Устройство глубинного дозирования реагента в скважину с приводом от станка-качалки
Устройство глубинного дозирования реагента в скважину с приводом от станка-качалки может быть использовано при глубиннонасосной эксплуатации скважин в нефтегазодобывающих предприятиях отрасли для предотвращения коррозии оборудования, отложения парафинов и солей, образования стойких эмульсий, снижения вязкости продукции скважин.
Устройство содержит контейнер для реагента, снабженный крышкой с клапаном и размещенный под насосной частью станка-качалки, и дозатор, состоящий из жестко связанного с контейнером корпуса дозатора, выполненного с внутренней полостью, в верхней части которой размещен шлюз с поперечным и продольным каналами для прохождения реагента, скважинной жидкости и газа и в котором размещен шарик клапанный, выполняющий функцию запирающего устройства при посадке на седло в виде кольца или на седло, образованное продольным каналом шлюза, с образованием системы контейнер-корпус, выполненной с возможностью возвратно-поступательного перемещения по полому цилиндру, имеющему в нижней части вертикальные каналы для сообщения со скважиной и зафиксированного в скважине посредством упорных пружин или пакера, плунжер с осевыми канавками для пропускания реагента, скважинной жидкости и газа размещен в осевом отверстии корпуса дозатора и жестко закреплен с полым цилиндром и мерный узел, состоящий из мерного кольца с уплотнительными элементами, которые с внутренней стенкой нижнего седла клапана образуют мерную полость для реагента, ограничители хода системы контейнер-корпус, которыми являются упорное кольцо и жестко связанные с полым цилиндром и клапанный шарик.
Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, в частности, к устройствам для добычи и внутрискважинной обработки нефти путем дозированной подачи в нее жидких химических реагентов, и может быть использована при глубиннонасосной эксплуатации скважин в нефтедобывающих предприятиях отрасли для предотвращения коррозии оборудования, отложения парафина и солей, образования стойких эмульсий, снижения вязкости продукции скважины.
Известна глубиннонасосная установка для добычи и внутрискважинной обработки нефти, включающая штанговый насос, размещенный под насосом, и жестко связанный с ним контейнер для химреагента и дозатор, выполненный в виде соединенного с контейнером цилиндра с плунжером, имеющим дозировочные канавки на боковой поверхности, и свободный конец которого размещен в нижней части контейнера химреагента. При этом система контейнер-цилиндр выполнены с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно стенок скважины, а плунжер жестко связан с фрикционным фонарем, выполняющим функцию средства жесткой фиксации плунжера в скважине (авт. св-во СССР №894178, Кл. Е21В 43/00, от 1979 г.).
Недостатком этой установки является недостаточная надежность работы при дозировании реагента, особенно вязкого, что приводит к снижению эффективности обработки.
Известно устройство для дозированной подачи реагента в скважину, оборудованную штанговым насосом, включающее размещенный под штанговым насосом и жестко связанный с ним контейнер для реагента, и дозатор, состоящий из полого цилиндра, с
подпружиненными колодками для фиксации его в скважине, из жестко связанного с контейнером корпуса с образованием системы контейнер-корпус, выполненной возможностью возвратно-поступательного перемещения, при этом внутри корпуса размещен плунжер со штоком и ряд каналов с клапанами, и из ограничителя хода возвратно-поступательного перемещения системы контейнер-корпус (авт. св-во СССР №1055859, Кл. Е21В 43/00, от 1980 г.).
Недостатком данного известного устройства является сложность и, следовательно, низкая точность дозировки реагента, особенно с повышенной вязкостью, а также недостаточная надежность конструкции, вследствие большого числа сложных в изготовлении узлов (особенно корпуса) Все это приводит к низкой эффективности дозирования.
Наиболее близким по технической сущности к предполагаемой полезной модели является известное устройство глубинного дозирования реагента в скважину с приводом от станка-качалки, включающее размещенный под насосом и жестко связанный с ним контейнер для реагента, и дозатор, состоящий из полого цилиндра, торцевая часть которого соединена со средством фиксации его в скважине, из жестко связанного с контейнером корпуса с образованием системы контейнер-корпус, выполненной возможностью возвратно-поступательного перемещения, при этом внутри корпуса размещен плунжер со штоком, и из ограничителя хода возвратно-поступательного перемещения системы контейнер-корпус, при этом корпус выполнен с внутренней полостью, заполняемой в процессе работы скважинной жидкостью и газом, ограниченной двумя перегородками, причем со стороны средства для фиксации - нижней поперечной перегородкой с каналами для прохождения скважинной жидкости и газа и со сквозным осевым отверстием для пропускания штока и обеспечения жесткого соединения его со средством для фиксации, а со стороны контейнера - верхней поперечной перегородкой со сквозным осевым отверстием для
пропускания плунжера, при этом часть корпуса с нижней поперечной перегородкой соосно размещена в цилиндре, в котором выполнены радиальные и вертикальные каналы для обеспечения сообщения как его, так и полости корпуса через каналы в нижней поперечной перегородке со скважиной, в качестве ограничителя возвратно-поступательного перемещения системы контейнер-корпус, устройство содержит размещенные на штоке на расстоянии друг от друга ограничительные элементы, выполняющие роль ограничителей поочередно, в зависимости от хода указанной системы вверх или вниз при ее возвратно-поступательном перемещении, и каждый из них выполнен с возможностью контактирования с одной из поперечных перегородок корпуса при таком перемещении, при этом свободный конец плунжера, имеющий на боковой поверхности по меньшей мере одну дозировочную канавку, размещен в нижней части контейнера и снабжен установленным с зазором к плунжеру кожухом, жестко соединенным с верхней поперечной перегородкой корпуса и гидравлически связанным с контейнером через радиальные каналы в стенке кожуха (патент RU №45455 И1, Е21В 43/00 от 2004 г.).
