Патент на изобретение №2318989

(54) ПЛУНЖЕРНЫЙ ЛИФТ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области нефтегазодобычи, в частности к устройствам для эксплуатации нефтяных и газовых скважин с периодической подачей рабочего агента. Обеспечивает повышение надежности и долговечности плунжерного лифта. Сущность изобретения: плунжерный лифт состоит из крестовины или тройника, лифтовой колонны, внутри которой размещены плунжер, нижний и верхний амортизаторы. Верхний амортизатор содержит консольно закрепленный шток, наружный диаметр средней части которого больше диаметра нижней его части. Верхняя часть штока выполнена с приливом-утолщением, верхний торец которого расположен перпендикулярно оси штока. Над приливом-утолщением, на предусмотренных на штоке канавках, размещены уплотнительные элементы. В средней части штока установлена пластина ограничителя хода плунжера, выполненная с упорными выступами, расположенными ниже отверстий боковых отводов крестовины. Над пластиной размещен стопорный вкладыш с отверстием для стопорного соединения. Между торцевыми поверхностями пластины и стопорного вкладыша имеется зазор. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области нефтегазодобычи, в частности к устройствам для эксплуатации нефтяных и газовых скважин с периодической подачей рабочего агента.

Известен плунжерный лифт с подачей рабочего агента, содержащий колонну подъемных труб, амортизаторы и регулирующее оборудование (Иоаким Г. “Добыча нефти и газа”, М.: Недра, 1966 г., с.193).

Недостатком известного плунжерного лифта является низкая надежность его работы из-за поломок амортизаторов.

Известны также патенты США №№6209637, 6467541, 6719060, в которых описаны конструкции плунжерного лифта, содержащего лифтовую колонну, внутри которой размещены плунжер, состоящий из трубчатого корпуса и клапана в виде шара, нижний и верхний амортизаторы, при этом шток верхнего амортизатора снабжен пластиной и своей верхней частью соединен с пружиной.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является плунжерный лифт, содержащий лифтовую колонну, внутри которой размещены нижний и верхний амортизаторы, плунжер, при этом верхний амортизатор ударного типа снабжен двумя переводниками – верхним и нижним, где верхний имеет размещенные на его боковой поверхности центрирующие пластины и соединен своей верхней частью с установочным штоком, а нижний, также снабженный размещенными на его боковой поверхности центрирующими пластинами, выступающими над нижним торцом переводника, имеет осевой канал, в котором размещен аксиально подвижный стержень, связанный верхним концом с расположенной в корпусе втулкой, на которую опирается пружина (А.с. СССР №182634, опубл. 25.06.1965 г.).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата, относится то, что в известных плунжерных лифтах, в их верхних амортизаторах, шток выполнен подвижным и соединен с пружиной для амортизации ударов плунжера. Из-за наличия пружины и подвижности шток может находиться с некоторым смещением относительно оси, и при ударе плунжера отклоняется от оси, а клапан (шар) плунжера оказывается зажатым в проходном канале элемента арматуры фонтанной елки между корпусом этого элемента и штоком.

В результате плунжерный лифт перестает работать и поднимать жидкость из скважины. Кроме того, пластины, о которые ударяется трубчатый корпус плунжера от часто повторяющихся ударов, быстро выходят из строя и приходиться менять весь узел, воспринимающий удары плунжера.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение надежности и долговечности работы плунжерного лифта.

Для достижения указанного технического результата в плунжерном лифте, содержащем лифтовую колонну, внутри которой размещены плунжер, нижний амортизатор и верхний амортизатор с консольно закрепленным штоком, на котором установлена пластина, крестовина, согласно изобретению, верхняя часть штока выполнена с приливом-утолщением, пластина установлена в средней части штока и выполнена с упорными выступами, расположенными ниже отверстий боковых отводов крестовины или тройника, а над пластиной размещен стопорный вкладыш.

Кроме того, наружный диаметр нижней части штока меньше диаметра средней его части.

Кроме того, верхний торец прилива-утолщения расположен перпендикулярно оси штока.

Кроме того, над приливом-утолщением на штоке имеются канавки для размещения уплотнительных элементов.

Кроме того, стопорный вкладыш выполнен с отверстием.

Кроме того, между торцевыми поверхностями пластины и стопорного вкладыша имеется зазор.

Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.

Выполнение штока с приливом-утолщением в верхней части способствует установке его строго по вертикальной оси, препятствуя смещению штока при работе лифта. Наличие уплотнительных элементов повышает герметичность в месте закрепления штока в буферном фланце фонтанной арматуры скважины, что позволяет, при необходимости, быстро проводить его замену.

Размещение пластины в средней части штока ограничивает перемещение корпуса плунжера по штоку, исключая, таким образом, подъем плунжера до боковых отводов крестовины или тройника.

