RU212705U1

RU212705U1 - HYDRAULIC PUMP STATION

Info

Publication number: RU212705U1
Application number: RU2022102762U
Authority: RU
Inventors: Тимофей Владимирович Коньков
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Нефте-Гидроприводы Конькова"
Filing date: 2022-02-04
Publication date: 2022-08-03

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к машиностроению, а именно к гидравлическим насосным станциям для привода штангового скважинного насоса. Техническим результатом заявляемой полезной модели является оптимизация конструкции гидравлической насосной станции, что способствует повышению надежности работы привода штангового скважинного насоса за счет исключения просадки колонны штанг при заданных паузах и достижения плавности хода гидроцилиндра при безостановочном режиме работы. Указанный технический результат достигается гидравлической насосной станцией, содержащей электродвигатель с частотным регулированием, насос, соединенные с ним гидробак для рабочей жидкости и гидроблок, а также систему охлаждения и очистки рабочей жидкости и трубопроводы, причем гидроблок содержит предохранительный клапан и два обратных клапана, соединенные одной входной линией подачи рабочей жидкости от насоса. Насос и электродвигатель соединены между собой через полумуфты с упругим элементом, причем полумуфты защищены колоколом, к которому прикреплены насос и электродвигатель. 2 з.п. ф-лы, 1 фиг.

The proposed utility model relates to mechanical engineering, namely to hydraulic pumping stations for driving a sucker rod pump. The technical result of the claimed utility model is the optimization of the design of the hydraulic pumping station, which contributes to improving the reliability of the drive rod downhole pump by eliminating the drawdown of the rod string at given pauses and achieving smoothness of the hydraulic cylinder during non-stop operation. The specified technical result is achieved by a hydraulic pumping station containing an electric motor with frequency control, a pump, a hydraulic tank for working fluid and a hydraulic unit connected to it, as well as a system for cooling and cleaning the working fluid and pipelines, moreover, the hydraulic unit contains a safety valve and two check valves connected to one inlet line for supplying the working fluid from the pump. The pump and the electric motor are interconnected through coupling halves with an elastic element, and the coupling halves are protected by a bell to which the pump and the electric motor are attached. 2 w.p. f-ly, 1 fig.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к машиностроению, а именно к гидравлическим насосным станциям для привода штангового скважинного насоса.The proposed utility model relates to mechanical engineering, namely to hydraulic pumping stations for driving a sucker rod pump.

Известна гидравлическая насосная станция (патент RU 101748 U1, 27.01.2011), включающая в себя силовую установку, насос, соединенный с баком для рабочей жидкости, вентилятор, теплообменник, установленный в сливной линии, экран, установленный между силовой установкой и баком для рабочей жидкости, а также обратный клапан, который подсоединен к сливной линии перед теплообменником и связан с баком для рабочей жидкости, при этом вентилятор снабжен выключателем. Недостатком данного технического решения является недостаточная простота сборки насосной станции, и невозможность обеспечения бесперебойной работы двигателя.Known hydraulic pumping station (patent RU 101748 U1, 01/27/2011), which includes a power plant, a pump connected to a tank for working fluid, a fan, a heat exchanger installed in the drain line, a screen installed between the power plant and the tank for working fluid , as well as a non-return valve, which is connected to the drain line before the heat exchanger and is connected to the working fluid tank, while the fan is equipped with a switch. The disadvantage of this technical solution is the lack of ease of assembly of the pumping station, and the inability to ensure uninterrupted operation of the engine.

Ближайшим аналогом к заявленной гидравлической насосной станции является гидравлическая насосная станция (патент 2207244 C2, 27.06.2003), содержащая силовую установку, насосный узел и соединенные с ним бак для рабочей жидкости и гидравлическую аппаратуру. Станция снабжена системой охлаждения рабочей жидкости, установленной в сливной магистрали, сопрягаемой с рабочим инструментом, которая может включать в себя по крайней мере два теплообменника, соединенных последовательно. Недостатком данного технического решения является сложность сборки насосной станции, невозможность обеспечения бесперебойной работы двигателя.The closest analogue to the claimed hydraulic pumping station is a hydraulic pumping station (patent 2207244 C2, 06/27/2003), containing a power plant, a pump unit and a working fluid tank and hydraulic equipment connected to it. The station is equipped with a working fluid cooling system installed in the drain line, interfaced with the working tool, which may include at least two heat exchangers connected in series. The disadvantage of this technical solution is the complexity of the assembly of the pumping station, the inability to ensure uninterrupted operation of the engine.

