RU2664568C1

RU2664568C1 - Device for dosing reagent in a well

Info

Publication number: RU2664568C1
Application number: RU2017132372A
Authority: RU
Inventors: Александр Викторович Мосин; Роман Михайлович Полежаев; Станислав Аркадьевич Каменских; Руслан Фаридович Хасанов; Олег Владимирович Третьяков; Игорь Иванович Мазеин; Сергей Владимирович Меркушев; Денис Николаевич Красноборов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ"
Priority date: 2017-09-15
Filing date: 2017-09-15
Publication date: 2018-08-21

Abstract

FIELD: engines and pumps, mining.SUBSTANCE: invention relates to submersible devices for feeding reagent into well equipped with sucker rod pump. Device comprises reagent tank installed in well below oil producing equipment and reciprocating metering pump, which has its own drive, cavity of which is able to be connected with suction channel with reagent reservoir, and discharge cavity – with well. Drive of metering pump is in form of piston hydraulic cylinder of one-way action, cylinder of which is made in casing mounted on tubing string. Piston cavity of cylinder is hydraulically connected by channel to reagent vessel and to suction channel of dispenser pump, and piston is mechanically connected to casing by means of armature.EFFECT: design is simplified, increase in ease of use.1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к погружным устройствам для подачи реагента в скважину, оборудованную как штанговым, так и центробежным насосом, и может быть использовано для предотвращения коррозии, отложения солей и парафинов на нефтедобывающем оборудовании для повышения надежности его работы.The invention relates to the oil industry, in particular to submersible devices for supplying reagent to a well equipped with both a sucker rod and a centrifugal pump, and can be used to prevent corrosion, deposits of salts and paraffins in oil production equipment to increase the reliability of its operation.

Уровень техникиState of the art

Известно устройство для дозированной подачи реагента в скважину, включающее контейнер с химическим реагентом и помещенный между ним и штанговым насосом плунжерный насос-дозатор. Плунжер дозирующего насоса прикреплен к штоку, приводимому в движение перепадом давления жидкости во время работы штангового насоса (патент РФ №1617198, МКИ F04B 47/00; Е21В 43/00, опубл. 1990 г.).A device for dosed supply of reagent into the well is known, including a container with a chemical reagent and a plunger metering pump placed between it and a sucker rod pump. The plunger of the metering pump is attached to the stem, driven by the differential pressure of the liquid during operation of the sucker rod pump (patent of the Russian Federation No. 1617198, MKI F04B 47/00; Е21В 43/00, publ. 1990).

К недостаткам устройства можно отнести низкую надежность, что объясняется возможностью заклинивания плунжера насоса-дозатора, приводимого в движение перепадом давления жидкости во время работы штангового насоса.The disadvantages of the device include low reliability, which is explained by the possibility of jamming of the plunger of the metering pump, driven by the differential pressure of the liquid during operation of the sucker rod pump.

Наиболее близким к заявляемому и принятым в качестве прототипа является устройство для дозированной подачи реагента в скважину (патент РФ №2446272 МПК Е21В 37/06, опубл. 2012 г.), содержащее устанавливаемые в скважину ниже нефтедобывающего оборудования емкость для реагента и сообщенный с ней имеющий собственный привод поршневой насос-дозатор, полость которого имеет возможность соединения всасывающим каналом с емкостью для реагента, а нагнетательным - со скважиной. Привод плунжерного насоса-дозатора питается от батареи гальванических элементов, расположенных в герметичной полости устройства.Closest to the claimed and adopted as a prototype is a device for the dosed supply of reagent into the well (RF patent No. 2446272 IPC Е21В 37/06, publ. 2012), containing the reagent tank installed in the well below the oil production equipment and having own drive piston metering pump, the cavity of which has the ability to connect the suction channel to the tank for the reagent, and the discharge to the well. The drive of the plunger metering pump is powered by a battery of galvanic cells located in the sealed cavity of the device.

Такое устройство более надежно в работе, так как содержит собственный привод плунжерного насоса-дозатора.Such a device is more reliable in operation, since it contains its own drive of the plunger metering pump.

Однако недостатком устройства является сложность конструкции, что объясняется наличием батареи гальванических элементов, расположенных в герметичной полости устройства и неудобство эксплуатации из-за необходимости проведения спуско-подъемных операций для замены батареи гальванических элементов.However, the disadvantage of the device is the design complexity, which is explained by the presence of a battery of galvanic cells located in the sealed cavity of the device and the inconvenience of operation due to the need for hoisting operations to replace the battery of galvanic cells.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Технической проблемой, решаемой предлагаемым изобретением, является упрощение конструкции и повышение удобства эксплуатации.The technical problem solved by the invention is to simplify the design and improve ease of use.

