, и наличия резьбы 30 на верхнем конце штанги, на которую надевается шайба 31, наворачиваются крепежная гайка 32 и контргайка 33 с целью закрепления штанги в траверсе 9. Кроме того, вместо фиксации шпонкой могут применяться другие варианты, например шлицевая или многогранником.

В любом из вышеперечисленных вариантов на штангах 8, 10 и 12 можно установить центраторы (не показаны).

Скважинная насосная установка при одновременно-раздельной эксплуатации двух пластов скважины работает следующим образом.

В начале всасывания откачиваемой жидкости из скважины общая колонна полых штанг 10 движется вверх, увлекая за собой плунжер 6 верхнего плунжерного скважинного насоса 2 и плунжер 14 нижнего плунжерного скважинного насоса 13. В насосной камере 3 верхнего плунжерного скважинного насоса 2 и в насосной камере 18 нижнего плунжерного скважинного насоса 13 создается разрежение. Клапаны 5 и 17 открываются, и жидкость начинает поступать из затрубного пространства 19 в насосную камеру 3 верхнего плунжерного скважинного насоса 2 и из затрубного пространства 22 в насосную камеру 18 нижнего плунжерного скважинного насоса 13, т.к. после спуска насосной установки в скважину пакер 26 приведен в рабочее состояние и разделил затрубное пространство скважины на две части 19 и 22 соответственно. После достижения плунжерами 6 и 14 своих верхних положений и наполнения насосных камер 3 и 18, начинается движение вниз общей колонны полых штанг 10. Клапаны 5 и 17 закрываются, а давление сжимаемой жидкости в насосных камерах 3 и 18 открывают клапаны 7 и 16 и происходит перепуск жидкости из насосной камеры 3 в полость плунжера 6 и далее по общей колонне полых штанг 10 на устье скважины и из насосной камеры 18 в полость плунжера 14 и далее в корпус 1 установки и затем по лифтовой колонне (не показана) на устье скважины. После достижения плунжерами 6 и 14 своих нижних положений цикл работы насосов и самой установки повторяется.

Настоящее изобретение может быть использовано в нефтедобывающей и других отраслях промышленности при добыче различных жидких сред из скважин.