RU2166669C1 - Well pumping unit - Google Patents
Well pumping unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2166669C1 RU2166669C1 RU99122778/06A RU99122778A RU2166669C1 RU 2166669 C1 RU2166669 C1 RU 2166669C1 RU 99122778/06 A RU99122778/06 A RU 99122778/06A RU 99122778 A RU99122778 A RU 99122778A RU 2166669 C1 RU2166669 C1 RU 2166669C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pump
- electric motor
- tubing string
- hydraulic motor
- flexible shaft
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к насосостроению, конкретно к насосным установкам, предназначенным для подъема жидкостей с больших глубин, например из скважин. Данный насосный агрегат может быть использован в нефтедобывающей промышленности при эксплуатации вертикальных и наклонно направленных скважин, в частности малодебитных скважин с осложненными характеристиками нефтяного пласта. The invention relates to a pump engineering industry, specifically to pumping plants intended for lifting liquids from great depths, for example from wells. This pump unit can be used in the oil industry for the operation of vertical and directional wells, in particular low-production wells with complicated characteristics of the oil reservoir.
Известен погружной диафрагменный электронасос, содержащий электродвигатель, кинематически связанный с плунжером приводного насоса, установленным в заполненном маслом корпусе, который герметично изолирован от перекачиваемой жидкости эластичными рабочей диафрагмой и компенсатором. В головке электронасоса установлены всасывающий и нагнетательный клапаны [патент РФ N 2062906, МПК F 04 B 7/06]. Known submersible diaphragm electric pump containing an electric motor kinematically connected with the plunger of the drive pump installed in an oil-filled housing, which is hermetically isolated from the pumped liquid by an elastic working diaphragm and compensator. The suction and discharge valves are installed in the head of the electric pump [RF patent N 2062906, IPC F 04 B 7/06].
В результате анализа известной конструкции насоса необходимо отметить, что он имеет низкий КПД, характерный для диафрагменных электронасосов, и невысокую надежность работ ввиду частого выхода из строя элементов кинематики. As a result of the analysis of the known design of the pump, it should be noted that it has a low efficiency characteristic of diaphragm electric pumps and a low reliability of operations due to the frequent failure of kinematic elements.
Известна также глубинно-насосная установка, включающая ступенчатый поршневой насос, пакер, поверхностный источник давления периодического действия. Установка имеет аккумулятор энергии сжатого газа и колонну подъемных труб с обратным клапаном, который расположен в верхней части подъемных труб [авт. свид. СССР N 977718, МПК E 21 B 43/00]. Also known is a deep-well pumping installation, including a stepped piston pump, a packer, a surface pressure source of periodic action. The installation has a compressed gas energy accumulator and a column of lifting pipes with a check valve, which is located in the upper part of the lifting pipes [ed. testimonial. USSR N 977718, IPC E 21 B 43/00].
Анализ конструкции показывает, что установка сложна в изготовлении и при монтаже, металло- и энергоемка. Analysis of the design shows that the installation is difficult to manufacture and during installation, metal and energy intensive.
