RU129169U1

RU129169U1 - DEPTH PUMP INSTALLATION

Info

Publication number: RU129169U1
Application number: RU2012105396/06U
Authority: RU
Inventors: Артем Олегович Невежин; Павел Михайлович Сорокин; Вячеслав Николаевич Федоров; Георгий Карожанович Ешимов; Владимир Александрович Лушпеев
Priority date: 2012-02-15
Filing date: 2012-02-15
Publication date: 2013-06-20

Abstract

Глубинно-насосная установка, включающая колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) с корпусом насоса, закрепленным на нижнем торце НКТ, с механизмом перекачивания жидкости из скважины на поверхность с клапанами, с кабелем для подвода электроэнергии и с электродом, питаемым с поверхности, отличающаяся тем, что механизм перекачивания выполнен в виде сильфона, а электрод размещен в полости сильфона и снабжен электроразрядником.A downhole pump installation, including a tubing string with tubing attached to the bottom of the tubing, with a mechanism for pumping fluid from the well to the surface with valves, with a cable for supplying electricity and with an electrode fed from the surface, characterized in that the pumping mechanism is made in the form of a bellows, and the electrode is placed in the cavity of the bellows and is equipped with an electric discharger.

Description

Полезная модель относится к области горной промышленности, а именно к насосам для добычи жидких полезных ископаемых из скважин.The utility model relates to the field of mining, namely, pumps for the extraction of liquid minerals from wells.

Известны насосные установки, содержащие корпус и механизм перекачивания жидкости из скважины на поверхность в виде плунжера с клапанами, приводимый в действие с поверхности (пат. РФ №2052665 МПК F04B 47/02, опубл. 20.01. 1996 г.).Known pumping units containing a housing and a mechanism for pumping fluid from the well to the surface in the form of a plunger with valves, driven from the surface (US Pat. RF No. 2052565 IPC F04B 47/02, publ. 20.01. 1996).

Недостатком известных установок является громоздкость конструкции и низкая производительность.A disadvantage of the known installations is the bulkiness of the design and low productivity.

Известна также насосная установка, содержащая колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) с корпусом насоса, закрепленном на нижнем торце НКТ, механизм перекачивания жидкости из скважины на поверхность в виде рабочих колес, закрепленных на валу, соединенном с погружным электродвигателем для приведения механизма в действие, с клапанами, с кабелем для подвода электроэнергии, и с электродом в полости НКТ, питаемым с поверхности (пат. РФ №2327030 МПК E21B 43/00, опубл. 27.07.2007 г. - прототип).A pumping unit is also known, comprising a tubing string (tubing) with a pump housing mounted on the bottom end of the tubing, a mechanism for pumping fluid from the well to the surface in the form of impellers mounted on a shaft connected to a submersible motor to drive the mechanism, with valves, with a cable for supplying electricity, and with an electrode in the tubing cavity, fed from the surface (US Pat. RF No. 2327030 IPC E21B 43/00, publ. July 27, 2007 - prototype).

Недостатком этой конструкции, выбранной нами в качестве прототипа по большинству совпадающих признаков, является громоздкость механизма перекачивания.The disadvantage of this design, which we have chosen as a prototype for most of the matching features, is the bulkiness of the pumping mechanism.

Задачей, решаемой с использованием заявленного устройства, является упрощение конструкции и повышение производительности.The problem solved using the claimed device is to simplify the design and increase productivity.

Техническая сущность устройства заключается в том, что в известной насосной установке, включающей колонну насосно-компрессорных труб (НКТ) с корпусом насоса, закрепленном на нижнем торце НКТ, с механизмом перекачивания жидкости из скважины на поверхность с клапанами, с кабелем для подвода электроэнергии, и с электродом, питаемым с поверхности, механизм перекачивания выполнен в виде сильфона, а электрод размещен в полости сильфона и снабжен электроразрядником.The technical essence of the device lies in the fact that in a known pump installation, including a tubing string with tubing attached to the lower end of the tubing, with a mechanism for pumping fluid from the well to the surface with valves, with a cable for supplying electricity, and with the electrode fed from the surface, the pumping mechanism is made in the form of a bellows, and the electrode is placed in the cavity of the bellows and is equipped with an electric discharge.

Выполнение механизма перекачивания в виде металлического сильфона обеспечивает возвратно-поступательное движение, в результате которого происходит последовательное увеличение и уменьшение рабочей камеры насоса, т.е. происходит цикл нагнетания и всасывания жидкости.The implementation of the pumping mechanism in the form of a metal bellows provides reciprocating motion, which results in a sequential increase and decrease in the working chamber of the pump, i.e. there is a cycle of pumping and suction of fluid.

Размещение электрода в полости сильфона и снабжение его электроразрядником обеспечивает пульсирующее изменение давления рабочей жидкости, вызывающее возвратно поступательное движение торца сильфона.Placing the electrode in the cavity of the bellows and supplying it with an electric discharge provides a pulsating change in the pressure of the working fluid, causing a reciprocating movement of the end face of the bellows.