Указанная техническая проблема решается усовершенствованием устройства для дозированной подачи реагента в скважину, оборудованную штанговым насосом, содержащего устанавливаемые в скважину ниже нефтедобывающего оборудования емкость для реагента и сообщенный с ней, имеющий собственный привод, поршневой насос-дозатор, полость которого имеет возможность соединения всасывающим каналом с емкостью для реагента, а нагнетательным - со скважиной.This technical problem is solved by improving the device for the dosed supply of reagent into a well equipped with a rod pump, which contains a reagent tank installed in the well below the oil production equipment and connected with it, having its own drive, a piston metering pump, the cavity of which can be connected by a suction channel to the tank for the reagent, and injection - with the well.

Это усовершенствование для скважин, оборудованных штанговым насосом, состоит в том, что привод насоса-дозатора выполнен в виде поршневого гидроцилиндра одностороннего действия, цилиндр которого выполнен в корпусе, установленном на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ), поршневая полость цилиндра гидравлически соединена с емкостью для реагента и с всасывающим каналом насоса дозатора, а поршень механически соединен с обсадной колонной посредством якоря.This improvement for wells equipped with a sucker rod pump consists in the fact that the metering pump drive is made in the form of a single-acting piston cylinder, the cylinder of which is made in a housing mounted on a tubing string, the piston cylinder cavity is hydraulically connected to the tank for the reagent and with the suction channel of the metering pump, and the piston is mechanically connected to the casing by means of an armature.

Такое конструктивное выполнение устройства обеспечивает надежную работу насоса-дозатора при относительном перемещении элементов его привода во время работы штангового насоса.Such a constructive implementation of the device ensures reliable operation of the metering pump with relative movement of the elements of its drive during operation of the sucker rod pump.

Кроме того, в нагнетательном канале может быть установлен управляемый клапан, что обеспечивает возможность управления расходом подаваемого реагента.In addition, a controllable valve can be installed in the discharge channel, which makes it possible to control the flow rate of the supplied reagent.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На Рис. 1 представлена схема устройства для дозированной подачи реагента в скважину, оборудованную штанговым насосом. In Fig. 1 shows a diagram of a device for dosed supply of a reagent into a well equipped with a rod pump.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Устройство для дозированной подачи реагента в скважину, оборудованную штанговым насосом (Рис. 1), содержит устанавливаемые в скважину ниже нефтедобывающего оборудования емкость 1 для реагента и сообщенный с ней имеющий собственный привод поршневой насос-дозатор 2, полость 3 которого рассчитана на определенную разовую дозу реагента и имеет возможность соединения всасывающим каналом 4 с емкостью 1 для реагента, а нагнетательным 5 - со скважиной. Привод насоса-дозатора 2 выполнен в виде поршневого гидроцилиндра одностороннего действия, цилиндр 6 которого выполнен в корпусе 7, установленном на колонне НКТ (не показана). Поршневая полость 8 цилиндра гидравлически соединена каналом с емкостью 1 для реагента и с всасывающим каналом 4 насоса дозатора 2, а поршень 9 механически соединен с обсадной колонной 10 посредством якоря 11. Позицией 12 обозначен обратный клапан во всасывающем канале 4, позицией 13 - капиллярный канал заправки реагента в емкость 1, позициями 14 и 15 - верхний и нижний датчики положения разделительного поршня 16 емкости 1. В приведенном варианте в нагнетательном канале 5 установлен управляемый клапан 17. Позицией 18 обозначен обратный клапан, установленный на выходе емкости 1, позицией 19 - пружина поршня 20 насоса-дозатора 2.A device for dosed supply of reagent into a well equipped with a rod pump (Fig. 1) contains a tank 1 for reagent installed in the well below the oil production equipment and a reciprocating metering pump 2 connected to it, cavity 3 of which is designed for a specific single dose of reagent and has the ability to connect the suction channel 4 with a capacity of 1 for the reagent, and injection 5 - with the well. The drive of the metering pump 2 is made in the form of a single-acting piston cylinder, cylinder 6 of which is made in a housing 7 mounted on a tubing string (not shown). The piston cavity 8 of the cylinder is hydraulically connected to the reagent tank 1 and to the suction channel 4 of the metering pump 2, and the piston 9 is mechanically connected to the casing 10 via the armature 11. The position 12 indicates the check valve in the suction channel 4, the position 13 indicates the capillary filling channel reagent into the tank 1, positions 14 and 15 - the upper and lower position sensors of the separation piston 16 of the tank 1. In the above embodiment, a controlled valve 17 is installed in the discharge channel 5. Position 18 is a check valve, installed the output at the tank 1, at 19 - the piston spring 20 of the metering pump 2.

Устройство для дозированной подачи реагента в скважину, оборудованную штанговым насосом, работает следующим образом.A device for dosed supply of reagent into a well equipped with a rod pump, operates as follows.

