Бесштанговая скважинная насосная установка

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована при откачке скважинной продукции с помощью насосов объемного действия, преимущественно для подъема жидких сред из нефтяных мало дебитных скважин. Бесштанговая скважинная насосная установка содержит установленный на колонне насосных труб цилиндрический корпус с отверстиями в стенке последнего для подвода перекачиваемой из скважины среды и установленную в цилиндрическом корпусе соосно последнему насосную камеру, в которой размещен с возможностью осевого перемещения цилиндрический плунжер, механически связанный с ползуном привода для его возвратно-поступательного перемещения в насосной камере, а верхняя часть насосной камеры снабжена всасывающим клапаном, сообщенным входом с отверстиями для подвода перекачиваемой из скважины среды и нагнетательным клапаном, сообщенным выходом с колонной насосных труб, причем напорный клапан расположен соосно с цилиндрическим плунжером, со стороны нижней части насосная камера выполнена с механическим уплотнением относительно цилиндрического плунжера, всасывающий клапан выполнен с кольцевой подвижной в осевом направлении тарелкой, расположенной над неподвижным кольцевым седлом всасывающего клапана. В результате достигается возможность уменьшить радиальный и осевой габарит насосной установки.

Полезная модель относится к области машиностроения и может быть использована при откачке скважинной продукции с помощью насосов объемного действия, приводимых в действие погружными механическими или гидравлическими двигателями или погружными линейными электродвигателями, преимущественно для подъема жидких сред из нефтяных малодебитных скважин.

Известна скважинная насосная установка, содержащая колонну насосных труб и расположенные в цилиндрическом корпусе плунжерные насосы, каждый из которых содержит цилиндрическую насосную камеру с всасывающим и нагнетательным клапанами, а между плунжерными насосами установлен линейный электродвигатель для привода плунжеров насосов (см. патент FR 2385911, кл. F04B 49/06, 27.10.1978).

Однако данная установка имеет сложную конструкцию и низкую надежность, что сужает область ее использования.

Наиболее близкой к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является бесштанговая скважинная насосная установка, содержащая установленный на колонне насосных труб цилиндрический корпус с отверстиями в стенке последнего для подвода перекачиваемой из скважины среды и установленную в цилиндрическом корпусе соосно последнему насосную камеру, в которой размещен с возможностью осевого перемещения цилиндрический плунжер, механически связанный с приводом для его возвратно-поступательного перемещения в насосной камере, а верхняя часть насосной камеры снабжена всасывающим клапаном, сообщенным входом с отверстиями для подвода перекачиваемой из скважины среды, и нагнетательным клапаном, сообщенным выходом с колонной насосных труб, причем напорный клапан расположен соосно с цилиндрическим плунжером (см. патент на полезную модель СИ 201502516, кл. F04B 47/00, 09.06.2010).

Однако и данная бесштанговая скважинная насосная установка имеет множество перепускных каналов, что значительно усложняет всю конструкцию и увеличивает радиальные размеры установки, и, как результат, снижает надежность работы насосной установки и сужает область ее использования.

Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является устранение указанных выше недостатков.

Технический результат заключается в том, что достигается возможность уменьшить радиальный и осевой габариты насосной установки.

Указанная задача решается, а технический результат достигается за счет того, что бесштанговая скважинная насосная установка содержит установленный на колонне насосных труб цилиндрический корпус с отверстиями в стенке последнего для подвода перекачиваемой из скважины среды и установленную в цилиндрическом корпусе соосно последнему насосную камеру, в которой размещен с возможностью осевого перемещения цилиндрический плунжер, механически связанный с приводом для его возвратно-поступательного перемещения в насосной камере, а верхняя часть насосной камеры снабжена всасывающим клапаном, сообщенным входом с отверстиями для подвода перекачиваемой из скважины среды и нагнетательным клапаном, сообщенным выходом с колонной насосных труб, причем напорный клапан расположен соосно с цилиндрическим плунжером, со стороны нижней части насосная камера выполнена с механическим уплотнением относительно цилиндрического плунжера, всасывающий клапан выполнен с кольцевой подвижной в осевом направлении тарелкой, расположенной над неподвижным кольцевым седлом всасывающего клапана.

Цилиндрический корпус, предпочтительно, снабжен щелевым фильтром.

Всасывающий и напорные клапаны, предпочтительно, выполнены с пружинной, магнитной или электромагнитной нагрузкой, обеспечивающей принудительное закрытие клапана.

В цилиндрическом корпусе насоса над насосной камерой может быть установлено комбинированное сливное устройство, состоящее из разрушаемого полого штуцера, один конец которого гидравлически соединен с затрубным пространством скважины, а другой конец закрыт калиброванной разрывной мембраной.

Выполнение всасывающего клапана кольцевым в сочетании с соосным расположением и цилиндрическим выполнением других элементов конструкции насосной установки, а также выполнение уплотнения цилиндрического плунжера в виде механического уплотнения позволило уменьшить радиальные и осевые габариты насосной установки, а также объем мертвого пространства в насосной камере насоса, что позволило использовать данную насосную установку в малодебитных скважинах, имеющих, как правило, сравнительно небольшой диаметр.