Недостатками известного устройства являются: низкая точность дозирования, сложность изготовления, сложность регулирования расхода реагента.
Задачей, на решение которой направлено данная полезная модель, является создание дозатора реагента, позволяющего более точно дозировать реагент за счет более простого и точного изготовления мерного узла дозатора, исключить потери реагента при ремонтных работах оборудования скважины, исключить перекос и заедание сборного плунжера в корпусе дозатора и, следовательно, возможность использования дозатора в наклонных скважинах, использовать их многократно без ремонта.
Поставленная полезной моделью задача решается тем, что в устройстве глубинного дозирования реагента в скважину с приводом от станка-качалки, включающем размещенный под насосом и жестко с ним связанный контейнер для реагента и дозатор, состоящий из полого цилиндра с вертикальными каналами, который соединен со средством фиксации его в скважине, из жестко связанного с контейнером корпуса дозатора, выполненного с внутренней полостью, заполняемой в процессе работы скважинной жидкостью и газом, с образованием системы контейнер-корпус, с размещенным внутри корпуса плунжером, жестко связанным с полым цилиндром, и ограничителями хода, с возможностью возвратно-поступательного перемещения системы контейнер-корпус относительно плунжера, в верхней части полости корпуса дозатора размещен шлюз, жестко с ним связанный и имеющий поперечный и продольный каналы для прохождения реагента, скважинной жидкости и газа, внутри шлюза размещен клапанный шарик, верхним седлом для которого служит продольный канал шлюза, нижним седлом является встроенное в корпус дозатора кольцо, плунжер имеет осевые канавки для обеспечения прохождения реагента, скважинной жидкости и газа, в верхней части плунжера расположен мерный узел, состоящий из мерного кольца с уплотнительными элементами, которые с внутренней стенкой нижнего седла клапана образуют мерную полость для реагента, а ограничителями хода системы контейнер-корпус являются упорное кольцо, которое жестко крепится к гильзе, и клапанный шарик.
В варианте исполнения:
- в устройстве по п.1 формулы мерный узел состоит из болта с шайбой, на который поочередно нанизываются уплотнительное кольцо, мерное кольцо, второе уплотнительное кольцо, и который жестко крепится к верхней части плунжера;
- в устройстве по п.1 формулы в качестве мерного узла служит верхняя часть плунжера, выполненная с резьбой, на которую поочередно
нанизываются уплотнительное кольцо, мерное кольцо, второе уплотнительное кольцо, шайба и гайка;
- в устройстве по п.1 формулы размеры мерного кольца, ограниченного уплотнительными кольцами, задают объем реагента за один цикл возвратно-поступательного перемещения системы контейнер-корпус;
- в устройстве по п.1 формулы в качестве средства для фиксации полого цилиндра в скважине устройство содержит пружины упорные;
- в устройстве по п.1 формулы контейнер для реагента снабжен герметичной крышкой с клапаном;
Крепеж плунжера к полому цилиндру может производиться с помощью корончатой гайки, либо путем сварки.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется чертежом, на котором изображен общий вид устройства в разрезе.
Предлагаемое устройство глубинного дозирования реагента в скважину с приводом от станка-качалки содержит контейнер 1 для реагента, снабженный крышкой с клапаном 2, размещенный под насосной частью станка-качалки (на чертеже не показан), и дозатор, состоящий из жестко связанного с контейнером 1 корпуса дозатора 4, выполненного с внутренней полостью 15, в верхней части которой размещен шлюз 12 с поперечным и продольным каналами для прохождения реагента, скважинной жидкости и газа и в котором размещен шарик клапанный 7, выполняющий функцию запирающего устройства при посадке на седло 19 или продольный канал шлюза 12, с образованием системы контейнер-корпус 5, выполненной с возможностью возвратно-поступательного перемещения по полому цилиндру 3, имеющему в нижней части вертикальные каналы 18 для сообщения со скважиной (пропускания реагента, скважинной жидкости и газа) и зафиксированного в скважине посредством пружин упорных 10, плунжер 6 с осевыми канавками 13 для пропускания реагента, газов и скважинной жидкости, размещенный в
осевом отверстии 17 корпуса дозатора 4 и жестко закрепленный в полом цилиндре 3 с помощью крепления 16, и мерный узел, состоящий из мерного кольца 11, ограниченного уплотнительными кольцами 9 (размеры мерного кольца задают объем дозируемого реагента за один ход плунжера 6).
