EA008428B1

EA008428B1 - Установка погружная электрогидроприводная

Info

Publication number: EA008428B1
Application number: EA200401143A
Authority: EA
Inventors: Рафаил Киямович Каримов; Ришат Рафаэлович Ганиев; Александр Михайлович Макеев; Рамиль Гаязович Ахмадуллин; Алексей Васильевич Лукин; Рауф Измайлович Козлов
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Алнас"
Priority date: 2002-04-02
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2007-04-27
Also published as: AU2003221244A1; WO2003083303A1; RU2210003C1; EA200401143A1

Abstract

Установка содержит погружной электродвигатель с гидрозащитой, кинематически связанный с приводным насосом, рабочий насос, приводимый в действие гидродвигателем, содержащим механизм возвратно-поступательного перемещения штока рабочего насоса, гидрораспределитель, соединенный трубопроводом с блоком управления приводного насоса и компенсатор гидропривода. Механизм возвратно-поступательного перемещения штока рабочего насоса содержит соединенные штоками силовой и возвратный гидроцилиндры, выполненные с возможностью переключения позиций гидрораспределителя в конце хода штока гидродвигателя. Блок управления приводного насоса дополнительно содержит устройство защиты гидропривода от обратного вращения вала электродвигателя. Компенсатор гидропривода размещен в верхней части установки над рабочим насосом.

Description

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в качестве насоса в нефтедобывающей промышленности при эксплуатации малодебитных скважин с осложненными характеристиками нефтяного пласта

Предшествующий уровень техники

Известен скважинный элекгрогидроприводной насосный агрегат, который содержит кинематически связанные друг с другом погружной электродвигатель и приводной насос, а также гидродвигатель и рабочий насос, выполненные каждый в виде цилиндра и плунжера со штоком. Полости цилиндра гидродвигателя связаны через гидрораспределитель со входом и выходом приводного насоса. Компенсатор объема размещен над приводным насосом и соединен с его входом. Валы электродвигателя приводного насоса сочленены через вал протектора гидрозащиты (КН, А, 2166512).

При эксплуатации данного насосного агрегата процессы теплового расширения рабочей жидкости могут привести к выходу из строя диафрагмы компенсатора объема рабочей жидкости гидропривода, так как разность объемов штоковой и поршневой полостей гидроцилиндра приводит к частому срабатыванию компенсатора объема, уменьшая срок службы данного узла. Также при запуске и останове агрегата вследствие возможного нарушения чередования фаз возникает момент обратного вращения вала электродвигателя, что может привести к выходу из строя диафрагм компенсатора гидропривода и протектора электродвигателя. Эти и другие конструктивные недостатки данного электрогидроприводного агрегата делают его неработоспособным в условиях эксплуатации в вертикальных и наклонно направленных скважинах.

Раскрытие изобретения

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания погружной электрогидроприводной установки, в которой механизм возвратно-поступательного перемещения штока рабочего насоса, блок управления приводного насоса и компенсатор гидропривода были выполнены так, чтобы исключить выход из строя диафрагмы компенсатора, выход из строя диафрагм компенсатора гидропривода и протектора электродвигателя и, таким образом, повысить надежность, долговечность установки и обеспечить эффективность ее работы в условиях эксплуатации в вертикальных и наклонно направленных скважин.

Для решения поставленной задачи в известной установке погружной электроприводной, содержащей погружной электродвигатель с гидрозащитой, кинематически связанный с приводным насосом, рабочий насос, приводимый в действие гтдродвигателем, содержащим механизм возвратно-поступательного перемещения штока рабочего насоса, гидрораспределитель, соединенный трубопроводом с блоком управления приводного насоса, и компенсатор гидропривода, согласно изобретению механизм возвратно-поступательного перемещения штока рабочего насоса содержит соединенные штоками силовой и возвратный гидроцилиндры, выполненные с возможностью переключения позиций гидрораспределителя в конце хода штока гидродвигателя, блок управления приводного насоса дополнительно содержит устройство защиты гидропривода от обратного вращения вала электродвигателя, а компенсатор гидропривода размещен в верхней части установки над рабочим насосом.

Возможны дополнительные варианты выполнения установки, в которых целесообразно, чтобы компенсатор гидропривода был снабжен спускным клапаном;

механизм соединения штоков гидроцилиндров был выполнен в виде шарниров.

Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения поясняются лучшим вариантом его выполнения со ссылками на прилагаемый чертеж.

Краткое описание чертежа

На чертеже изображен продольный разрез установки погружной элекгрогидроприводной, где левая часть чертежа - нижняя часть установки, средняя часть чертежа - средняя часть установки, а правая часть чертежа - верхняя часть установки.

Лучший вариант выполнения устройства

Определения позиций: 1 - погружной электродвигатель, 2 - гидрозащита (протектор и компенсатор), 3 - насос гидропривода, 4 - блок управления, 5 - гидрораспределитель, 6 - сливная магистраль, 7 - нагнетательная магистраль, 8 - компенсатор рабочей жидкости гидропривода, 9 - рабочий насос, 10 - силовой гидроцилиндр, 11 - шток силового гидроцилиндра, 12 - плунжер рабочего насоса 9, 13 - цилиндр возврата силового пщроцилиндра 10, 14 - срединный шток цилиндр возврата 13, 15 - байбас блока управления 4, 16 - предохранительный клапан блока управления 4, 17 - система фильтрации рабочей жидкости блока управления 4, 18 - обратный клапан блока управления 4, 19 - трубка компенсатора 8 рабочей жидкости гидропривода, 20 - поршневая полость силового гидроцилиндра 10, 21 - штоковая полость силового гидроцилиндра 10, 22 - полость цилиндра возврата 13, 23 - поршень цилиндра возврата 13, 24 - шарниры, 25 - полость слива насоса 3 гидропривода, 26 - полость нагнетания насоса 3 гидропривода, 27 - спускной клапан компенсатора 8, 28 - фильтр силового гидроцилиндра 10.

