RU144408U1

RU144408U1 - ELECTROMAGNETIC PISTON PUMP INSTALLATION

Info

Publication number: RU144408U1
Application number: RU2014104892/06U
Authority: RU
Inventors: Ильдар Фархатович Габетдинов; Павел Михайлович Сорокин; Вячеслав Николаевич Федоров; Владимир Александрович Лушпеев
Priority date: 2014-02-11
Filing date: 2014-02-11
Publication date: 2014-08-20

Abstract

Электромагнитная поршневая насосная установка, содержащая механизм перекачивания жидкости и гибкий шлангокабель с силовой обмоткой, питаемой с поверхности, отличающаяся тем, что механизм перекачивания жидкости выполнен в виде полого металлического поршня установленного в гидравлическом канале гибкого шлангокабеля с возможностью обеспечения возвратно-поступательного движения, при этом полый металлический поршень снабжен клапаном, а на нижнем конце гибкого шлангокабеля установлена опора для посадки металлического поршня.An electromagnetic piston pump installation comprising a fluid pumping mechanism and a flexible umbilical with a power winding fed from the surface, characterized in that the fluid pumping mechanism is made in the form of a hollow metal piston mounted in the hydraulic channel of a flexible umbilical with the possibility of reciprocating motion, while hollow the metal piston is equipped with a valve, and a support for mounting the metal piston is mounted on the lower end of the flexible umbilical.

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.

Известна скважинная штанговая насосная установка, содержащая установленный в обсадной колонне скважины штанговый насос, цилиндр и полый плунжер которого связаны соответственно с колоннами насосно-компрессорных труб и штанг, установленные в цилиндре насоса всасывающий, а в плунжере - нагнетательный клапаны, в верхней части цилиндра установлен обратный клапан, причем подплунжерная полость насоса гидравлически сообщена с одной стороны через осевой канал с патрубком, связанным полыми штангами с внутренней полостью насосно-компрессорных труб, а с другой стороны - через полость с подплунжерной полостью и через обратный клапан - с межтрубным пространством для образования в подплунжерной полости зоны смещения реагента с высоковязкой нефтью [RU №2052665 C1, МПК6 F04B 47/02, опубл. 20.01.1996]. Механизм перекачивания жидкости из скважины на поверхность выполнен в виде плунжера с клапанами и приводится в действие с поверхности.A well-known sucker-rod pump installation comprising a sucker-rod pump installed in the casing of the well, the cylinder and the hollow plunger of which are connected respectively to the strings of the tubing and sucker rods installed in the pump cylinder and suction valves in the plunger, a check valve is installed in the upper part of the cylinder a valve, wherein the sub-plunger cavity of the pump is hydraulically communicated on one side through an axial channel with a nozzle connected by hollow rods to the internal cavity of the tubing pipes, and on the other hand through the cavity with the subplunger cavity and through the check valve with the annulus to form in the subplunger cavity a zone of reagent displacement with high viscosity oil [RU No. 2052665 C1, IPC6 F04B 47/02, publ. 01/20/1996]. The mechanism for pumping fluid from the well to the surface is made in the form of a plunger with valves and is driven from the surface.

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 установка погружного центробежного насоса, состоящая из погружного электронасосного агрегата, который объединяет электродвигатель с гидрозащитой, насос и кабельную линию, спущенные в скважину на подъемных насосно-компрессорных трубах - НКТ, оборудование устья, станцию управления и трансформатор, при этом в скважину на глубину начала асфальтогидратопарафиновых отложений опущен электрод, выполненный в виде колонны насосных штанг, оснащенных центраторами с диэлектрическими свойствами, обеспечивающими электрическую изоляцию колонны насосных штанг от колонны НКТ, и сальниковым устройством, обеспечивающим электрическую изоляцию штанговой колонны от устьевого оборудования, в верхней наземной части колонна насосных штанг подключена к наземному источнику питания постоянного тока, второй электрод которого подключен к устью скважины [RU №2327030 С2, МПК Е21В 43/00 (2006.01), опубл. 27.07.2007]. В известной установке 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 питаемым с поверхности.A well-known installation of a submersible centrifugal pump, consisting of a submersible electric pump unit that combines an electric motor with hydraulic protection, a pump and a cable line, lowered into the well on lifting tubing - tubing, wellhead equipment, a control station and a transformer, while into the well to the start depth asphalt hydrate-paraffin deposits, an electrode made in the form of a string of pump rods equipped with centralizers with dielectric properties, providing electrical isolation the rod string from the tubing string, and the gland device that provides electrical isolation of the rod string from the wellhead equipment, in the upper surface part of the rod string is connected to a ground DC power supply, the second electrode of which is connected to the wellhead [RU No. 2323230 C2, IPC E21B 43/00 (2006.01), publ. July 27, 2007]. In a known installation, the mechanism for pumping fluid from the well to the surface in the form of impellers mounted on a shaft connected to a submersible electric motor to actuate the mechanism, with valves, with a cable for supplying electric power supplied from the surface.

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, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является разработка конструкции насосной установки, имеющей относительно простую конструкцию, высокую степень откачки и надежность работы.The task to which the claimed technical solution is directed is to develop a design of a pumping unit having a relatively simple structure, a high degree of pumping and reliable operation.

