RU2353806C1

RU2353806C1 - Sucker-rod pump unit

Info

Publication number: RU2353806C1
Application number: RU2008120822/06A
Authority: RU
Inventors: Наиль Габдулбариевич Ибрагимов (RU); Наиль Габдулбариевич Ибрагимов; Гали Газизович Ганиев (RU); Гали Газизович Ганиев; Виктор Михайлович Кононов (RU); Виктор Михайлович Кононов; Мудаир Хайевич Валеев (RU); Мудаир Хайевич Валеев; Фанис Кашипович Ахметшагиев (RU); Фанис Кашипович Ахметшагиев; Рустам Анисович Гильфанов (RU); Рустам Анисович Гильфанов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина
Priority date: 2008-05-27
Filing date: 2008-05-27
Publication date: 2009-04-27

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: invention is related to oil industry and may find application in production of oil and well bottom zone handling and effect at producing platform. The unit comprises pump cylinder plugged in lower end part with holes in upper part and plunger with valves installed in body with the possibility of reciprocal motion. The cylinder plugged in lower end part is arranged as movable with annular slot and thrust and is installed with the possibility of reciprocal motion inside sub having side holes and sealing cylinders. Sub is screwed on cylinder connected to column of pump-compressor pipes, and is threaded via coupling into jacket, which in its turn is threaded into valve body equipped with ball and sludge trap. Plunger with valve is connected to rods column on one side, and to auxiliary plunger having side hole and valve - on the other side. The plunger forms working pair with cylinder, and auxiliary plunger forms working pair with movable cylinder.

EFFECT: increased pump efficiency.

3 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может найти применение при добыче нефти и обработке призабойной зоны скважины и воздействии на продуктивный пласт.The invention relates to the oil industry and may find application in oil production and processing of the bottomhole zone of the well and impact on the reservoir.

Известна штанговая насосная установка, включающая цилиндр с всасывающим клапаном и расположенный в цилиндре с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с нагнетательным клапаном (Глубинные штанговые насосы. Каталог АО "Ижнефтемаш", ред. 0-97, с.25).Known sucker rod pump installation, comprising a cylinder with a suction valve and located in the cylinder with the possibility of reciprocating movement of the plunger with a discharge valve (Deep sucker rod pumps. Catalog of Izhneftemash, rev. 0-97, p.25).

Известная установка позволяет осуществлять добычу нефти, но не позволяет воздействовать на призабойную зону скважины для ее очистки.A well-known installation allows for oil production, but does not allow to affect the bottom-hole zone of the well to clean it.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для добычи нефти и обработки призабойной зоны скважины, включающее заглушенный в нижней торцовой части цилиндрический корпус насоса с отверстиями в верхней части и установленный в корпусе с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с клапанами (А.А.Попов. Ударные воздействия на призабойную зону скважин. М.: Недра, 1990, с.106-109 - прототип).Closest to the invention in technical essence is a device for oil production and treatment of the bottom hole zone of the well, including a cylindrical pump casing with holes in the upper part that is muffled in the lower end part and installed in the housing with the possibility of reciprocating movement of the plunger with valves (A.A. Popov, shock effects on the bottom-hole zone of wells, Moscow: Nedra, 1990, pp. 106-109 - prototype).

Установка позволяет при отборе нефти осуществить очистку призабойной зоны скважины. Однако производительность установки при этом остается невысокой.The installation allows for the selection of oil to clean the bottom-hole zone of the well. However, the installation performance remains low.

В предложенном изобретении решается задача повышения производительности устройства.The proposed invention solves the problem of increasing the productivity of the device.

