RU2196250C2 - Group electrohydraulic drive for oil-well sucker- rod pumps (versions) - Google Patents

Group electrohydraulic drive for oil-well sucker- rod pumps (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2196250C2
RU2196250C2 RU2001103391A RU2001103391A RU2196250C2 RU 2196250 C2 RU2196250 C2 RU 2196250C2 RU 2001103391 A RU2001103391 A RU 2001103391A RU 2001103391 A RU2001103391 A RU 2001103391A RU 2196250 C2 RU2196250 C2 RU 2196250C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
hydraulic
hydraulic pump
control unit
pump
group
Prior art date
Application number
RU2001103391A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001103391A (en
Inventor
Д.Н. Горячев
С.Д. Глазунов
В.А. Хайкин
В.А. Авласевич
И.И. Андреев
И.Ф. Калачев
М.М. Загиров
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро приборостроения и автоматики"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро приборостроения и автоматики" filed Critical Открытое акционерное общество "Специальное конструкторское бюро приборостроения и автоматики"
Priority to RU2001103391A priority Critical patent/RU2196250C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2196250C2 publication Critical patent/RU2196250C2/en
Publication of RU2001103391A publication Critical patent/RU2001103391A/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil producing industry; oil-well sucker-rod pumps. SUBSTANCE: group electrohydraulic drive for oil- well sucker-rod pumps includes prime mover connected with hydraulic pump, hydraulic cylinders whose cavities are communicated by means of pipe line and control unit. It is additionally provided with reversible variable- capacity hydraulic pump fitted with electrohydraulic regulator. Control input of hydraulic pump is connected with output of control unit. Outlets of hydraulic pump are connected with other similar cavities of hydraulic cylinders by means of pipe lines. Besides that, group electrohydraulic drive includes prime mover connected with hydraulic pump, hydraulic cylinders whose similar chambers are communicated by means of pipe line, hydraulic distributor and control unit. It is additionally provided with variable-capacity hydraulic pump with electrohydraulic regulator. Control input of hydraulic pump is connected with first input of control unit. Inlet and outlet of hydraulic pump are connected with other similar chambers of hydraulic cylinders by means of pipe lines through hydraulic distributor. Control unit is provided with second output which is connected with control input of hydraulic distributor. Novelty of invention consists in realization of any law of motion of pistons of hydraulic cylinders. EFFECT: enhanced efficiency. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технике для добычи нефти, в частности к групповым приводам скважинных штанговых насосов (СШ насосов), и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности при эксплуатации куста скважин. The invention relates to techniques for oil production, in particular to group drives of borehole sucker rod pumps (SC pumps), and can be used in the oil industry during operation of a wellbore.

Традиционными устройствами приводов СШ насоса для добычи нефти являются станки-качалки. The traditional devices of the drives of the SS pump for oil production are rocking machines.

С их устройством можно ознакомиться в [1]. Как правило, приводным элементом станка-качалки является асинхронный нерегулируемый электродвигатель, который через редуктор и кривошипно-шатунный механизм приводит в действие траверсу с присоединенным к ней СШ насосом. При этом для изменения закона перемещения СШ насоса (амплитуды, частоты) необходимо останавливать привод и производить переустановку тяг и противовесов. Закон перемещения СШ насоса является постоянным вне зависимости от индивидуальных особенностей скважины. Their device can be found in [1]. As a rule, the drive element of the rocking machine is an asynchronous unregulated electric motor, which, through a gearbox and a crank mechanism, drives the crosshead with a secondary pump connected to it. In this case, to change the law of movement of the secondary school pump (amplitude, frequency), it is necessary to stop the drive and reinstall the rods and balances. The law of movement of the secondary school pump is constant regardless of the individual characteristics of the well.

Известны также станки-качалки с регулируемым электроприводом, в них имеется возможность изменять частоту и закон перемещения СШ насоса при неизменной амплитуде, что является достоинством регулируемых электроприводов. Rocking machines with an adjustable electric drive are also known, they have the ability to change the frequency and law of movement of the secondary school pump at a constant amplitude, which is the advantage of adjustable electric drives.

К недостаткам таких приводов следует отнести повышенное энергопотребление и низкий КПД. The disadvantages of such drives include increased power consumption and low efficiency.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому групповому электрогидравлическому приводу скважинных штанговых насосов является групповой гидравлический привод СШ насосов [2] с взаимным уравновешиванием. Closest to the technical nature of the claimed group electro-hydraulic drive borehole sucker rod pumps is a group hydraulic drive SSH pumps [2] with mutual balancing.

Он содержит гидроцилиндры 1 и 7, распределитель 2, насос 3, гидравлический бак 4 и предохранительный клапан 5. It contains hydraulic cylinders 1 and 7, distributor 2, pump 3, hydraulic tank 4 and safety valve 5.

Нижние полости гидроцилиндров 1 и 7 соединены трубопроводом, а верхние полости гидроцилиндров подключены к распределителю 2. The lower cavities of the hydraulic cylinders 1 and 7 are connected by a pipeline, and the upper cavities of the hydraulic cylinders are connected to the distributor 2.

