EA037725B1 - Привод скважинного насоса - Google Patents
Привод скважинного насоса Download PDFInfo
- Publication number
- EA037725B1 EA037725B1 EA201991952A EA201991952A EA037725B1 EA 037725 B1 EA037725 B1 EA 037725B1 EA 201991952 A EA201991952 A EA 201991952A EA 201991952 A EA201991952 A EA 201991952A EA 037725 B1 EA037725 B1 EA 037725B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- nut
- housing
- drive
- electric motor
- screw
- Prior art date
Links
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 10
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 22
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 18
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 abstract 1
- 230000001012 protector Effects 0.000 abstract 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B47/00—Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps
- F04B47/06—Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps having motor-pump units situated at great depth
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/12—Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in wells
- E21B43/121—Lifting well fluids
- E21B43/128—Adaptation of pump systems with down-hole electric drives
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B17/00—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
- F04B17/03—Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B53/00—Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
- F04B53/16—Casings; Cylinders; Cylinder liners or heads; Fluid connections
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B9/00—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members
- F04B9/02—Piston machines or pumps characterised by the driving or driven means to or from their working members the means being mechanical
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
- F16H25/08—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for interconverting rotary motion and reciprocating motion
- F16H25/12—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for interconverting rotary motion and reciprocating motion with reciprocation along the axis of rotation, e.g. gearings with helical grooves and automatic reversal or cams
- F16H25/122—Gearings with helical grooves and automatic reversal
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к нефтедобывающему оборудованию и может использоваться для привода погружных скважинных насосов плунжерного типа, используемых при эксплуатации малодебитных скважин. Привод скважинного насоса, содержащий корпус, погружной электродвигатель с гидрозащитой, ведущий вал которого соединен с винтом передачи винт-гайка качения, находящейся в подвижном соединении с корпусом и соединенной со штоком, уплотненным в корпусе. Внутренние полости корпуса заполнены маслом и через эластичную оболочку сообщаются с полостью скважины. Ведущий вал электродвигателя связан с передачей винт-гайка качения через реверсивный редуктор с механизмом переключения. Переключение реверсивного редуктора происходит только тогда, когда гайка передачи винт-гайка (или дополнительной передачи винт-гайка) доходит до крайних положений, что повышает надежность работы привода. Электродвигатель работает в постоянном режиме, что повышает надежность и энергоэффективность привода за счет того, что отсутствуют повторяющиеся пуски-остановки электродвигателя и, следовательно, скачкообразное увеличение силы тока в момент пуска исключено. Таким образом, решения, используемые в изобретении, позволяют повысить надежность и энергоэффективность привода скважинного насоса.
Description
Изобретение относится к нефтедобывающему оборудованию и может использоваться для привода погружных скважинных насосов плунжерного типа, используемых при эксплуатации малодебитных скважин.
Известны погружные насосные агрегаты по патентам RU 2347947, МПК F04B 47/06; RU 2479752, МПК F04B 47/06; RU 2532469, МПК F04B 47/06; RU 2532641, МПК F04B 47/06; а также скважинная насосная установка, описанная в патенте RU 2532475, МПК F04B 47/00. Недостатком этих устройств является то, что изменение направления вращения передачи винт-гайка качения осуществляется изменением направления вращения вентильного электродвигателя по сигналу от наземной станции управления, которая реагирует на повышение мощности, когда гайка упирается в демпфер в крайних положениях. Это, а также постоянные пуски-остановки электродвигателя снижают КПД установки.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является установка погружного плунжерного насоса с передачей винт-гайка качения для подъема жидкости с большой глубины, включающая корпус, погружной электродвигатель, снабженный гидрозащитой, ведущий вал которого соединен с винтом передачи винт-гайка качения, находящейся в подвижном соединении с корпусом и соединенной со штоком плунжера насоса. Шток уплотнен в корпусе и связан с гайкой качения посредством цилиндрического полого штока, охватывающего винт и входящего с ним в подвижное соединение, а внутренняя полость корпуса заполнена барьерным маслом. Насос содержит цилиндр с подвижно соединенным с ним плунжером, а также нагнетательный клапан и всасывающий клапан, расположенный на головке плунжера, и между ними образована полость, сообщающаяся с полостью затрубного пространства скважины через приемные сетки, установленные в стенках цилиндра плунжерного насоса. Погружной электродвигатель выполнен вентильным, его вал соединен с винтом передачи винт-гайка качения через опорноподшипниковый узел, расположенный в нижней части корпуса над гидрозащитой. Вентильный электродвигатель соединен со станцией управления, содержащей контроллер со встроенным программным обеспечением (RU 147159, МПК F04B 47/00, опубл. 27.10.2014г.).