Проблемой, решаемой заявляемой полезной моделью, является недостаточная надежность работы гидравлической насосной станции, сложная конструкция, и низкая эффективность работы гидроцилиндра.The problem solved by the claimed utility model is the insufficient reliability of the hydraulic pumping station, the complex design, and the low efficiency of the hydraulic cylinder.

Техническим результатом заявляемой полезной модели является оптимизация конструкции гидравлической насосной станции, что способствует повышению надежности работы привода штангового скважинного насоса за счет исключения просадки колонны штанг при заданных паузах и достижения плавности хода гидроцилиндра при безостановочном режиме работы.The technical result of the proposed utility model is the optimization of the design of the hydraulic pumping station, which improves the reliability of the rod downhole pump drive by eliminating the drawdown of the rod string at given pauses and achieving a smooth stroke of the hydraulic cylinder during non-stop operation.

Указанный технический результат достигается гидравлической насосной станцией, содержащей электродвигатель с частотным регулированием, насос, соединенные с ним гидробак для рабочей жидкости и гидроблок, а также систему охлаждения и очистки рабочей жидкости и трубопроводы, причем гидроблок содержит предохранительный клапан и два обратных клапана, соединенные одной входной линией подачи рабочей жидкости от насоса. Насос и электродвигатель соединены между собой через полумуфты с упругим элементом, причем полумуфты защищены колоколом, к которому прикреплены насос и электродвигатель.The specified technical result is achieved by a hydraulic pumping station containing an electric motor with frequency control, a pump, a hydraulic tank for working fluid and a hydraulic unit connected to it, as well as a system for cooling and cleaning the working fluid and pipelines, moreover, the hydraulic unit contains a safety valve and two check valves connected to one inlet line for supplying the working fluid from the pump. The pump and the electric motor are interconnected through coupling halves with an elastic element, and the coupling halves are protected by a bell to which the pump and the electric motor are attached.

Фиг. - схема гидравлической насосной станцииFig. - scheme of hydraulic pumping station

Представленная гидравлическая насосная станция, установленная на опоре, содержит:The presented hydraulic pumping station, mounted on a support, contains:

гидробак 1, снабженный датчиком уровня 2 и датчиком температуры 3 для контроля соответствующих параметров рабочей жидкости, заливной горловиной 4, совмещенной с сапуном, для заправки гидросистемы рабочей жидкостью и сброса избыточного давления воздуха из бака, сливным фильтром 5, с наружной стороны бака выполнены люк и сливной кран (не показаны);a hydraulic tank 1 equipped with a level sensor 2 and a temperature sensor 3 for monitoring the relevant parameters of the working fluid, a filler neck 4 combined with a breather for filling the hydraulic system with working fluid and releasing excess air pressure from the tank, a drain filter 5, a hatch and drain cock (not shown);

установленные на съемной крышке гидробака 1 насос 6 и электродвигатель 7, соединенные между собой через полумуфты с упругим элементом, причем полумуфты защищены колоколом (не показаны), к которому прикреплены насос 6 и электродвигатель 7, причем насос 6 находится внутри гидробака 1, а электродвигатель 7 - с внешней стороны крышки гидробака 1;installed on the removable cover of the hydraulic tank 1, the pump 6 and the electric motor 7, connected to each other through the coupling halves with an elastic element, and the coupling halves are protected by a bell (not shown), to which the pump 6 and the electric motor 7 are attached, and the pump 6 is located inside the hydraulic tank 1, and the electric motor 7 - from the outer side of the hydraulic tank cover 1;

гидроблок 8, установленный на крышке гидробака, соединенный трубопроводом с насосом 6, и включающий в себя два обратных клапана 9-1, 9-2 и предохранительный клапан 10, соединенные одной входной линией подачи рабочей жидкости от насоса 6, к гидроблоку через быстроразъемное соединение подключены датчик давления 11 и манометр 12;hydraulic block 8, mounted on the cover of the hydraulic tank, connected by a pipeline to pump 6, and including two check valves 9-1, 9-2 and a safety valve 10, connected by one inlet line for supplying working fluid from pump 6, is connected to the hydraulic block through a quick coupling pressure sensor 11 and pressure gauge 12;