Наиболее близким по технической сущности к изобретению является скважинный электрогидроприводной насосный агрегат, содержащий кинематически связанные друг с другом рабочий насос, гидродвигатель, приводной насос и погружной электродвигатель (патент РФ N 2116512, МПК F 94 B 47/08]. Элементы агрегата расположены в скважине в указанном выше порядке от поверхности земли (устья скважины) по ходу вниз, причем рабочий насос установлен на конце колонны насосно-компрессорных труб, которые установлены в скважине над насосным агрегатом. Анализ известной конструкции показывает, что агрегат включает расположенный в откачиваемой жидкости погружной электродвигатель, работающий под большим внешним давлением в условиях ухудшенного теплоотвода и воздействия коррознонно-активных сред, что повышает вероятность выхода двигателя из строя и снижает ресурс работы. Расположение двигателя в нижней части агрегата требует подъема агрегата из скважины в случае отказа двигателя, что снижает вероятность выхода двигателя из строя и снижает ресурс работы. Расположение двигателя в нижней части агрегата требует подъема агрегата из скважины в случае отказа двигателя, что снижает ремонтопригодность агрегата. Кроме того, для питания электродвигателя необходим специальный кабель на всю глубину погружения агрегата, что осложняет монтаж колонны насосно-компрессорных труб и ведет к удорожанию конструкции. С учетом сказанного снижается надежность агрегата и эффективность добычи жидкости из скважин. The closest in technical essence to the invention is a borehole electrohydraulic pump unit containing kinematically connected to each other, a working pump, a hydraulic motor, a drive pump and a submersible motor (RF patent N 2116512, IPC F 94 B 47/08]. The unit elements are located in the well in the above order from the surface of the earth (wellhead) upstream, with the working pump installed at the end of the tubing string, which are installed in the well above the pump unit. The instructions show that the unit includes a submersible motor located in the pumped liquid, operating under high external pressure under conditions of poor heat dissipation and exposure to corrosive media, which increases the likelihood of engine failure and reduces the service life.Location of the engine in the lower part of the unit requires lifting the unit from the well in case of engine failure, which reduces the likelihood of engine failure and reduces the service life. The location of the engine in the lower part of the unit requires lifting the unit from the well in case of engine failure, which reduces the maintainability of the unit. In addition, to supply the electric motor, a special cable is required for the entire immersion depth of the unit, which complicates the installation of the tubing string and leads to an increase in the cost of the structure. With this in mind, the reliability of the unit and the efficiency of fluid production from wells are reduced.
Цель изобретения - повышение надежности и ресурса работы устройств для добычи жидкости, в частности для малодебитных скважин. The purpose of the invention is to increase the reliability and service life of devices for fluid production, in particular for low-production wells.
Поставленная цель достигается тем, что предложенный скважинный насосный агрегат, содержащий колонну насосно-компрессорных труб, кинематически связанные друг с другом рабочий насос, гидродвигатель, приводной насос и электродвигатель, снабжен гибким валом, колонна насосно-компрессорных труб дополнительно снабжена в верхней части уплотнительным устройством (например, контактным), а в нижней части оголовком, причем электродвигатель располагается на поверхности земли на устье скважины, приводной насос. Гидродвигатель и рабочий насос размещены в оголовке насосно-компресоорных труб в порядке перечисления по ходу вниз от устья скважины, приводной насос и гидродвигатель объединены в общий блок, а гибкий вал размещен в колонне насосно-компрессорных труб между электродвигателем и приводным насосом с возможностью прохода через уплопнительное устройство. This goal is achieved by the fact that the proposed borehole pumping unit containing a tubing string, kinematically connected to each other a working pump, a hydraulic motor, a drive pump and an electric motor is equipped with a flexible shaft, the tubing string is additionally equipped with a sealing device in the upper part ( for example, contact), and in the lower part the head, with the electric motor located on the surface of the earth at the wellhead, a drive pump. The hydraulic motor and the working pump are placed in the head of the tubing in the order of listing downstream from the wellhead, the drive pump and the hydraulic motor are combined into a common unit, and the flexible shaft is placed in the tubing string between the electric motor and the drive pump with the possibility of passage through the sealing device.
Электродвигатель снабжен преобразователем для регулирования частоты вращения. The electric motor is equipped with a converter for controlling the speed.
Предлагаемое техническое решение обеспечивает повышение надежности насосного агрегата и эффективности добычи жидкости из скважин за счет использования системы: поверхностный электродвигатель, приводной насос (например, аксиально-поршневой), гидродвигатель и рабочий насос плунжерного (поршневого) типа. При этом сохраняются все преимущества традиционного погружного насоса, связанные с отсутствием сложного электрооборудования в откачиваемой жидкости на большой глубине. Сохраняются и достоинства скважинного электроприводного насосного агрегата: широкая область применения за счет использования гидромашин объемного вытеснения с необходимыми значениями подачи и напора, изменение подачи добываемой жидкости в автоматическом режиме в зависимости от гидростатического давления пласта или в режиме ручного управления с поверхности. Поверхностный электродвигатель (гидромотор) не требует массивного фундамента. Указанные преимущества предлагаемого устройства обусловливают целесообразность его применения при эксплуатации малодебитных и наклонно направленных скважин на сложной местности (водоемы, пустыни, горы, населенные пункты, районы Севера и т.д.). The proposed technical solution improves the reliability of the pumping unit and the efficiency of fluid production from wells through the use of a system: a surface electric motor, a drive pump (for example, an axial piston), a hydraulic motor, and a plunger (piston) type working pump. At the same time, all the advantages of a traditional submersible pump, associated with the absence of complex electrical equipment in the pumped liquid at great depths, are retained. The advantages of a borehole electric drive pump unit are also preserved: a wide range of applications due to the use of volumetric displacement hydraulic machines with the necessary supply and pressure values, a change in the flow of produced fluid in automatic mode depending on the hydrostatic pressure of the formation or in manual control from the surface. The surface electric motor (hydraulic motor) does not require a massive foundation. The indicated advantages of the proposed device determine the appropriateness of its use in the operation of low-production and directional wells in difficult terrain (water bodies, deserts, mountains, settlements, areas of the North, etc.).