Недостатком данной установки является то, что изменение направления вращения передачи винтгайка качения осуществляется станцией управления, которая дает команду на изменение направления вращения вентильного электродвигателя по сигналам с контроллера со встроенным программным обеспечением. В случае выхода из строя станции управления (в результате обесточивания, короткого замыкания и т.п.) повторный запуск насоса будет невозможен, так как будет неизвестно точное положение плунжера в цилиндре насоса и, следовательно, будет неизвестно, в какой момент времени следует переключать направление вращения электродвигателя. Также из-за постоянных пусков-остановок электродвигателя происходит скачкообразное увеличение силы тока в момент пуска. В результате КПД установки снижается.
Предлагаемое изобретение решает техническую проблему повышения надежности и энергоэффективности.
При использовании изобретения достигается следующий технический результат: повышение надежности работы и энергоэффективности привода скважинного насоса.
Сущность заявляемого изобретения заключается в следующем.
Привод скважинного насоса, содержащий корпус, погружной электродвигатель с гидрозащитой, ведущий вал которого соединен с винтом передачи винт-гайка качения, находящейся в подвижном соединении с корпусом и соединенной со штоком, уплотненным в корпусе, внутренние полости корпуса заполнены маслом и через эластичную оболочку сообщаются с полостью скважины, при этом ведущий вал электродвигателя связан с передачей винт-гайка качения через реверсивный редуктор с механизмом переключения.
По варианту исполнения механизм переключения состоит из тяги, связанной с гайкой передачи винт-гайка качения и реверсивным редуктором, тяга имеет фиксатор крайних положений.
По варианту исполнения механизм переключения состоит из дополнительной передачи винт-гайка, установленной между передачей винт-гайка качения и реверсивным редуктором, гайка дополнительной передачи винт-гайка связана через толкатель с реверсивным редуктором, толкатель имеет фиксатор крайних положений.
По варианту исполнения реверсивный редуктор связан с передачей винт-гайка качения через упругую муфту.
Изобретение поясняется фигурами, на которых изображено:
фиг. 1 - привод скважинного насоса с механизмом переключения в виде тяги;
фиг. 2 - привод скважинного насоса с механизмом переключения в виде дополнительной передачи винт-гайка.
Привод скважинного насоса (см. фиг. 1) содержит корпус 1, погружной электродвигатель 2 с гидрозащитой 3. Вал электродвигателя (на фигуре не показан) через вал 4 гидрозащиты 3 связан с промежуточным валом 5 муфтой 6. Промежуточный вал 5 через реверсивный редуктор 7 и муфту 8 связан с винтом 9 передачи винт-гайка. Гайка 10 передачи винт-гайка жестко связана через полый шток 11 и центратор 12 со штоком 13, уплотненным в корпусе 1 уплотнениями 14.
Вдоль корпуса располагается тяга 15 с фиксатором крайних положений 16, проходящая через от
- 1 037725 верстие в гайке 10. На тяге 15 выполнены упоры 17 и 18.
В нижней части корпуса установлена эластичная оболочка 19, внутренняя полость которой связана с внутренними полостями корпуса, а наружная через отверстия 20 - с затрубным пространством.
Для питания погружного электродвигателя используется кабель 21.
В приводе скважинного насоса с механизмом переключения в виде дополнительной передачи винтгайка (см. фиг. 2) между реверсивным редуктором 7 и винтом 9 передачи винт-гайка установлена дополнительная передача винт-гайка, состоящая из винта 22 и гайки 23. Гайка 23 связана толкателем 24 с реверсивным редуктором 7. Толкатель имеет фиксатор крайних положений 25.
Привод скважинного насоса работает следующим образом.
Привод скважинного насоса заполняется маслом, соединяется с насосом плунжерного типа и на колонне насосно-компрессорных труб спускается в скважину. По кабелю 21 (см. фиг. 1) к электродвигателю 2 подается ток. Крутящий момент с вала электродвигателя 2 через вал 4 гидрозащиты 3 и реверсивный редуктор 7 передается на винт 9 передачи винт-гайка, при вращении которого гайка 10 совершает поступательное движение. Тем самым гайка 10 передает движение через полый шток 11, центратор 12 и шток 13 на насос плунжерного типа.
При достижении крайнего положения гайка перемещает благодаря упору 17 (для крайнего нижнего положения) или упору 18 (для крайнего верхнего положения) тягу 15, которая переключает направление вращения реверсивного редуктора 7. Для предотвращения зависания механизма переключения в среднем положении, когда крутящий момент от электродвигателя 2 не будет передаваться на винт 9, служит фиксатор крайних положений 16, который обеспечивает доводку и фиксацию тяги 15 до крайнего положения.
Для поддержания постоянным внутреннего объема корпуса 1 при выходе-заходе штока 13 служит эластичная оболочка 19, которая при выходе штока 13 сжимается, а при заходе - разжимается.