трубопроводы (не показаны);pipelines (not shown);

систему охлаждения и очистки масла 13, соединенную с гидробаком 1 и состоящую из насоса 14, электродвигателя 15, соединенных между собой через полумуфты с упругим элементом (не показаны), и теплообменников 16-1, 16-2, соединенных рукавами высокого давления.cooling and oil purification system 13 connected to the hydraulic tank 1 and consisting of a pump 14, an electric motor 15 connected to each other through coupling halves with an elastic element (not shown), and heat exchangers 16-1, 16-2 connected by high pressure hoses.

При включении электродвигателя 7 гидравлической насосной станции рабочая жидкость нагнетается по напорному трубопроводу от насоса 6 через гидравлический блок 8 и попадает в штоковую полость гидроцилиндра (на чертежах не показан), что вызывает подъем колонны штанг.When the electric motor 7 of the hydraulic pumping station is turned on, the working fluid is pumped through the pressure pipeline from the pump 6 through the hydraulic unit 8 and enters the rod end of the hydraulic cylinder (not shown in the drawings), which causes the rod string to rise.

При достижении крайнего верхнего положения гидроцилиндра, отслеживаемого индуктивным датчиком (на чертежах не показан), происходит безударное и плавное торможение гидроцилиндра и колонна штанг опускается, это обеспечивается тем, что при подаче сигнала на электромагниты обратных клапанов 9 рабочая жидкость из гидроцилиндра через обратные клапаны 9 гидроблока 8 поступает обратно к насосу 6. В этот же самый момент с предохранительного клапана 10 напряжение отключается, электродвигатель 7 начинает вращать насос 6 в обратном направлении, тем самым обеспечивая свободный поток жидкости через гидроблок 8 и далее через насос 6 в гидробак 1.When the extreme upper position of the hydraulic cylinder, monitored by an inductive sensor (not shown in the drawings), is reached, the shockless and smooth braking of the hydraulic cylinder occurs and the column of rods is lowered, this is ensured by the fact that when a signal is applied to the electromagnets of the check valves 9, the working fluid from the hydraulic cylinder through the check valves 9 of the hydraulic unit 8 flows back to the pump 6. At the same moment, the voltage is turned off from the safety valve 10, the electric motor 7 starts to rotate the pump 6 in the opposite direction, thereby ensuring the free flow of fluid through the hydraulic unit 8 and further through the pump 6 to the hydraulic tank 1.

В режиме разгрузки или при повышении давления выше рабочего, что отслеживается датчиком давления 11, срабатывает предохранительный клапан 10 гидроблока 8, и рабочая жидкость через него сливается в гидробак 1. Режим разгрузки обеспечивает пуск насоса 6 с минимальной нагрузкой, что положительно сказывается на долговечности и надежности работы насоса 6.In the unloading mode or when the pressure rises above the working one, which is monitored by the pressure sensor 11, the safety valve 10 of the hydroblock 8 is activated, and the working fluid is drained through it into the hydraulic tank 1. The unloading mode ensures that the pump 6 starts with a minimum load, which has a positive effect on durability and reliability pump operation 6.

Переход из режима нагрузки в режим разгрузки происходит, когда два обратных клапана 9 закрываются, открывается предохранительный клапан 10; а при переходе в режим нагрузки при закрытии предохранительного клапана 10 происходит одновременное открытие обратных клапанов 9. Такое регулирование клапанов 9, 10 гидроблока 8 позволяет не допускать полной остановки двигателя, и в гидроблоке 8 поддерживается минимальное давление, что обеспечивает безостановочную работу насосной станции, плавный ход гидроцилиндра и исключение просадки колонны штанг.The transition from the load mode to the unloading mode occurs when the two check valves 9 close, the safety valve 10 opens; and when switching to load mode, when the safety valve 10 is closed, the check valves 9 open simultaneously. hydraulic cylinder and exclusion of drawdown of the rod string.

