RU2159867C1

RU2159867C1 - Installation for testing rod and screw oil-well pumps

Info

Publication number: RU2159867C1
Application number: RU99105651/06A
Authority: RU
Inventors: К.Р. Уразаков; Н.Х. Габдрахманов; М.Д. Валеев; мов М.М. Ахт; М.М. Ахтямов; Т.С. Галиуллин; ров Ю.Х. Кутлу; Ю.Х. Кутлуяров; И.А. Маков
Original assignee: Открытое акционерное общество Акционерной нефтяной компании "Башнефть"
Priority date: 1999-03-15
Filing date: 1999-03-15
Publication date: 2000-11-27

Abstract

FIELD: equipment for oil production industry, particularly investigation of working processes of rod and screw oil-well pumps for testing and running them. SUBSTANCE: installation has cone transmission for rotating screw pump. Mechanism for providing reciprocation motion of rod pump has chain drive with articulation joint driven by means of electric motor with cone reduction gear. Pumps are mounted on frame having fixing lock with possibility for inclining pump axes by necessary angle. EFFECT: simplified low-cost operation of installation. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к исследованию процессов, происходящих в скважинных штанговых и винтовых насосах, и может быть использовано для испытаний и обкатки. The invention relates to the field of oil production, in particular to the study of processes occurring in well sucker-rod and screw pumps, and can be used for testing and running.

Известен стенд для исследования влияния параметров откачки и структуры откачиваемой смеси на эффективность работы насоса (Н. Н. Репин и др. "Технология механизированной добычи нефти", М., "Недра", с. 56-57), содержащий механизм возвратно- поступательного движения, вертикальный поршневой насос, смонтированный на каркасе, напорную емкость, емкость для рабочей жидкости, воздушный баллон для регулирования перепада давления на выкиде и приеме насоса, груз для осуществления хода поршня вниз и гибкую связь со штоком насоса. A well-known stand for studying the effect of pumping parameters and structure of the pumped mixture on the pump efficiency (N. N. Repin et al. "Technology of mechanized oil production", M., "Nedra", p. 56-57), containing a reciprocating mechanism movements, a vertical piston pump mounted on a frame, a pressure tank, a container for working fluid, an air cylinder for regulating the differential pressure on the discharge and intake of the pump, a load for carrying out the piston stroke downward and flexible connection with the pump rod.

Недостатком указанного стенда является то, что каркас, на котором установлен поршневой насос, не позволяет изменять угол наклона насоса, кроме того, расположение всасывающего клапана в плунжерной паре не дает возможности оценить потери отдельно через плунжерную пару и клапан. The disadvantage of this stand is that the frame on which the piston pump is installed does not allow changing the angle of the pump, in addition, the location of the suction valve in the plunger pair makes it impossible to estimate the losses separately through the plunger pair and the valve.

Известен также стенд для обкатки штанговых насосов [А.с. SU 1605157 A1 G 01 M 19/00, F 04 B 51/00, Б.И. N41 1990 г.], содержащий механизм возвратно-поступательного движения для привода насоса, груз для осуществления движения хода поршня вниз, опорные элементы для изменения угла наклона испытуемого насоса, упоры, создающие изгибные нагрузки по длине корпуса насоса, гидравлическую систему регулирования и регистрации перепада давления на входе и выходе насоса, напорную емкость и емкость, поддерживающую рабочее давление жидкости. Also known stand for running in sucker rod pumps [A.S. SU 1605157 A1 G 01 M 19/00, F 04 B 51/00, B.I. 1990 N41], comprising a reciprocating mechanism for pump driving, a load for moving the piston down, supporting elements for changing the angle of inclination of the test pump, stops that create bending loads along the length of the pump casing, a hydraulic differential pressure control and registration system at the inlet and outlet of the pump, the pressure tank and the tank that maintains the working fluid pressure.

Недостатком известного стенда является сложность конструкции, необходимость наличия ряда скважин с возрастающим углом наклона так, чтобы оси скважин пересекались в точке изгиба гибкой связи, а также обязательная гидравлическая связь между скважинами. A disadvantage of the known stand is the design complexity, the need for a number of wells with an increasing angle of inclination so that the axis of the wells intersect at the bend point of the flexible connection, as well as the obligatory hydraulic connection between the wells.