При проведении патентных исследований не обнаружены технические решения, идентичные заявленному, и, следовательно, предложенное изобретение соответствует критерию "новизна". When conducting patent research, no technical solutions were found that are identical to the claimed one, and, therefore, the proposed invention meets the criterion of "novelty."
Сущность предложенного изобретения не следует явным образом из известных технических решений, что позволяет сделать вывод о его соответствии критерию изобретения "изобретательский уровень". The essence of the proposed invention does not follow explicitly from the known technical solutions, which allows us to conclude that it meets the criteria of the invention "inventive step".
По мнению заявителей, изложенных в материалах заявки сведений достаточно для использования изобретения, а следовательно, предложенные решения соответствуют критерию изобретения "промышленная применимость". According to the applicants, the information set forth in the application materials is sufficient to use the invention, and therefore, the proposed solutions meet the criteria of the invention "industrial applicability".
На чертеже представлен скважинный насосный агрегат (продольный разрез). The drawing shows a downhole pumping unit (longitudinal section).
Скважинный насосный агрегат включает следующие основные элементы: электродвигатель (либо гидромотор), приводной насос (например, аксиально-поршневой), гидродвигатель и рабочий насос плунжерного (поршневого) типа. Вспомогательное оборудование - масляный бак, фильтр и элементы гидроавтоматики, протекторы (гидрозащита) - объединены в общем блоке с приводным насосом и гидродвигателем. Блок установлен над рабочим насосом, который закреплен в оголовке колонны стандартных насосно-компрессорных труб (НКТ). A downhole pumping unit includes the following main elements: an electric motor (or a hydraulic motor), a drive pump (for example, an axial piston), a hydraulic motor, and a plunger (piston) type working pump. Accessories - an oil tank, a filter and hydraulic elements, protectors (hydraulic protection) - are combined in a common unit with a drive pump and hydraulic motor. The block is installed above the working pump, which is fixed in the head of the column of standard tubing (tubing).
Электродвигатель (гидромотор) 1 через уплотнительное устройство 2 соединен посредством гибкого вала 3, размещенного в колонне насосно-компрессорных труб 4 с оголовком 5, соединен с приводным насосом 6. Под насосом 6 установлен гидродвигатель 7, который образует с насосом 6 единый герметизированный от откачиваемой жидкости блок 8. В блоке 8 размещены масляный бак, фильтр, распределитель, клапаны и элементы гидроавтоматики (на чертеже не показаны). Под блоком 8 установлен жестко соединенный с ним плунжерный (поршневой) рабочий насос 9. В плунжере (поршне) 10 насоса 9 размещена система 11 нагнетательных клапанов. В днище насоса 9, соединенном с оголовком 5, размещена система 12 приемного (всасывающего) клапана. Колонна насосно-компрессорных труб 4 с оголовком 5 размещена в скважине 13, которая имеет перфорированный участок 14. Электродвигатель (гидромотор) 1 установлен на устье 15 скважины 13 над поверхностью 16 земли. Колонна насосно-компрессорных труб имеет отвод 17. Насос 9 имеет пропускные каналы 18. An electric motor (hydraulic motor) 1 through a sealing device 2 is connected by means of a flexible shaft 3, located in the column of tubing 4 with the head 5, connected to the drive pump 6. Under the pump 6, a hydraulic motor 7 is installed, which forms a single seal from the pumped liquid with pump 6 block 8. In block 8 there is an oil tank, filter, distributor, valves and hydraulic components (not shown in the drawing). Under the block 8 is installed rigidly connected to it a plunger (piston) working pump 9. In the plunger (piston) 10 of the pump 9 there is a system 11 of discharge valves. In the bottom of the pump 9, connected to the tip 5, is placed a system 12 of the receiving (suction) valve. The column of tubing 4 with the tip 5 is placed in the well 13, which has a perforated section 14. An electric motor (hydraulic motor) 1 is installed on the mouth 15 of the well 13 above the surface 16 of the earth. The tubing string has a branch 17. The pump 9 has a through channel 18.