Заявляемое устройство содержит колонну НКТ 1, соединенную с корпусом 2 насоса посредством напорного патрубка 3. Нагнетательный 4 и всасывающий 5 шариковые клапана установлены в верхней части корпуса насоса 2. Металлический сильфон 6 нижней частью закреплен в корпусе насоса 2. верхний торец 7 сильфона заглушен. В полости сильфона, заполненного рабочей жидкостью 8, установлены электроды 9 и 10, подключенные к электроразряднику 11. Электрический кабель 12 закрепляется на трубах НКТ хомутами и подключается к электроразряднику 11.The inventive device comprises a tubing string 1 connected to the pump housing 2 by means of a pressure pipe 3. Pressure 4 and suction 5 ball valves are installed in the upper part of the pump housing 2. The metal bellows 6 is fixed with the lower part in the pump housing 2. The upper end 7 of the bellows is muffled. In the cavity of the bellows filled with the working fluid 8, electrodes 9 and 10 are installed, connected to the electric discharge 11. The electric cable 12 is fixed to the tubing pipes with clamps and connected to the electric discharge 11.

Заявленное устройство работает следующим образом:The claimed device operates as follows:

При включении питания по кабелю 12 электрическая энергия подводится к электроразряднику 11, который генерирует циклические разряды между электродами 9 и 10.When you turn on the power via cable 12, electrical energy is supplied to the electric discharge 11, which generates cyclic discharges between the electrodes 9 and 10.

Вследствие циклических электрических разрядов в рабочей жидкости 8, между электродами 9 и 10 образуется плазменная зона 13 и затем в этой зоне практически мгновенно возникает парогазовая полость 14 высокого давления, с энергией в десятки раз - больше чем потраченная на электрический разряд в ней. Эта выделенная в процессе электрической молнии и ЭГД-удара - энергия давления пара приводит к волнам высокого давления в рабочей жидкости 8 и перемещению (вытягиванию) сильфона 6. В рабочей камере насоса происходит цикл нагнетания откачиваемой жидкости через открывшийся нагнетательный клапан 4.Due to cyclic electrical discharges in the working fluid 8, a plasma zone 13 is formed between the electrodes 9 and 10, and then a high-pressure vapor-gas cavity 14 arises in this zone almost tens of times more than the energy spent on it in an electric discharge. This steam pressure energy emitted during electric lightning and EHD shock leads to high pressure waves in the working fluid 8 and the displacement (extension) of the bellows 6. In the working chamber of the pump, a pumped liquid is pumped through the opened discharge valve 4.

После каждого импульсного электрического разряда вследствие интенсивного схлопывания кавитацонных пузырьков, объем рабочей жидкости 8 уменьшается, сильфон 6 возвращается в первоначальной положение (сжимается) и происходит цикл всасывания через открывшийся всасывающий клапан 5, при закрытом нагнетательном клапане 4.After each pulsed electric discharge due to the intense collapse of cavitational bubbles, the volume of the working fluid 8 decreases, the bellows 6 returns to its original position (contracts) and a suction cycle occurs through the opened suction valve 5, with the discharge valve 4 closed.

Подачу насоса регулируют частотой импульсов напряжения, их амплитудой и длительностью импульсов.The pump flow is regulated by the frequency of the voltage pulses, their amplitude and pulse duration.

Технико-экономическая эффективность заключается в следующих преимуществах предлагаемой установки:Technical and economic efficiency lies in the following advantages of the proposed installation:

1. Малые габариты (диаметр 50 мм, длина <1 м) значительно облегчают их применение в искривленных скважинах1. Small dimensions (diameter 50 mm, length <1 m) greatly facilitate their use in deviated wells

2. Возможность эксплуатации скважин с низким дебитом (до 20 т/сут)2. The possibility of operating wells with low flow rate (up to 20 tons / day)

3. Отсутствие трущихся деталей и неметаллических материалов позволяет перекачивать жидкости с содержанием мехпримесей.3. The absence of rubbing parts and non-metallic materials allows the pumping of liquids containing solids.

4. За счет кавитации в полости сильфона рабочая жидкость разогревается, что приводит к подогреву и снижению вязкости перекачиваемой жидкости.4. Due to cavitation in the bellows cavity, the working fluid is heated, which leads to heating and lowering the viscosity of the pumped liquid.

5. Подвод энергии к насосу осуществляется по электрическому кабелю.5. Energy is supplied to the pump via an electric cable.

6. Автоматическое плавное регулирование подачи насоса и контроль за его работой.6. Automatic smooth regulation of the pump flow and control of its operation.

Claims

A downhole pump installation, including a tubing string with tubing attached to the bottom of the tubing, with a mechanism for pumping fluid from the well to the surface with valves, with a cable for supplying electricity and with an electrode fed from the surface, characterized in that the pumping mechanism is made in the form of a bellows, and the electrode is placed in the cavity of the bellows and is equipped with an electric discharger.