Цикл повторяется многократно, на протяжении всего времени работы привода.
Для исключения из конструкции тяги большой длины между реверсивным редуктором 7 и передачей винт-гайка может быть установлена дополнительная передача винт-гайка, шаг винта 22 которой меньше шага винта 9. Благодаря этому толкатель 24 имеет значительно меньшие осевые габариты, чем тяга 15. Работа толкателя 24 аналогична работе тяги 15.
Муфта 8 может быть упругой для исключения ударных нагрузок при переключении направления вращения винта 9 передачи винт-гайка.
В качестве передачи винт-гайка качения может использоваться шарико-винтовая или роликовинтовая передача.
Погружной электродвигатель 2 может быть асинхронным, асинхронным с повышенным напряжением или вентильным.
Переключение реверсивного редуктора происходит только тогда, когда гайка передачи винт-гайка (или дополнительной передачи винт-гайка) доходит до крайних положений, что повышает надежность работы привода.
Электродвигатель работает в постоянном режиме, что повышает надежность и энергоэффективность привода за счет того, что отсутствуют повторяющиеся пуски-остановки электродвигателя и, следовательно, скачкообразное увеличение силы тока в момент пуска исключено.
Таким образом, решения, используемые в изобретении, позволяют повысить надежность и энергоэффективность привода скважинного насоса.
Claims (2)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ1. Привод скважинного насоса, содержащий корпус, погружной электродвигатель с гидрозащитой, ведущий вал которого соединен с винтом передачи винт-гайка качения, находящейся в подвижном соединении с корпусом и соединенной со штоком, уплотненным в корпусе, внутренние полости корпуса заполнены маслом и через эластичную оболочку сообщаются с полостью скважины, отличающийся тем, что ведущий вал электродвигателя связан с передачей винт-гайка качения через реверсивный редуктор с механизмом переключения, состоящим из тяги, связанной с гайкой передачи винт-гайка качения и реверсивным редуктором, тяга имеет фиксатор крайних положений.
- 2. Привод скважинного насоса, содержащий корпус, погружной электродвигатель с гидрозащитой, ведущий вал которого соединен с винтом передачи винт-гайка качения, находящейся в подвижном соединении с корпусом и соединенной со штоком, уплотненным в корпусе, внутренние полости корпуса заполнены маслом и через эластичную оболочку сообщаются с полостью скважины, отличающийся тем, что ведущий вал электродвигателя связан с передачей винт-гайка качения через реверсивный редуктор с механизмом переключения, состоящим из дополнительной передачи винт-гайка, установленной между передачей винт-гайка качения и реверсивным редуктором, гайка дополнительной передачи винт-гайка связана через толкатель с реверсивным редуктором, толкатель имеет фиксатор крайних положений.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017124813A RU2680478C2 (ru) | 2017-07-12 | 2017-07-12 | Привод скважинного насоса (варианты) |
PCT/RU2018/050114 WO2019013676A1 (ru) | 2017-07-12 | 2018-09-12 | Привод скважинного насоса |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EA201991952A1 EA201991952A1 (ru) | 2020-04-23 |
EA037725B1 true EA037725B1 (ru) | 2021-05-14 |
Family
ID=65002307
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EA201991952A EA037725B1 (ru) | 2017-07-12 | 2018-09-12 | Привод скважинного насоса |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11391131B2 (ru) |
EA (1) | EA037725B1 (ru) |
RU (1) | RU2680478C2 (ru) |
WO (1) | WO2019013676A1 (ru) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2728561C1 (ru) * | 2020-01-22 | 2020-07-30 | Акционерное общество "ГМС Нефтемаш" | Гидромеханический погружной редуктор |
CN116163937B (zh) * | 2022-12-30 | 2024-02-06 | 华创机器人制造有限公司 | 一种潜油柱塞泵采油机 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU427192A1 (ru) * | 1970-05-08 | 1974-05-05 | С. И. Кухарь , Т. М. Дашкевич | Передача для преобразования вращательногодвижения |
US5404767A (en) * | 1993-09-03 | 1995-04-11 | Sutherland; James M. | Oil well pump power unit |
RU2133875C1 (ru) * | 1998-01-05 | 1999-07-27 | Акционерная нефтяная компания Башнефть | Привод скважинного штангового насоса |