Задача решается тем, что в штанговой насосной установке, включающей заглушенный в нижней торцовой части цилиндр насоса с отверстиями в верхней части и установленный в корпусе с возможностью возвратно-поступательного движения плунжер с клапанами, согласно изобретению заглушенный в нижней торцовой части цилиндр выполнен подвижным с кольцевым пазом и упором и размещен с возможностью возвратно-поступательного движения внутри переводника, имеющего боковые отверстия и уплотнительные цилиндры, переводник навинчен на цилиндр, соединенный с колонной насосно-компрессорных труб, и ввинчен через муфту в кожух, который в свою очередь ввинчен в корпус клапана, снабженного шариком и шламоуловителем, плунжер с клапаном соединен с одной стороны с колонной штанг, а с другой стороны со вспомогательным плунжером, имеющим боковое отверстие и клапан, при этом плунжер образует рабочую пару с цилиндром, а вспомогательный плунжер образует рабочую пару с подвижным цилиндром.The problem is solved in that in a sucker rod installation comprising a pump cylinder muffled in the lower end part with holes in the upper part and a plunger with valves installed in the housing with the possibility of reciprocating motion, according to the invention, the cylinder muffled in the lower end part is movable with an annular groove and focus and placed with the possibility of reciprocating movement inside the sub having side openings and sealing cylinders, the sub is screwed onto a cylinder connected to tubing string, and screwed through a sleeve into a casing, which in turn is screwed into a valve body equipped with a ball and a sludge trap, a plunger with a valve connected on one side to the rod string, and on the other hand to an auxiliary plunger having a side hole and valve, while the plunger forms a working pair with a cylinder, and the auxiliary plunger forms a working pair with a movable cylinder.

Заявленное устройство представлено на фиг.1, 2 и 3.The claimed device is presented in figures 1, 2 and 3.

Устройство состоит из цилиндра 1 (фиг.1, 2), соединенного с муфтой 2; переводника 3, имеющего уплотнительные цилиндры 4 и 5 и отверстия для прохода пластовой жидкости 6 и 7, который навинчен на цилиндр 1; подвижного цилиндра 8 с кольцевым пазом 9, отверстиями 10, упором 11 и заглушкой 12, который свободно движется внутри переводника 3 по уплотнительным цилиндрам 4 и 5; кожуха 13, ввинченного с одной стороны в муфту 14, которая в свою очередь ввинчена в переводник 3, а с другой стороны ввинченного в корпус клапана 15, снабженного шариком 16 и шламоуловителем 17; плунжера 18 с клапаном 19, соединенного, с одной стороны колонной штанг 20, а с другой стороны вспомогательным плунжером 21, имеющим боковое отверстие 22 и клапан 23. Плунжер 18 образует рабочую пару с цилиндром 1, а вспомогательный плунжер 21 - рабочую пару с подвижным цилиндром 8. Устройство размещено в эксплуатационной колонне скважины 24 и спущено до перфорационной зоны скважины 25. Устройство через муфту 2 соединено с колонной насосно-компрессорных труб 26.The device consists of a cylinder 1 (figure 1, 2) connected to the coupling 2; a sub 3 having sealing cylinders 4 and 5 and openings for the passage of formation fluid 6 and 7, which is screwed onto cylinder 1; a movable cylinder 8 with an annular groove 9, holes 10, a stop 11 and a plug 12, which moves freely inside the sub 3 through the sealing cylinders 4 and 5; a casing 13, screwed on one side into a sleeve 14, which in turn is screwed into a sub 3, and on the other hand screwed into a valve body 15, provided with a ball 16 and a sludge trap 17; a plunger 18 with a valve 19 connected, on one side, to a column of rods 20, and on the other hand, an auxiliary plunger 21 having a side opening 22 and a valve 23. The plunger 18 forms a working pair with cylinder 1, and the auxiliary plunger 21 - a working pair with a movable cylinder 8. The device is located in the production casing of the well 24 and lowered to the perforation zone of the well 25. The device is connected through a sleeve 2 to the string of tubing 26.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Устройство устанавливают в скважине 24 закрепленной на колонне насосно-компрессорных труб 26 муфтой 2 так, чтобы в перфорационной зоне 25 скважины 24 оказались отверстия 7.The device is installed in the well 24 mounted on the string of tubing 26 with a sleeve 2 so that holes 7 are in the perforation zone 25 of the well 24.