Возвратно-поступательное перемещение системы контейнер-корпус 5 ограничивается при движении вверх упорным кольцом 8, жестко связанным с полым цилиндром 3, при движении вниз роль ограничителя выполняет шарик клапанный 7, упирающийся в продольный канал шлюза 12.
Мерный узел состоит из болта с шайбой, на который поочередно нанизываются уплотнительное кольцо 9, мерное кольцо 11, второе уплотнительное кольцо 9, и который жестко крепится к верхней части плунжера 6.
Также в качестве мерного узла может служить верхняя часть плунжера 6, выполненная с резьбой, на которую поочередно нанизываются уплотнительное кольцо 9, мерное кольцо 11, второе уплотнительное кольцо 9, шайба и гайка.
В качестве средства фиксации могут быть использованы пакер либо пружины упорные.
Устройство работает следующим образом.
При ходе станка-качалки вниз происходит перемещение вниз системы контейнер-корпус 5 до упора шарика 7 в продольный канал шлюза 12. При этом мерное кольцо 11 оказывается в полости шлюза 12, шарик 7 поднимается вверх, перекрывая поступление реагента из контейнера 1. Происходит заполнение дозы реагента между уплотнительными кольцами 9, равный заданным размерами мерного кольца 11 и вывод газа из полости корпуса дозатора через продольные и поперечные канавки в зону действия шлюза.
При ходе станка-качалки вверх колонна насосно-компрессорных труб сокращается. Происходит перемещение вверх системы контейнер-корпус 5 до упорного кольца 8. При этом шарик 7 перемещается вниз до седла 19, открывая доступ реагенту в полость шлюза 12 и закрывая нижнюю часть шлюза 12 от перетоков в скважину, а газа и скважинной жидкости из скважины в контейнер 1. Доза реагента поступает в нижнюю полость корпуса дозатора 4, а оттуда через осевые каналы 13 на плунжере 6 и вертикальные каналы 18 на полом цилиндре 3 - в скважину.
При работе станка-качалки и, соответственно, при возвратно-поступательном перемещении системы контейнер-корпус 5 остаются стационарным плунжер 6 благодаря жесткому креплению в полом цилиндре 3 и связи с пружиной упорной 10, цикл повторяется. Перед началом работы контейнер 1 заполняют химическим реагентом при помощи герметичной крышки с клапаном 2, через которую также производят стравливание газа из контейнера 1 для выравнивания давления после подъема.
Заявленное устройство глубинного дозирования реагента в скважину с приводом от станка-качалки позволит достичь более точного дозирования реагента, исключить потери реагента при ремонтных работах в скважине, возможности использовать устройство многократно, а также использовать его в наклонных скважинах.
1. Устройство глубинного дозирования реагента в скважину с приводом от станка-качалки, включающее размещенный под насосом и жестко с ним связанный контейнер для реагента и дозатор, состоящий из полого цилиндра с вертикальными каналами, который соединен со средством фиксации его в скважине, из жестко связанного с контейнером корпуса дозатора, выполненного с внутренней полостью, заполняемой в процессе работы скважинной жидкостью и газом, с образованием системы контейнер-корпус, внутри корпуса размещены плунжер, жестко связанный с полым цилиндром, и ограничители хода, при этом система контейнер-корпус выполнена с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно плунжера, отличающееся тем, что в верхней части полости корпуса дозатора размещен шлюз, жестко с ним связанный и имеющий поперечный и продольный каналы для прохождения реагента, скважинной жидкости и газа, внутри шлюза размещен клапанный шарик, верхним седлом для которого служит продольный канал шлюза, нижним седлом является встроенное в корпус дозатора кольцо, плунжер имеет осевые канавки для обеспечения прохождения реагента, скважинной жидкости и газа, в верхней части плунжера расположен мерный узел, состоящий из мерного кольца с уплотнительными элементами, которые с внутренней стенкой нижнего седла клапана образуют мерную полость для реагента, а ограничителями хода системы контейнер-корпус является упорное кольцо, которое жестко крепится к полому цилиндру, и клапанный шарик.
2. Устройство по п.1, отличающеесятем, что мерный узел состоит из болта с шайбой, на который поочередно нанизываются уплотнительное кольцо, мерное кольцо, второе уплотнительное кольцо, и который жестко крепится к верхней части плунжера.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве мерного узла служит верхняя часть плунжера, выполненная с резьбой, на которую поочередно нанизываются уплотнительное кольцо, мерное кольцо, второе уплотнительное кольцо, шайба и гайка.
4. Устройство по п.1, отличающеесятем, что размер мерного кольца, ограниченного уплотнительными кольцами, задает объем реагента за один цикл возвратно-поступательного перемещения системы контейнер-корпус.
5. Устройство по п.1, отличающеесятем, что в качестве средства для фиксации полого цилиндра в скважине оно содержит пружины упорные.
6. Устройство по п.1, отличающеесятем, что контейнер для реагента снабжен герметичной крышкой с клапаном.