RU147159U1 (ru) * | 2013-12-25 | 2014-10-27 | Салихьян Шакирьянович Шарипов | Установка погружного плунжерного насоса с передачей винт-гайка качения для подъема газожидкостной смеси из нефтяных скважин |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3556679A (en) * | 1968-08-08 | 1971-01-19 | Continental Oil Co | Metering pump |
FR2085481A1 (en) * | 1970-04-24 | 1971-12-24 | Schlumberger Prospection | Anchoring device - for use in locating a detector for a jammed drilling string |
US4225148A (en) * | 1972-02-10 | 1980-09-30 | Aktiebolaget Svenska Kullagerfabriken | Steering systems |
US3801768A (en) * | 1972-03-22 | 1974-04-02 | Westinghouse Electric Corp | Grounding switch |
JPS4912401A (ru) * | 1972-05-17 | 1974-02-02 | ||
US3884040A (en) * | 1973-02-26 | 1975-05-20 | Superior Iron Works & Supply C | Hydraulic actuator |
SU1020636A1 (ru) * | 1981-12-23 | 1983-05-30 | Radzhabov Nazim N | Привод скважинного штангового насоса |
SE8800386L (sv) * | 1988-02-05 | 1989-08-06 | Control Drive Utveckling Komma | Anordning foer oeverfoering av vridmoment |
US5501580A (en) * | 1995-05-08 | 1996-03-26 | Baker Hughes Incorporated | Progressive cavity pump with flexible coupling |
RU2532641C1 (ru) * | 2013-06-13 | 2014-11-10 | Закрытое акционерное общество "ПАРМ-ГИНС" | Погружной насосный агрегат |
JP6193291B2 (ja) * | 2015-04-13 | 2017-09-06 | 三井造船株式会社 | 燃料供給装置 |
GB201607714D0 (en) * | 2016-05-03 | 2016-06-15 | Coreteq Ltd | Progressive cavity pumps |
-
2017
- 2017-07-12 RU RU2017124813A patent/RU2680478C2/ru active
-
2018
- 2018-09-12 EA EA201991952A patent/EA037725B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2018-09-12 WO PCT/RU2018/050114 patent/WO2019013676A1/ru active Application Filing
- 2018-09-12 US US16/608,198 patent/US11391131B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU427192A1 (ru) * | 1970-05-08 | 1974-05-05 | С. И. Кухарь , Т. М. Дашкевич | Передача для преобразования вращательногодвижения |
US5404767A (en) * | 1993-09-03 | 1995-04-11 | Sutherland; James M. | Oil well pump power unit |
RU2133875C1 (ru) * | 1998-01-05 | 1999-07-27 | Акционерная нефтяная компания Башнефть | Привод скважинного штангового насоса |
RU147159U1 (ru) * | 2013-12-25 | 2014-10-27 | Салихьян Шакирьянович Шарипов | Установка погружного плунжерного насоса с передачей винт-гайка качения для подъема газожидкостной смеси из нефтяных скважин |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EA201991952A1 (ru) | 2020-04-23 |
US11391131B2 (en) | 2022-07-19 |
RU2680478C2 (ru) | 2019-02-21 |
RU2017124813A3 (ru) | 2019-01-15 |
WO2019013676A1 (ru) | 2019-01-17 |
RU2017124813A (ru) | 2019-01-15 |
US20210102449A1 (en) | 2021-04-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20080080991A1 (en) | Electrical submersible pump | |
RU2347947C1 (ru) | Погружной насосный агрегат | |
CN105696965A (zh) | 电动式封隔器 | |
US10280720B2 (en) | Submersible reciprocating oil well pump unit | |
EA037725B1 (ru) | Привод скважинного насоса | |
CN103671306A (zh) | 液压动力装置及其势能转化与操作方法 | |
RU184849U1 (ru) | Гидромеханический привод плунжерного насоса | |
RU147159U1 (ru) | Установка погружного плунжерного насоса с передачей винт-гайка качения для подъема газожидкостной смеси из нефтяных скважин | |
WO2019013675A1 (ru) | Скважинный насос | |
WO2022093066A1 (ru) | Погружная нефтедобывающая установка | |
CN104319120B (zh) | 延时机构及使用该延时机构的液压操动机构和断路器 | |
CN203939795U (zh) | 液压动力装置 | |
RU2641762C1 (ru) | Погружная нефтедобывающая установка с плунжерным насосом | |
RU2532641C1 (ru) | Погружной насосный агрегат | |
US20220098946A1 (en) | Downhole positive displacement pump | |
CN111980626A (zh) | 找堵水井下开关器 | |
RU2550858C1 (ru) | Скважинный электроплунжерный насос | |
RU2504692C2 (ru) | Установка погружная электрогидроприводная | |
RU2532469C1 (ru) | Погружной насосный агрегат | |
CN112392444B (zh) | 具有密闭动力机构的电动丝杠无杆采油装置 | |
US20170314546A1 (en) | Rotary Motor Driven Reciprocating Downhole Pump Assembly | |
RU2262004C1 (ru) | Гидравлический привод подъемного устройства | |
SU661144A1 (ru) | Гидропривод штанговой глубиннонасосной установки | |
RU2576560C1 (ru) | Скважинный штанговый насос | |
RU173856U1 (ru) | Скважинная насосная установка |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM KG TJ TM RU |