Стопорный вкладыш удерживает пластину на штоке.

Все это в целом позволяет повысить надежность и долговечность плунжерного лифта при его работе.

Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид плунжерного лифта; на фиг.2 – верхний амортизатор, общий вид; на фиг.3 – то же, вид сбоку; на фиг.4 – пластина ограничителя хода плунжера, общий вид; на фиг.5 – то же, вид сбоку; на фиг.6, 7 – положение элементов плунжерного лифта во время его работы.

Плунжерный лифт (фиг.1) содержит лифтовую колонну 1, внутри которой размещены нижний амортизатор 2, верхний амортизатор с консольно закрепленным штоком 3, крестовину 4 или тройник (фиг.6, 7), плунжер, представляющий собой трубчатый корпус 5 с клапаном в виде шара 6. Наружный диаметр средней части 7 штока 3 больше диаметра нижней его части 8 (фиг.2, 3). Верхняя часть штока выполнена с приливом-утолщением 9, верхний торец которого расположен перпендикулярно оси штока.

Выше прилива-утолщения 9 на штоке имеются канавки 10 для размещения уплотнительных элементов 11, над канавками 10 на штоке 3 выполнена резьба, на которую накручена стопорная гайка 12. Верхним концом шток 3 крепится в буферном фланце 13 фонтанной арматуры скважины. В средней части штока 3 выполнено сквозное отверстие в виде паза, в который вставлена пластина 14 ограничителя хода плунжера (фиг.4, 5), над которой размещен стопорный вкладыш 15 с отверстием 16 для стопорного соединения. Между торцевыми поверхностями пластины 14 и стопорного вкладыша 15 имеется зазор. Пластина 14 имеет два упорных выступа 17, расположенных ниже отверстий боковых отводов крестовины 4 или тройника, которые позволяют уменьшить площадь отверстия, перекрываемую верхним амортизатором в момент касания трубчатого корпуса 5 плунжера о пластину 14.

Наличие зазора между торцевыми поверхностями пластины 14 и стопорного вкладыша 15 позволяет перемещаться пластине 14 вдоль штока 3 и обеспечивает равномерное распределение нагрузки на два выступа 17 о пластину 14 в момент касания о нее трубчатого корпуса 5.

Плунжерный лифт работает следующим образом.

Во время накопления рабочего агента корпус 5 плунжера находится над нижним амортизатором 2. После подачи рабочего агента давление в затрубном пространстве растет и при его максимальном значении начинается процесс подъема плунжера и рабочего агента.

Когда корпус 5 плунжера подходит к верхнему амортизатору, он свободно проходит через шток 3, а клапан 6, выполненный в виде шара, останавливается, затем падает, а корпус 5 по инерции подходит к пластинам 14. Корпус 5 плунжера не может зависнуть у верхнего амортизатора, т.к. пластина 14 перекрывает лишь незначительную часть его верхнего отверстия, и под действием веса он падает вслед за шаром.

Исключение из конструкции верхнего амортизатора пружины, выполнение штока с приливом-утолщением, препятствует его смещению при работе лифта, исключая таким образом возможность застревания клапана (шара) плунжера между корпусом крестовины и штока, что положительно влияет на работоспособность и долговечность плунжерного лифта.

За счет равномерного распределения нагрузки на два упорных выступа 17 в момент касания о пластину трубчатого корпуса 5 плунжера и возможность перемещения пластины вдоль штока уменьшается сила удара о пластину 14, таким образом увеличивается срок ее службы.

Использование предлагаемого технического решения позволяет увеличить срок службы плунжерного лифта.

Формула изобретения

1. Плунжерный лифт, содержащий лифтовую колонну, внутри которой размещены плунжер, нижний амортизатор и верхний амортизатор с консольно закрепленным штоком, на котором установлена пластина, крестовина, отличающийся тем, что верхняя часть штока выполнена с приливом-утолщением, над которым размещены уплотнительные элементы, пластина установлена в средней части штока и выполнена с упорными выступами, расположенными ниже отверстий боковых отводов крестовины, а над пластиной размещен стопорный вкладыш.

2. Лифт по п.1, отличающийся тем, что наружный диаметр средней части штока больше диаметра нижней его части.

3. Лифт по п.1, отличающийся тем, что верхний торец прилива-утолщения расположен перпендикулярно оси штока.

4. Лифт по п.1, отличающийся тем, что над приливом-утолщением на штоке имеются канавки для размещения уплотнительных элементов.

5. Лифт по п.1, отличающийся тем, что стопорный вкладыш выполнен с отверстием.

6. Лифт по п.1, отличающийся тем, что между торцевыми поверхностями пластины и стопорного вкладыша имеется зазор.

РИСУНКИ