Изобретение относится к технике механизированной добычи жидкости и может быть использовано на нефтепромыслах, где применяется глубинно-насосная эксплуатация скважин. Задача изобретения - разработать штанговый глубинный насос, позволяющий снизить стоимость и упростить изготовление. Штанговый глубинный насос характеризуется тем, что содержит цилиндр с соединенным со штоком плунжером, разделяющим внутренний объем цилиндра на штоковую, надплунжерную и бесштоковую, подплунжерную полости, штоковая полость выполнена герметичной и заполнена газом, шток плунжера соединен с насосной штангой, клапанный узел, расположенный под цилиндром и имеющий три отсека, нижний, в котором расположен всасывающий клапан, и два верхних, в первом из которых расположен нагнетательный клапан, а во втором образована гидравлическая линия для забора жидкости в бесштоковую полость цилиндра при движении плунжера вверх и перепускания её при обратном ходе плунжера через первую верхнюю полость в насосно-компрессорную трубу. В результате снижена стоимость и упрощено изготовление насоса.

[0001] Штанговый глубинный насос, характеризующийся тем, что содержит цилиндр с соединенным со штоком плунжером, разделяющим внутренний объем цилиндра на штоковую, надплунжерную и бесштоковую, подплунжерную полости, штоковая полость выполнена герметичной и заполнена газом, шток плунжера соединен с насосной штангой, клапанный узел, расположенный под цилиндром и имеющий три отсека, нижний, в котором расположен всасывающий клапан, и два верхних, в первом из которых расположен нагнетательный клапан, а во втором образована гидравлическая линия для забора жидкости в бесштоковую полость цилиндра при движении плунжера вверх и перепускания её при обратном ходе плунжера через первую верхнюю полость в насосно-компрессорную трубу.

Изобретение относится к технике механизированной добычи жидкости и может быть использовано на нефтепромыслах, где применяется глубинно-насосная эксплуатация скважин.

Известен скважинный штанговый насос, который содержит корпус с насосно-компрессорными трубами, установленный в нем цилиндр с полым плунжером с всасывающим клапаном, подплунжерная полость которого постоянно сообщена с затрубным пространством, а надплунжерная - через гидролинию, выполненную в корпусе, и установленный в нем обратный клапан сообщена с насосно-компрессорными трубами. Уплотнительный узел выполнен в виде подпружиненного самоуплотняющегося сальника с цилиндрической нажимной втулкой. Он дополнительно содержит уплотнительный узел, снабженный дополнительным корпусом, установленным выше корпуса насоса. Сальник имеет в нижней части стопорное кольцо и уплотнение, а в верхней части - упорную пробку с мягким стопорным кольцом, стопором с пружиной и коническую нажимную втулку, расположенную с возможностью взаимодействия в нижней части с сальником, а в верхней - с цилиндрической нажимной втулкой. При этом пружина сальника установлена между упорной пробкой и цилиндрической втулкой, а пружина стопора - между ним и цилиндрической втулкой (патент RU № 2052662, кл. F04В 47/00, 1991). Недостатками известного скважинного штангового насоса являются сложность и соответственно дороговизна изготовления гидролинии в корпусе и полого плунжера, высокая нагрузка на головку балансира при выкачивании жидкости на поверхность.

Наиболее близок по технической сущности к предлагаемому техническому решению штанговый глубинный насос со сниженной нагрузкой на головку балансира (патент под ответственность заявителя KG № 782, кл. F04B 47/00, 2005). Он содержит корпус и два полых плунжера. Плунжера, верхний из которых меньшего диаметра фактически является штоком нижнего рабочего плунжера большего диаметра, соединены между собой и снабжены высасывающим и нагнетательным клапанами. При этом над плунжером большего диаметра и под сальниковым уплотнением штангового глубинного насоса образована газонаполненная камера.

Недостатками данного штангового глубинного насоса являются сложность и дороговизна изготовления полых плунжеров, для которых требуется дорогостоящее и специальное оборудование.

Задача изобретения - разработать штанговый глубинный насос, позволяющий снизить стоимость и упростить изготовление.

Поставленная задача решается тем, что штанговый глубинный насос содержит корпус, сальник, контактирующий с плунжером меньшего диаметра, который соединен с плунжером большего диаметра, кольцевую газонаполненную камеру, расположенную между сальником и плунжером большего диаметра, всасывающий и нагнетательный клапаны, при этом всасывающий и нагнетательный клапаны размещены в подплунжерной части штангового глубинного насоса.

В результате снижена стоимость и упрощено его изготовление за счет исключения необходимости изготовления полых плунжеров, требующего дорогостоящего специального оборудования. На чертеже изображен продольный разрез штангового глубинного насоса. В скважине 1 в насосно-компрессорных трубах 2 устанавливается штанговый глубинный насос в замковой опоре 3. В корпусе штангового глубинного насоса установлены два плунжера. Плунжер 4 меньшего диаметра контактирует с сальником 5 и связан с насосной штангой 6, плунжер 7 большего диаметра контактирует со стенками цилиндра 8. Над плунжером 7 большего диаметра и под сальником 5 образована кольцевая камера 9. Клапанный узел расположен под цилиндром 8 и имеет три отсека А, Б и В. В отсеке А расположен всасывающий клапан 10, в отсеке Б - нагнетательный клапан 11, в отсеке В образована гидравлическая линия для забора жидкости в подплунжерную полость при движении плунжера вверх и перепускании её при обратном ходе плунжера через полость Б в насосно-компрессорную трубу 2. Штанговый глубинный насос связан посредством насосной штанги 6 со станком-качалкой (на чертеже не показан). Штанговый глубинный насос работает следующим образом. При достижении плунжерами 4, 7 верхней мертвой точки начинается их движение вниз. При движении плунжеров 4, 7 вниз (такт нагнетения), под воздействием давления жидкости закрывается всасывающий клапан 10 в отсеке А и открывается нагнетательный клапан 11 в отсеке Б. Жидкость, находящаяся в подплунжерном пространстве цилиндра 8, выдавливается через отсеки В и Б в насосно-компрессорную трубу 2. Такт нагнетания происходит в основном под давлением веса насосных штанг. При этом газ, находящийся в кольцевой камере 9 между низом сальника 5 и верхом плунжера 7, разрежается. Усилие, затраченное на разрежение газа при движении плунжеров вниз (такт нагнетания), уменьшает нагрузку на головку балансира при движении вверх (такт всасывания). После достижения нижней мертвой точки начинается движение плунжеров вверх. Закрывается нагнетательный клапан 11, под плунжером 7 создается разрежение, под действием которого открывается всасывающий клапан 10, и жидкость из скважины поступает в отсек В и далее в цилиндр 8. Газ в кольцевой камере 9 занимает свой первоначальный объем, снижая нагрузку на головку балансира.

При последовательном чередовании движений плунжера вниз и вверх под воздействием станка качалки происходит перекачка жидкости из скважины в насосно-компрессорные трубы и далее на поверхность земли.

Технико-экономические преимущества изобретения заключаются в том, что снижена стоимость и упрощено его изготовление за счет исключения необходимости изготовления полых плунжеров, требующего дорогостоящего специального оборудования.