Цилиндрический корпус, предпочтительно, снабжен щелевым фильтром, что позволяет эффективно защищать насосную установку от механических примесей, содержащихся в откачиваемой среде, без увеличения радиального и осевого габарита.

Установка в цилиндрическом корпусе насоса над насосной камерой комбинированного сливного устройства, состоящего из разрушаемого полого штуцера, один конец которого гидравлически соединен с затрубным пространством скважины, а другой конец закрыт калиброванной разрывной мембраной позволяет без увеличения радиального габарита предотвратить выход из строя насосной установки при нарушении ее штатной работы.

На чертеже схематически показан продольный разрез бесштанговой скважинной насосной установки.

Бесштанговая скважинная насосная установка содержит установленный на колонне насосных труб 1 цилиндрический корпус 2 с отверстиями 3 в стенке последнего для подвода перекачиваемой из скважины среды и установленную в цилиндрическом корпусе 2 соосно последнему насосную камеру 4, в которой размещен с возможностью осевого перемещения цилиндрический плунжер 5, механически связанный с плунжером привода (не показан на чертеже) для его возвратно-поступательного перемещения в насосной камере 4.

Верхняя часть насосной камеры 4 снабжена всасывающим клапаном 6, сообщенным входом с отверстиями 3 для подвода перекачиваемой из скважины среды и нагнетательным клапаном 7, сообщенным выходом с колонной насосных труб 1.

Напорный клапан 7 расположен соосно с цилиндрическим плунжером 5, со стороны нижней части насосная камера 4 выполнена с механическим уплотнением 8 относительно цилиндрического плунжера 5, а всасывающий клапан 6 выполнен с кольцевой подвижной в осевом направлении тарелкой 9, расположенной над неподвижным кольцевым седлом 10 всасывающего клапана 6.

Цилиндрический корпус 2, предпочтительно, снабжен щелевым фильтром (не показан на чертеже).

Всасывающий 6 и напорные 7 клапаны, предпочтительно, выполнены с пружинной 11, магнитной или электромагнитной (не показаны на чертеже) нагрузкой, обеспечивающей их принудительное закрытие.

В цилиндрическом корпусе 2 насосной установки над насосной камерой 4 может быть установлено комбинированное сливное устройство 12, состоящее из разрушаемого полого штуцера 13, один конец которого гидравлически соединен с затрубным пространством скважины, а другой конец закрыт калиброванной разрывной мембраной 14.

Бесштанговая скважинная насосная установка работает следующим образом.

При движении ползуна привода вниз вместе с ним перемещается вниз цилиндрический плунжер 5. При этом всасывающий клапан 6 открывается, а нагнетательный клапан 7 закрывается и из затрубного пространства скважины через отверстия 3 в цилиндрическом корпусе 2 и далее через всасывающий клапан 6 откачиваемая из скважины среда поступает в насосную камеру 4. Далее при движении ползуна привода вверх вместе с ним вверх перемещается плунжер 5. Всасывающий клапан 6 закрывается, а напорный клапан 7 под давлением откачиваемой жидкой среды открывается и откачиваемая жидкая среда цилиндрическим плунжером 5 через напорный клапан 7 выдавливается в колонну насосных труб 1, по которой откачиваемая из скважины жидкая среда поступает потребителю. Затем ползун привода перемещает цилиндрический плунжер 5 вниз и таким образом повторяется описанный выше цикл работы бесштанговой скважинной насосной установки.

Настоящая полезная модель может быть использована в нефтяной и других отраслях промышленности, где требуется откачка из скважин различных жидких сред.

1. Бесштанговая скважинная насосная установка, содержащая установленный на колонне насосных труб цилиндрический корпус с отверстиями в стенке последнего, для подвода перекачиваемой из скважины среды и установленную в цилиндрическом корпусе соосно последнему насосную камеру, в которой размещен с возможностью осевого перемещения цилиндрический плунжер, механически связанный с ползуном привода для его возвратно-поступательного перемещения в насосной камере, а верхняя часть насосной камеры снабжена всасывающим клапаном, сообщенным входом с отверстиями для подвода перекачиваемой из скважины среды и нагнетательным клапаном, сообщенным выходом с колонной насосных труб, причем напорный клапан расположен соосно с цилиндрическим плунжером, отличающаяся тем, что со стороны нижней части насосная камера выполнена с механическим уплотнением относительно цилиндрического плунжера, всасывающий клапан выполнен с кольцевой подвижной в осевом направлении тарелкой, расположенной над неподвижным кольцевым седлом всасывающего клапана.

2. Бесштанговая скважинная насосная установка по п. 1, отличающаяся тем, что цилиндрический корпус снабжен щелевым фильтром.

3. Бесштанговая скважинная насосная установка по п. 1, отличающаяся тем, что всасывающий и напорные клапаны выполнены с пружинной, магнитной или электромагнитной нагрузкой, обеспечивающей принудительное закрытие клапана.

4. Бесштанговая скважинная насосная установка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что в цилиндрическом корпусе насосной установки над насосной камерой установлено комбинированное сливное устройство, состоящее из разрушаемого полого штуцера, один конец которого гидравлически соединен с затрубным пространством скважины, а другой конец закрыт калиброванной разрывной мембраной.