При ходе колонны штанг 20 и связанных с ней плунжера 18 и вспомогательного плунжера 21 вниз (фиг.1 и 2) открываются клапана 19 и 23, закрывается клапан 16; перекрываются отверстия 10 вспомогательным плунжером 21 подвижного цилиндра 8 и пластовая жидкость, находящаяся в полости цилиндра 1, через боковое отверстие 22 из подвижного цилиндра 8 вытесняется в пространство над плунжером 18. Заглушка 12 не дает пластовой жидкости выдавливаться в полость кожуха 13. При достижении плунжера 18 подвижного цилиндра 8 последний начинает двигаться вместе с ним по уплотнительным цилиндрам 4 и 5, выдавливая пластовую жидкость из полости кожуха 13 через отверстия 6 и 22 над плунжером 18. Уплотнительные цилиндры 4 и 5 являются сальниковыми уплотнениями, не давая сообщаться полости цилиндра 1 и кожуха 13 с полостью эксплуатационной колонны скважины 24.During the course of the string of rods 20 and associated plunger 18 and auxiliary plunger 21 downward (FIGS. 1 and 2), valves 19 and 23 open, valve 16 closes; holes 10 are blocked by an auxiliary plunger 21 of the movable cylinder 8 and the formation fluid located in the cavity of the cylinder 1 is displaced through the side opening 22 from the movable cylinder 8 into the space above the plunger 18. The plug 12 prevents the formation fluid from extruding into the cavity of the casing 13. Upon reaching the plunger 18 of the movable cylinder 8, the latter begins to move along it along the sealing cylinders 4 and 5, squeezing out the formation fluid from the cavity of the casing 13 through the openings 6 and 22 above the plunger 18. The sealing cylinders 4 and 5 are packing glands, not allowing the cavity of the cylinder 1 and the casing 13 to communicate with the cavity of the production casing 24.

При ходе колонны штанг 20 и связанных с ней плунжера 18 и вспомогательного плунжера 21 вверх (фиг.3) клапана 19 и 23 закрываются, а клапан 16 открывается. Пластовая жидкость проходит через шламоуловитель 17 и, очистившись там, проходит через клапан 16, отверстия 6 и начинает заполнять полость под плунжером 18. Так как отверстия 10 подвижного цилиндра 8 перекрыты вспомогательным плунжером 21, в полости подвижного цилиндра 8 под вспомогательным плунжером 21 образуется разрежение. Усилие, созданное разностью давлений в кожухе 13 и в полости подвижного цилиндра 8, способствует перемещению подвижного цилиндра 8 с заглушкой 12 за вспомогательным плунжером 21 вдоль уплотнительных цилиндров 4 и 5. Освобождаемый при этом объем в кожухе 13 через шламоуловитель 17 и клапан 16 заполняется пластовой жидкостью. При достижении упора 11, жестко закрепленного на подвижном цилиндре 8, уплотнительного цилиндра 5, подвижный цилиндр 8 перестает перемещаться вверх. При этом кольцевой паз 9 с отверстиями 10 подвижного цилиндра 8 находится в зоне отверстий 7. При дальнейшем движении колонны штанг 20 и связанных с ней плунжера 18 и вспомогательного плунжера 21 вверх в полости подвижного цилиндра 8 образуется разрежение тем больше, чем больше объем под вспомогательным плунжером 21. В конце цикла откачки, т.е. к моменту открытия вспомогательным плунжером 21 отверстий 10, происходит максимальное разрежение под вспомогательным плунжером 21. При открытии отверстий 10 вспомогательным плунжером 21 пластовая жидкость через отверстия 7 и кольцевой паз 9 устремляется в корпус подвижного цилиндра 8, резко заполняя его. Таким образом, создается имплозия на забое скважины, которая вызывает мгновенный резкий приток нефти из пласта скважины, способствует образованию трещин в горных породах и очистке призабойной зоны от загрязнений.During the course of the column of rods 20 and the associated plunger 18 and the auxiliary plunger 21 upward (Fig. 3), the valves 19 and 23 are closed, and the valve 16 opens. The formation fluid passes through the sludge trap 17 and, having been cleaned there, passes through the valve 16, openings 6 and begins to fill the cavity under the plunger 18. Since the openings 10 of the movable cylinder 8 are blocked by the auxiliary plunger 21, a vacuum forms in the cavity of the movable cylinder 8 under the auxiliary plunger 21. The force created by the pressure difference in the casing 13 and in the cavity of the movable cylinder 8, facilitates the movement of the movable cylinder 8 with the plug 12 behind the auxiliary plunger 21 along the sealing cylinders 4 and 5. The volume released in the casing 13 through the sludge trap 17 and the valve 16 is filled with formation fluid . Upon reaching the stop 11, rigidly fixed on the movable cylinder 8, the sealing cylinder 5, the movable cylinder 8 stops moving up. In this case, the annular groove 9 with the openings 10 of the movable cylinder 8 is located in the area of the openings 7. With a further movement of the column of rods 20 and the associated plunger 18 and the auxiliary plunger 21 upward, a vacuum is formed in the cavity of the movable cylinder 8, the greater the larger the volume under the auxiliary plunger 21. At the end of the pumping cycle, i.e. by the time the auxiliary plunger 21 opens the openings 10, the maximum vacuum under the auxiliary plunger 21 occurs. When opening the openings 10 with the auxiliary plunger 21, the formation fluid flows through the openings 7 and the annular groove 9 into the housing of the movable cylinder 8, filling it abruptly. Thus, implosion is created at the bottom of the well, which causes an instant sharp influx of oil from the wellbore, contributes to the formation of cracks in the rocks and cleans the bottom-hole zone from contamination.