Установка погружная электрогидроприводная (фиг. 1) содержит погружной электродвигатель 1 с гидрозащитой 2 (протектором и компенсатором), гидропривод, включающий в себя приводной насос 3 с блоком управления 4, который соединен с гидрораспределителем 5 подводящими магистралями - сливной 6 и нагнетательной 7, компенсатор рабочей жидкости гидропривода 8 и рабочий насос 9. Силовой

- 1 008428 гидроцилиндр 10, выполняющий функцию гидродвигателя, содержит шток 11, жестко сочлененный с плунжером 12 рабочего насоса 9. Обратный ход силового гидроцилиндра 10 осуществляет цилиндр возврата 13, шток 29 которого соединен срединным штоком 14 с силовым гидроцилиндром 10 через гидрораспределитель 5. Шарниры 24, соединяющие штоки 11, 29 и 14 служат для компенсации несоосности и снятия напряжения изгиба при эксплуатации установки в искривленных, наклонно направленных скважинах.

Гидрораспределитель 5 расположен между силовым гидроцилиндром 10 и возвратным гидроцилиндром 13, подвод и слив рабочей жидкости к которым осуществляется по внутренним каналам гидрораспределителя 5. Блок управления 4 содержит предохранительный клапан 16, систему фильтрации рабочей жидкости 17 с байпасом 15 и обратный клапан 18, предназначенный для защиты от порыва диафрагмы бака компенсатора 8 при возможном обратном вращении вала электродвигателя 1. Обратный клапан 18 открывается при обратном вращении электродвигателя 1, соединяя полости слива 25 и нагнетания 26 приводного насоса 3, за счет чего исключается подача рабочей жидкости в гидропривод.

Нагнетательная и сливная магистрали 6, 7 связывающие блок управления 4 с гидрораспределителем 5, выполняют функцию теплообменника, так как омываются добываемой жидкостью. Над рабочим насосом 9 размещен компенсатор гидропривода 8, гидравлически связанный со сливной магистралью 6 трубкой 19. Для защиты гидросистемы от тепловых расширений рабочей жидкости и удаления воздуха при заправке компенсатор 8 дополнительно оснащен спускным клапаном 27.

Установка работает следующим образом.

При включении электродвигателя 1 начинает работать кинематически связанный с ним приводной насос 3, нагнетая рабочую жидкость гидропривода (масло) через систему фильтрации 17 блока управления 4, нагнетательную магистраль 7 и гидрораспределитель 5 к силовому цилиндру 10 и сообщая ему возвратно-поступательное движение в зависимости от позиций гидрораспределителя 5. При подаче рабочей жидкости в поршневую полость 20 силового гидроцилиндра 10 происходит движение плунжера 12 вверх, при этом масло из штоковой полости 21 силового гидроцилиндра 10 и из полости 22 гидроцилиндра возврата 13 через магистраль 6 и блок управления 4 поступает во всасывающий канал 25 приводного насоса 3. При достижении силовым гидроцилиндром 10 крайнего положения поршня 23 цилиндра возврата 13 происходит переключение позиции гидрораспределителя 5, обеспечивая подвод масла в полость 22 гидроцилиндра возврата 13. Далее слив масла из поршневой полости 20 гидроцилиндра 10 осуществляется через гидрораспределитель 5 и сливную магистраль 6. Движение силового гидроцилиндра 10 вниз обуславливает рабочий ход плунжера 12 рабочего насоса 9, обеспечивая нагнетание добываемой жидкости из верхней полости рабочего насоса 9 через компенсатор 8 в насосно-компрессорные трубы, а движение силового гидроцилиндра 10 вниз обеспечивает всасывание добываемой жидкости рабочим насосом 9 через фильтр 28.

Промышленная применимость

Наиболее успешно заявленная погружная электрогидроприводная установка приминима при ее использовании при эксплуатации в вертикальных и наклонно направленных малодебитных скважинах со сложными характеристиками нефтяного пласта.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Установка погружная электрогидроприводная, содержащая погружной электродвигатель с гидрозащитой, кинематически связанный с приводным насосом, рабочий насос, приводимый в действие гидродвигателем, содержащим механизм возвратно-поступательного перемещения штока рабочего насоса, гидрораспределитель, соединенный трубопроводом с блоком управления приводного насоса и компенсатор гидропривода, отличающаяся тем, что механизм возвратно-поступательного перемещения штока рабочего насоса содержит соединенные штоками силовой и возвратный гидроцилиндры, выполненные с возможностью переключения позиций гидрораспределителя в конце хода штока гидродвигателя, блок управления приводного насоса дополнительно содержит устройство защиты гидропривода от обратного вращения вала электродвигателя, а компенсатор гидропривода размещен в верхней части установки над рабочим насосом.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что компенсатор гидропривода снабжен спускным клапаном.
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что механизм соединения штоков гидроцилиндров выполнен в виде шарниров.