В скважину перед установкой штангового насоса спускают Устройство. На колонне НКТ вместе с установленным штанговым насосом спускают устройство на необходимую глубину, где оно фиксируется в обсадной колонне 10 посредством якоря 11.The device is lowered into the well before installing the rod pump. On the tubing string, together with the installed sucker rod pump, the device is lowered to the required depth, where it is fixed in the casing 10 by means of the armature 11.

По капиллярному каналу 13 заправляют емкость 1 реагентом.On the capillary channel 13 fill the tank 1 with the reagent.

При работе штангового насоса корпус 7 вместе с НКТ осуществляет возвратно поступательное движение. При ходе корпуса 7 вверх реагент из емкости 1 через открытый клапан 18 поступает в цилиндр 6 привода. При ходе корпуса 7 вниз клапан 18 закрывается и реагент, вытесняемый поршнем 9 из цилиндра 6, по всасывающему каналу 4 через открытый клапан 12 поступает в полость 3 насоса-дозатора, сжимая пружину 19. При следующем ходе корпуса 7 вверх реагент из емкости 1 поступает через всасывающий канал 4 в поршневую полость 8. При этом управляемый клапан 17 соединяет поршневую полость 8 и полость 3 насоса-дозатора. При заполнении полости 3 насоса-дозатора лишний реагент, вытесняемый поршнем 9, поступает обратно в емкость 1 через жиклер 21.During the operation of the sucker rod pump, the housing 7 together with the tubing performs reciprocating motion. When the housing 7 moves up, the reagent from the tank 1 through the open valve 18 enters the cylinder 6 of the actuator. When the housing 7 moves downward, the valve 18 closes and the reagent displaced by the piston 9 from the cylinder 6 passes through the suction channel 4 through the open valve 12 into the cavity 3 of the metering pump, compressing the spring 19. The next time the housing 7 moves upward, the reagent from the tank 1 flows through the suction channel 4 into the piston cavity 8. In this case, a controlled valve 17 connects the piston cavity 8 and the cavity 3 of the metering pump. When filling the cavity 3 of the metering pump, the excess reagent displaced by the piston 9 enters the tank 1 through the nozzle 21.

Расход подаваемого в скважину реагента можно регулировать открыванием или перекрыванием нагнетательного канала 5 управляемым клапаном 17. При подаче сигнала на управляемый клапан 17 его механизм меняет положение, перекрывая поршневую полость 8, и соединяет полость 3 насоса-дозатора и нагнетательный канал 5. При этом доза реагента, находящаяся в полости 3 насоса-дозатора вытесняется поршнем 20 под действием пружины 19 в нагнетательный канал 5 и далее в скважину. Расход подаваемого в скважину реагента регулируется изменением времени между срабатываниями электромагнитного клапана 17.The flow rate of the reagent supplied to the well can be controlled by opening or closing the injection channel 5 with a controlled valve 17. When a signal is sent to a controlled valve 17, its mechanism changes position, blocking the piston cavity 8, and connects the cavity 3 of the metering pump and the injection channel 5. In this case, the dose of the reagent located in the cavity 3 of the metering pump is displaced by the piston 20 under the action of the spring 19 into the injection channel 5 and further into the well. The flow rate of the reagent supplied to the well is controlled by a change in time between the responses of the electromagnetic valve 17.

По мере расходования реагента подвижный разделительный поршень 16 емкости 1 опускается вниз. При срабатывании нижнего датчика 15 подается сигнал на заполнение емкости 1 по капиллярному каналу 13, которое прекращается при достижении разделительным поршнем 16 верхнего датчика 14.As the reagent is consumed, the movable separation piston 16 of the container 1 is lowered. When the lower sensor 15 is activated, a signal is sent to fill the tank 1 through the capillary channel 13, which stops when the separation piston 16 reaches the upper sensor 14.

Таким образом, использование заявляемой полезной модели позволяет упростить конструкцию и повысить удобство эксплуатации за счет обеспечения надежной работы насоса-дозатора при относительном перемещении элементов его привода во время работы штангового насоса.Thus, the use of the inventive utility model allows to simplify the design and improve ease of use by ensuring reliable operation of the metering pump with relative movement of its drive elements during operation of the sucker rod pump.

Claims

A device for dosed supply of reagent into the well, containing a reagent tank installed in the well below the oil production equipment and a plunger-metering pump connected to it with its own drive, the cavity of which has the ability to connect the suction valve to the reagent tank and the discharge to the well, characterized in that the metering pump drive is made in the form of a single-acting piston cylinder, the cylinder of which is made in a housing mounted on the pump-compress column molecular pipes piston cylinder cavity hydraulically connected with the container for the reagent, and the piston is mechanically connected with the casing by means of anchors.