Указанный технический результат достигается тем, что электромагнитная поршневая насосная установка содержит механизм перекачивания жидкости и гибкий шлангокабель с силовой обмоткой, питаемой с поверхности, отличающаяся тем, что механизм перекачивания жидкости выполнен в виде полого металлического поршня установленного в гидравлическом канале гибкого шлангокабеля с возможностью обеспечения возвратно-поступательного движения, при этом полый металлический поршень снабжен клапаном, а на нижнем конце гибкого шлангокабеля установлена опора для посадки металлического поршня.The specified technical result is achieved in that the electromagnetic piston pump installation includes a fluid pumping mechanism and a flexible umbilical with a power winding fed from the surface, characterized in that the fluid pumping mechanism is made in the form of a hollow metal piston mounted in the hydraulic channel of a flexible umbilical with the ability to provide a return translational motion, while the hollow metal piston is equipped with a valve, and at the lower end of the flexible umbilical support for landing a metal piston.

Сущность устройства заключается в том, что в отличие от известной насосной установки, включающей колонну стальных 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, в предлагаемой конструкции механизм перекачивания выполнен в виде гибкого шлангокабеля с силовой обмоткой и поршня, образующих соленоид.The essence of the device lies in the fact that, in contrast to the well-known pump installation, including a string of steel tubing with a pump housing mounted on 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 , in the proposed design, the pumping mechanism is made in the form of a flexible umbilical with a power winding and a piston forming a solenoid.

Выполнение механизма перекачивания в виде гибкого соленоида, сердечник которого представляет собой полый металлический поршень с клапаном, обеспечивает возвратно-поступательное движение, в результате которого происходят циклы нагнетания жидкости и холостого хода вниз.The implementation of the pumping mechanism in the form of a flexible solenoid, the core of which is a hollow metal piston with a valve, provides reciprocating motion, as a result of which there are cycles of fluid injection and idle down.

На фиг. схематично представлена электромагнитная поршневая насосная установка.In FIG. The electromagnetic piston pump installation is schematically presented.

Заявляемое устройство содержит гибкий шлангокабель 1 с силовой обмоткой 2 и гидравлическим каналом, полый металлический поршень 3 с клапаном 4 и крышкой 5 клапана 4, и нижнюю опору 6. Гибкий шлангокабель 1 с силовой обмоткой 2, размещенной в стенках шлангокабеля, подвешивается в скважине на фонтанной арматуре. На нижнем конце гибкого шлангокабеля 1 установлена опора 6 для посадки металлического поршня 3, который перемещается во внутреннем гидравлическом канале гибкого шлангокабеля 1. Внутри поршня 3 установлен шариковый клапан 4 с крышкой 5, имеющий отверстия для прохода откачиваемой жидкости.The inventive device comprises a flexible umbilical 1 with a power winding 2 and a hydraulic channel, a hollow metal piston 3 with a valve 4 and a cover 5 of the valve 4, and a lower support 6. A flexible umbilical 1 with a power winding 2 located in the walls of the umbilical is suspended in the well on the fountain fixture. At the lower end of the flexible umbilical 1, a support 6 is mounted for seating a metal piston 3, which moves in the internal hydraulic channel of the flexible umbilical 1. Inside the piston 3, a ball valve 4 with a cover 5 is installed, having openings for the passage of the pumped liquid.

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

При подаче электрического напряжения (с поверхности) на силовую обмотку 2 гибкого шлангокабеля 1 возникает электромагнитное поле, которое вызывает перемещение полого металлического поршня 3 вверх, при этом клапан 4 закрывается, и идет процесс нагнетания откачиваемой жидкости, находящейся выше поршня 3.When applying electric voltage (from the surface) to the power winding 2 of the flexible umbilical 1, an electromagnetic field arises that causes the hollow metal piston 3 to move upward, while the valve 4 closes, and the pumped liquid above the piston 3 is pumped.

При отключении электрического напряжения на силовой обмотке 2 шлангокабеля 1, электромагнитное поле исчезает, и полый металлический поршень 3 движется вниз под действием сил тяжести, при этом клапан 4 открывается, жидкость перетекает через открытый клапан 4 и поршень 3 садиться на нижнюю опору 6.When the voltage is turned off at the power winding 2 of umbilical 1, the electromagnetic field disappears and the hollow metal piston 3 moves down due to gravity, while valve 4 opens, fluid flows through open valve 4 and piston 3 sits on the lower support 6.

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

Малые габариты поршня (например, диаметр 54 мм, длина поршня <1 м) и гибкий шлангокабель значительно облегчают применение установки в искривленных скважинах.The small dimensions of the piston (for example, diameter 54 mm, piston length <1 m) and flexible umbilical cable greatly facilitate the use of the installation in deviated wells.

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

Замена поршня с клапаном производится без извлечения гибкого шлангокабеля, путем непрерывного подъем поршня до устьевой арматуры.The piston with the valve is replaced without removing the flexible umbilical, by continuously raising the piston to the wellhead fittings.

Подвод энергии осуществляется по силовой обмотке гибкого шлангокабеля, защищенной от механического повреждения.Energy is supplied through the power winding of a flexible umbilical, protected from mechanical damage.

Автоматическое плавное регулирование производительности установки путем изменения времени подачи электрического напряжения на силовую обмотку.Automatic stepless control of plant performance by changing the time of supplying electric voltage to the power winding.

Силовая обмотка, образуя электромагнитное поле, позволяет намагничивать железосодержащие механические примеси в откачиваемой жидкости, что способствует отложению парафина на механических примесях, но не внутри шлангокабеля.The power winding, forming an electromagnetic field, allows you to magnetize iron-containing mechanical impurities in the pumped liquid, which contributes to the deposition of paraffin on mechanical impurities, but not inside the umbilical.

Claims

An electromagnetic piston pump installation comprising a fluid pumping mechanism and a flexible umbilical with a power winding fed from the surface, characterized in that the fluid pumping mechanism is made in the form of a hollow metal piston of a flexible umbilical installed in the hydraulic channel with the possibility of reciprocating motion, while the metal piston is equipped with a valve, and a support for mounting the metal piston is mounted on the lower end of the flexible umbilical.