Задача предлагаемого решения - упрощение конструкции стенда и расширение его функциональных возможностей за счет использования общего привода для испытаний штанговых и винтовых насосов. The objective of the proposed solution is to simplify the design of the stand and expand its functionality through the use of a common drive for testing sucker rod and screw pumps.

Эта задача достигается тем, что известная установка, содержащая механизм возвратно-поступательного движения насосов, систему измерения и регистрации параметров насосов, снабжена конической передачей для вращения ротора винтового насоса, а механизм возвратно-поступательного движения штангового насоса - цепным приводом с шарнирным соединением, приводимым в движение электродвигателем с коническим редуктором, причем насосы закреплены на раме с замком-фиксатором, выполненной с возможностью установки под необходимым углом наклона осей насосов. This task is achieved by the fact that the known installation, comprising a pump reciprocating mechanism, a pump measurement and recording system, is equipped with a bevel gear for rotating the rotor of a screw pump, and a rod pump reciprocating mechanism is equipped with a chain drive with a swivel joint driven in the movement of an electric motor with a bevel gear, and the pumps are mounted on a frame with a lock-lock, made with the possibility of installation at the required angle of inclination of the axes n Sosov.

Снабжение установки конической передачей позволяет испытывать и обкатывать насосы одновременно или раздельно. Использование привода, гибкие звенья которого выполнены в виде цепей, геометрические оси которых совпадают с центрами шарниров, передающих движение устьевому штоку, устраняет причины возникновения дополнительных нагрузок в приводе. Рама с замком-фиксатором, устанавливаемая под необходимым углом наклона осей насосов, дает возможность проводить испытания насосов в условиях, близких к реальным. Providing the installation with a bevel gear allows you to test and run the pumps at the same time or separately. The use of the drive, the flexible links of which are made in the form of chains whose geometric axes coincide with the centers of the hinges transmitting movement to the wellhead rod, eliminates the causes of additional loads in the drive. A frame with a locking lock, mounted at the required angle of inclination of the pump axes, makes it possible to test pumps in conditions close to real ones.

Такое конструктивное исполнение установки упрощает конструкцию за счет размещения всех элементов на общей раме, уменьшает габаритные размеры и облегчает ее эксплуатацию. Установка позволяет получить характеристики насосов в условиях, максимально приближенных к реальным на скважинах, т.е. определяет величину сил сопротивления движению плунжера, которая необходима для выбора веса утяжеленного низа штанговой колонны. А это, как известно, позволяет избежать появления знакопеременных нагрузок в штанговой колонне и тем самым существенно увеличить МРП скважины. Кроме того, обкатка насоса позволяет произвести первичную притирку плунжерной и винтовой пары, что также благоприятно сказывается на величине межремонтного периода. This design of the installation simplifies the design by placing all the elements on a common frame, reduces overall dimensions and facilitates its operation. The installation allows to obtain the characteristics of the pumps in conditions as close as possible to the real ones in the wells, i.e. determines the magnitude of the resistance forces to the movement of the plunger, which is necessary to select the weight of the weighted bottom of the rod string. And this, as you know, allows you to avoid the occurrence of alternating loads in the rod string and thereby significantly increase the well timestamp. In addition, the break-in of the pump allows the primary grinding in of the plunger and screw pair, which also favorably affects the magnitude of the overhaul period.

На чертеже схематично представлена установка для испытаний скважинных и винтовых насосов. The drawing schematically shows the installation for testing borehole and screw pumps.