Устройство позволяет не только очищать призабойную зону скважины от загрязнений, но и подавать нефть к устью скважины с высокой производительностью. В отличие от аналогов, в которых производительность ограничивается высокими ударными нагрузками на технологическое оборудование, возникающими при резком заполнении разреженной полости насоса пластовой жидкостью, в данном устройстве производительность не зависит от объема разреженной полости под плунжером 21. Конструкция устройства позволяет, увеличивая производительность устройства (увеличивая диаметр плунжера 18 и цилиндра 1 или увеличивая длину хода установки), оставлять неизменными силу ударно-волнового воздействия и, тем самым, ударные нагрузки на технологическое оборудование. Это позволяет избежать разрушения технологического оборудования и лишних деформаций породы призабойной зоны пласта. Такие условия позволяют эксплуатировать данное устройство со стационарными наземными приводами штанговых насосных установок (станки-качалки, цепные привода и др.).The device allows not only to clean the bottom-hole zone of the well from contamination, but also to supply oil to the wellhead with high productivity. Unlike analogues, in which productivity is limited by high shock loads on the process equipment that occur when the rarefied cavity of the pump is suddenly filled with formation fluid, in this device the performance does not depend on the volume of the rarefied cavity under plunger 21. The design of the device allows increasing productivity of the device (increasing diameter plunger 18 and cylinder 1 or increasing the stroke length of the installation), leave unchanged the force of the shock-wave action and, therefore, Unloading loads on technological equipment. This avoids the destruction of technological equipment and unnecessary deformation of the rock bottom-hole formation zone. Such conditions make it possible to operate this device with stationary ground-based drives of sucker-rod pumping units (rocking machines, chain drives, etc.).

Интенсивно извлекая подошвенную воду через шламоуловитель 17, расположенный ниже перфорационной зоны и, тем самым, направляя поток воды вниз, а нефтепродукты через отверстия 7, расположенные в зоне водонефтяного контакта, устройство позволяет осуществлять технологию обратного нефтяного конуса. Ударные волновые импульсы, возникающие при работе устройства, способствуют ускорению образования нефтенасыщенности в продуктивной зоне пласта. Это позволяет увеличить дебит скважины по нефти.Intensively extracting plantar water through a sludge trap 17 located below the perforation zone and, thereby, directing the water flow downward, and oil products through openings 7 located in the oil-water contact zone, the device allows the technology of the inverse oil cone. Shock wave impulses arising during the operation of the device contribute to accelerate the formation of oil saturation in the reservoir. This allows you to increase the flow rate of the well for oil.

Claims

A sucker rod pump installation comprising a pump cylinder muffled in the lower end part with holes in the upper part and a plunger with valves installed in the housing with the possibility of reciprocating movement, characterized in that the cylinder muffled in the lower end part is movable with an annular groove and an abutment and placed with the possibility of reciprocating movement inside the sub having side openings and sealing cylinders, the sub is screwed onto a cylinder connected to the pump and compressor string pipes, and screwed through the sleeve into a casing, which, in turn, is screwed into the valve body, equipped with a ball and a sludge trap, a plunger with a valve connected on one side to the rod string, and on the other hand to an auxiliary plunger having a side hole and valve while the plunger forms a working pair with a cylinder, and the auxiliary plunger forms a working pair with a movable cylinder.