Кроме того применение двух обратных клапанов 9 в одном гидроблоке 8 обеспечивает оптимальный расход рабочей жидкости, а следовательно, снижение скорости потока и температуры рабочей жидкости, увеличение производительности. При выходе из строя одного обратного клапана 9, насосная станция может продолжать работать, используя только один исправный обратный клапан 9. Таким образом, обеспечивается надежность работы станции.In addition, the use of two check valves 9 in one hydraulic unit 8 provides an optimal flow rate of the working fluid, and consequently, a decrease in the flow rate and temperature of the working fluid, and an increase in productivity. If one check valve 9 fails, the pumping station can continue to operate using only one serviceable check valve 9. Thus, the reliability of the station operation is ensured.

При температуре ниже заданной, рабочая жидкость поступает из гидробака 1 в насос 14 системы охлаждения и очистки рабочей жидкости 13 самотеком, далее насос 14 системы охлаждения и очистки рабочей жидкости 13 обеспечивает подачу рабочей жидкости через теплообменники 16 и фильтр 5 обратно в гидробак 1. При повышении температуры рабочей жидкости выше заданной (температура измеряется датчиком температуры 3) включается электродвигатель 15 системы охлаждения и очистки рабочей жидкости 13, и насос 14 системы охлаждения и очистки рабочей жидкости 13 нагнетает рабочую жидкость через теплообменники 16 и сливной фильтр 5 в гидробак 1. Тем самым производится охлаждение рабочей жидкости и ее очистка от механических примесей. Двигатели теплообменников 16 включаются одновременно с электродвигателем 15 системы охлаждения и очистки рабочей жидкости 13.At a temperature below the set temperature, the working fluid flows from the hydraulic tank 1 to the pump 14 of the cooling system and cleaning of the working fluid 13 by gravity, then the pump 14 of the cooling system and cleaning of the working fluid 13 ensures the supply of the working fluid through the heat exchangers 16 and the filter 5 back to the hydraulic tank 1. With an increase temperature of the working fluid is higher than the set value (the temperature is measured by temperature sensor 3), the electric motor 15 of the cooling system and cleaning of the working fluid 13 is turned on, and the pump 14 of the cooling system and cleaning of the working fluid 13 pumps the working fluid through the heat exchangers 16 and the drain filter 5 into the hydraulic tank 1. cooling of the working fluid and its purification from mechanical impurities. The engines of the heat exchangers 16 are switched on simultaneously with the electric motor 15 of the cooling system and cleaning of the working fluid 13.

Контроль уровня рабочей жидкости в гидробаке осуществляется датчиком уровня 2. Рабочую жидкость в гидробак заливают через заливную горловину 4 с сапуном. Визуально максимальный и минимальный уровень жидкости отслеживают по указателям уровня на стенке гидробака 1.The control of the level of the working fluid in the hydraulic tank is carried out by a level sensor 2. The working fluid is poured into the hydraulic tank through the filler neck 4 with a breather. Visually, the maximum and minimum liquid levels are monitored by the level indicators on the wall of the hydraulic tank 1.

В насосной станции используются, например, электродвигатель с частотным регулированием и аксиально-поршневый насос, электродвигатель и шестеренный насос системы охлаждения и очистки рабочей жидкости.The pumping station uses, for example, a frequency-controlled electric motor and an axial piston pump, an electric motor and a gear pump for a cooling and cleaning fluid system.

Выполнение насосной станции с установкой одного гиброблока 8, содержащего два обратных клапана 9 и предохранительный клапан 10 обеспечивает как упрощение и ускорение сборки посредством уменьшения составных частей насосной станции, так и плавный ход гидроцилиндра, избежание просадки колонны штанг, что в общем гарантирует более надежную работу привода штангового скважинного насоса.The implementation of the pumping station with the installation of one flexible block 8 containing two check valves 9 and a safety valve 10 provides both simplification and acceleration of assembly by reducing the components of the pumping station, and smooth running of the hydraulic cylinder, avoiding drawdown of the rod string, which generally guarantees more reliable operation of the drive rod well pump.

Claims

1. A hydraulic pumping station containing an electric motor, a pump, a hydraulic tank for working fluid and a hydraulic unit connected to it, characterized in that the hydraulic unit contains a safety valve and two check valves connected by one input line for supplying working fluid from the pump.

2. Hydraulic pumping station according to claim 1, in which the pump and the electric motor are connected to each other through the coupling halves with an elastic element, and the coupling halves are protected by a bell to which the pump and the electric motor are attached.

3. The hydraulic pumping station according to claim 1, wherein the electric motor is a frequency-controlled electric motor.