Установка содержит электродвигатель 1, установленный на раме 2, который через редуктор 3 приводит в действие ведущие звездочки 4, 5 и ведомые 6 и 7, попарно охваченные цепями 8 и 9 цепного привода. Звездочки 4 и 5 вращаются встречно. На цепях 8 и 9 установлены ведущие звенья 10 и 11, которые через шарнирные соединения, состоящие из переходных звеньев 12 и 13, рычагов 14 и 15, соединены с фланцем 16, на котором закрепляется устьевой шток 17. Соединение с устьевым штоком выполнено с возможностью поворота и регулировки места захвата штока 17 при помощи клиновых подвесов 18, опирающихся на фланец 16. Рама 19 устанавливается на опорных узлах 20 с помощью поворотных валов 21 и фиксируется замком 22 горизонтального положения рамы, а в рабочем положении - замком-фиксатором 23 поворотного механизма 24. Рама 19 уравновешивается съемными грузами 25. Опорные узлы 20 жестко закреплены на станине 26. Корпуса испытываемых насосов фиксируются зажимами 27. К продольным балкам рамы 2 снизу на кронштейнах 28 подвешен бак 29. Шток 30, соединенный с редуктором 3 конической передачей 31, используется для вращения ротора испытуемого винтового насоса. На штоке 17 штангового насоса 32 установлен датчик трения 33. The installation comprises an electric motor 1 mounted on a frame 2, which through a reducer 3 drives the drive sprockets 4, 5 and driven 6 and 7, pairwise covered by chains 8 and 9 of the chain drive. Sprockets 4 and 5 rotate counterclockwise. On chains 8 and 9, driving links 10 and 11 are installed, which are connected through a swivel connection consisting of transitional links 12 and 13, levers 14 and 15 to a flange 16 on which the wellhead rod 17 is fixed. The connection to the wellhead rod is rotatable and adjusting the grip position of the rod 17 with wedge suspensions 18, based on the flange 16. The frame 19 is mounted on the supporting nodes 20 using the rotary shafts 21 and is fixed with a lock 22 of the horizontal position of the frame, and in the working position with a locking lock 23 of the rotary mechanism 24. The frame 19 is balanced by removable weights 25. The support units 20 are rigidly fixed on the bed 26. The bodies of the tested pumps are fixed by clamps 27. Tank 29 is suspended from the bottom of the frame 2 on the brackets 28. The rod 30 connected to the gearbox 3 by a bevel gear 31 is used to rotate the rotor of the test screw pump. On the rod 17 of the rod pump 32 mounted friction sensor 33.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

Производится монтаж испытуемого штангового или винтового насосов на раму 19 с помощью зажимов 27, а также их обвязка. Затем рама 2 устанавливается под необходимым углом наклона и фиксируется замком-фиксатором 23. Электродвигателем 1 через редуктор 3, звездочки 4, 5 приводятся во встречное движение цепи 8 и 9. При этом ведущие звенья 10 и 11 находятся на ветвях цепей 8 и 9, движущихся в одну сторону и приводят в движение через звенья 12 и 13 рычаги 14 и 15 фланец 16. При прохождении звездочек 4 и 5 или 6 и 7 звенья 12 и 13 поворачиваются вокруг устьевого штока 17, происходит смена ветвей цепей 8 и 9 и изменение направления движения, фланец 16 и шток 17 совершают возвратно-поступательное движение. The test rod or screw pumps are mounted on the frame 19 using the clamps 27, as well as their binding. Then the frame 2 is installed at the required angle of inclination and is fixed by the locking lock 23. The electric motor 1 through the gear 3, the sprockets 4, 5 are driven in the opposite direction of the chains 8 and 9. In this case, the driving links 10 and 11 are located on the branches of the chains 8 and 9, moving one way and drive through the links 12 and 13, the levers 14 and 15 of the flange 16. When passing the sprockets 4 and 5 or 6 and 7, the links 12 and 13 rotate around the wellhead rod 17, the branches of chains 8 and 9 change and the direction of movement changes , flange 16 and stem 17 reciprocate th movement.

Винтовой насос приводится в движение штоком 30 через коническую зубчатую передачу 31. The screw pump is driven by the rod 30 through a bevel gear 31.

После проведения испытаний анализируются полученные данные, которые позволяют по имеющимся методикам устранить недостатки в работе насоса, повысить его надежность и тем самым увеличить межремонтный период эксплуатации скважины. After testing, the data obtained is analyzed, which allows using existing methods to eliminate the shortcomings in the pump, increase its reliability and thereby increase the overhaul period of the well.

Технико-экономические показатели заключаются в повышении надежности и экономичности в работе и уменьшении металлоемкости конструкции установки. Technical and economic indicators are to increase the reliability and efficiency in operation and reduce the metal consumption of the installation design.

Claims

Installation for testing well sucker-rod and screw pumps, comprising a pump reciprocating mechanism, a pump measurement and recording system, characterized in that it is equipped with a bevel gear for rotating the screw pump rotor, and a pump reciprocating mechanism with a chain drive with swivel, driven by an electric motor with a bevel gear, moreover, the pumps are mounted on a frame with a lock-lock, made with the possibility of installation od desired angle of inclination of the axes of the pump.