Колонну 4 с оголовком 5 и установленным в нем блоком 8 и насосом 9 опускают в обсадную колонну, установленную в скважине, с использованием центраторов и пакера, если это необходимо (не показано). Гибкий вал 3 соединен с приводным насосом 6 одним из известных способов, например, при помощи шлицевого соединения с конусом - ловителем (не показано). Column 4 with head 5 and block 8 installed therein and pump 9 is lowered into the casing installed in the well using centralizers and a packer, if necessary (not shown). The flexible shaft 3 is connected to the drive pump 6 by one of the known methods, for example, by means of a spline connection with a cone - catcher (not shown).
Скважинный насосный агрегат работает следующим образом. Downhole pump unit operates as follows.
Перед установкой блока 8 в оголовок 5 полости блока 8 заполняют очищенным маслом соответствующих марок. Before installing block 8 in the head 5, the cavities of block 8 are filled with purified oil of the corresponding grades.
При погружении оголовка 5 в нефтяной пласт добываемая жидкость за счет гидростатического давления заполняет полость рабочего насоса 9 через отверстия клапанных систем 12 и 11, полость оголовка 5 через пропускные отверстия 18 и далее колонну 4 насосно-компрессорных труб вплоть до выравнивания уровней жидкости в колонне 4 и скважине 13. В неработающем агрегате связанные между собой плунжер гидродвигателя 7 и плунжер 10 рабочего насоса 9 занимают нижнее положение. When the head 5 is immersed in the oil reservoir, the produced fluid fills the cavity of the working pump 9 through the openings of the valve systems 12 and 11, the cavity of the head 5 through the through holes 18 and then the column 4 of the tubing up to the leveling of the liquid levels in the column 4 and due to hydrostatic pressure well 13. In an idle unit, the hydraulic motor 7 plunger and the working pump 9 plunger 10 are connected to each other in a lower position.
При включении электродвигателя (гидромотора) 1 за счет вращения гибкого вала 3 начинает работать приводной насос 6, который через систему блока 8 подает заполняющее его масло под давлением в нижнюю полость цилиндра гидродвигателя 7, обеспечивая подъем плунжера 10 рабочего насоса 9 (рабочий ход). При этом происходит нагнетание добываемой жидкости из верхней полости цилиндра рабочего насоса 9 через пропускные отверстия 18 в оголовок 5 и далее через колонну насосно-компрессорных труб 4 и отвод 17 в трубопровод. Одновременно в нижнюю полость цилиндра рабочего насоса 9 из скважины 13 через приемный клапан системы 12 втекает жидкость. When you turn on the electric motor (hydraulic motor) 1 due to the rotation of the flexible shaft 3, the drive pump 6 starts to work, which through the system of block 8 delivers the oil filling it under pressure into the lower cavity of the cylinder of the hydraulic motor 7, providing a rise in the plunger 10 of the working pump 9 (working stroke). When this happens, the injection of produced fluid from the upper cavity of the cylinder of the working pump 9 through the through holes 18 in the head 5 and then through the column of tubing 4 and the outlet 17 into the pipeline. At the same time, fluid flows into the lower cavity of the cylinder of the working pump 9 from the well 13 through the inlet valve of the system 12.
Когда плунжер гидродвигателя 7 достигает определенного верхнего положения, происходит включение гидроавтоматики блока 8 и обратный ход плунжера 10 за счет подачи масла из нижней полости. При опускании плунжера 10 рабочего насоса нагнетательные клапаны системы 11 открываются, а приемный клапан системы 12 закрывается. В силу чего добываемая жидкость переходит в верхнюю полость цилиндра рабочего насоса 9. When the plunger of the hydraulic motor 7 reaches a certain upper position, the hydraulics of the block 8 are turned on and the plunger 10 moves back by supplying oil from the lower cavity. When lowering the plunger 10 of the working pump, the discharge valves of the system 11 open, and the inlet valve of the system 12 closes. As a result, the produced fluid passes into the upper cavity of the cylinder of the working pump 9.
При достижении плунжером 10 определенного нижнего положения происходит обратное переключение гидроавтоматики блока 8, и описанный выше рабочий цикл повторяется. When the plunger 10 reaches a certain lower position, the hydroautomatics of block 8 are reversed, and the work cycle described above is repeated.
Уплотнительное устройство 2 обеспечивает герметизацию гибкого вала 3 с целью исключения утечек добываемой жидкости из колонны 4. The sealing device 2 provides sealing of the flexible shaft 3 in order to prevent leaks of produced fluid from the column 4.
Перфорированный участок 14 скважины обеспечивает поступление жидкости из пласта в скважину 13 и расположен ниже оголовка 5 с целью исключения загрязнения приемного клапана системы 12 рабочего насоса. The perforated section 14 of the well ensures the flow of fluid from the formation into the well 13 and is located below the tip 5 in order to prevent contamination of the receiving valve of the working pump system 12.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99122778/06A RU2166669C1 (en) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | Well pumping unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99122778/06A RU2166669C1 (en) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | Well pumping unit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2166669C1 true RU2166669C1 (en) | 2001-05-10 |
Family
ID=20226357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99122778/06A RU2166669C1 (en) | 1999-10-28 | 1999-10-28 | Well pumping unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2166669C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU184655U1 (en) * | 2018-09-05 | 2018-11-02 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" | LIQUID INJECTION INSTALLATION |
-
1999
- 1999-10-28 RU RU99122778/06A patent/RU2166669C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU184655U1 (en) * | 2018-09-05 | 2018-11-02 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" | LIQUID INJECTION INSTALLATION |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU52125U1 (en) | ELECTRIC HYDRAULIC DRIVE PUMP UNIT | |
| RU2569139C2 (en) | Electric pump system and method of transfer of fluid medium from underground well using this system | |
| CA2438877C (en) | Well jet device | |
| CA2418186A1 (en) | Esp pump for gassy wells | |
| RU2116512C1 (en) | Electrohydraulic power driven well pump unit | |
| WO2003014523A1 (en) | Method and apparatus for enhancing oil recovery | |
| RU2166669C1 (en) | Well pumping unit | |
| AU2007202240B2 (en) | Submersible electric motor terminated for auxiliary tools | |
| US11162490B2 (en) | Borehole pump | |
| RU2166668C1 (en) | Electrohydraulic oil-well pumping unit | |
| RU2325513C1 (en) | Device for fluid injection in bottom formation and oil extractions from upper formation | |
| RU225272U1 (en) | Submersible electric-hydraulic driven pump unit | |
| RU2440514C1 (en) | Oil-well pumping unit | |
| RU42864U1 (en) | ELECTRIC HYDRAULIC DRIVE PUMP UNIT | |
| RU2628840C1 (en) | Hydraulic borehole pump unit | |
| RU2255245C2 (en) | Oil-well electrohydraulic pumping unit | |
| RU2287672C1 (en) | Plant for forcing liquid from water bed of well into oil bed | |
| RU2285152C1 (en) | Device for sealing wellhead rod of sucker-rod pumping unit | |
| RU2549937C1 (en) | Downhole pump | |
| RU2163661C2 (en) | Installation to pump fluid into pool | |
| US3249055A (en) | Pump | |
| RU2519154C1 (en) | Downhole pump unit | |
| RU2739807C1 (en) | Installation for pumping liquid from lower to upper formation of well (versions) | |
| RU33180U1 (en) | Submersible pumping unit for operation of producing wells | |
| RU160244U1 (en) | Wellhead pumping station for pumping water into a well |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20021029 |