Распределитель обеспечивает попеременную подачу рабочей жидкости из гидравлического бака 4 от насоса 3 в верхние полости гидроцилиндров 1 и 7. В результате поршень одного из гидроцилиндров движется вниз и вытесняемая жидкость из нижней полости направляется в одноименную полость другого гидроцилиндра, поршень которого перемещается вверх. После достижения поршнем крайнего верхнего положения распределитель 2 переключается и направление движения поршней изменяется на противоположное. Защита гидросистемы от перегрузки обеспечивается предохранительным клапаном 5. The distributor provides alternating supply of the working fluid from the hydraulic tank 4 from the pump 3 to the upper cavities of the hydraulic cylinders 1 and 7. As a result, the piston of one of the hydraulic cylinders moves down and the displaced fluid from the lower cavity is directed to the cavity of the same cylinder of the other hydraulic cylinder, the piston of which moves up. After the piston reaches its highest position, the distributor 2 switches and the direction of movement of the pistons is reversed. The hydraulic system is protected against overload by a safety valve 5.

Таким образом, два гидроцилиндра, соединенные через штанги с СШ насосами и установленные в различных скважинах, уравновешивают друг друга и работают в противофазе друг другу. Thus, two hydraulic cylinders, connected through rods with SS pumps and installed in different wells, balance each other and work in antiphase to each other.

Достоинствами такого группового гидравлического привода СШ насосов являются:
- существенное снижение мощности приводного двигателя, повышение удельной мощности, так как один привод работает на две и более скважины;
- уменьшение габаритов и массы прискважинного оборудования;
- возможность оперативного изменения амплитуды и частоты перемещения СШ насосов.
The advantages of such a group hydraulic drive of secondary pumps are:
- a significant reduction in the power of the drive motor, an increase in the specific power, since one drive works for two or more wells;
- reducing the size and weight of downhole equipment;
- the ability to quickly change the amplitude and frequency of movement of the secondary pumps.

Однако у данного группового гидравлического привода есть определенные недостатки. However, this group hydraulic drive has certain disadvantages.

В нем возможна реализация только двух законов перемещения поршней гидроцилиндров: треугольного - при перемещении распределителя из одного крайнего положения в другое и трапецеидального, если при переключении гидрораспределителя производится выдержка золотника гидрораспределителя в среднем положении, когда поршни гидроцилиндров останавливаются. It is possible to implement only two laws of movement of pistons of hydraulic cylinders: triangular - when moving the valve from one extreme position to another and trapezoidal, if when switching the valve, the valve is held in the middle position when the pistons of the hydraulic cylinders stop.

При треугольном законе перемещения поршней гидроцилиндров возникают большие скачкообразные нагрузки на штоке гидроцилиндра, соединенного через штангу с СШ насосом во время изменения направления перемещения поршней гидроцилиндра, которые могут привести к обрыву штанги. Кроме того, при данном законе перемещения не учитывается вязкость пластовой фракции и, как следствие, не происходит полного заполнения СШ насоса, что приводит к снижению производительности скважины. With the triangular law of movement of the pistons of the hydraulic cylinders, large spasmodic loads occur on the rod of the hydraulic cylinder connected through the rod to the SS pump while changing the direction of movement of the pistons of the hydraulic cylinder, which can lead to breakage of the rod. In addition, with this displacement law, the viscosity of the reservoir fraction is not taken into account and, as a result, the SS pump is not completely filled, which leads to a decrease in well productivity.

При трапецеидальном законе перемещения поршней гидроцилиндров устанавливают выдержку во времени золотника гидрораспределителя в крайних положениях поршней гидроцилиндров для более полного заполнения СШ насосов. Величину выдержки можно регулировать в зависимости от особенностей скважины. With the trapezoidal law of movement of the pistons of the hydraulic cylinders, the time exposure of the valve spool in the extreme positions of the hydraulic cylinder pistons is established to more completely fill the secondary pumps. The shutter speed can be adjusted depending on the characteristics of the well.

Однако при остановке и трогании поршней гидроцилиндров также возникают большие скачкообразные нагрузки на штоках гидроцилиндров, соединенных через штанги с СШ насосами, которые могут привести к обрыву штанг. However, when stopping and starting the pistons of the hydraulic cylinders, large spasmodic loads also occur on the rods of the hydraulic cylinders connected through the rods to the secondary pumps, which can lead to the breakage of the rods.

Для устранения возникающих скачкообразных нагрузок необходимо применять дросселирующие гидрораспределители, что существенно снижает КПД гидравлического привода СШ насосов. To eliminate the occurring spasmodic loads, it is necessary to use throttling valves, which significantly reduces the efficiency of the hydraulic drive of the secondary pumps.

Перечисленные недостатки можно устранить, если реализовать синусоидальный закон перемещения поршней гидроцилиндров с одновременной выдержкой их во времени в крайних положениях для максимального заполнения СШ насосов. These shortcomings can be eliminated if we implement the sinusoidal law of movement of the pistons of the hydraulic cylinders while simultaneously holding them in time in extreme positions to maximize the filling of the secondary pumps.

Технической задачей изобретения в обоих вариантах является создание группового электрогидравлического привода СШ насосов с возможностью реализации в нем любого закона перемещения поршней гидроцилиндров и повышение КПД группового привода. An object of the invention in both versions is the creation of a group electro-hydraulic drive of secondary pumps with the possibility of implementing in it any law of movement of the pistons of the hydraulic cylinders and increasing the efficiency of the group drive.

В первом варианте указанная цель достигается тем, что в групповой электрогидравлический привод скважинных штанговых насосов, содержащий приводной двигатель, связанный с гидронасосом, гидроцилиндры, одноименные полости которых соединены между собой трубопроводом, и блок управления, согласно изобретению дополнительно введен реверсивный гидронасос переменной производительности с электрогидравлическим регулятором, управляющий вход гидронасоса соединен с выходом блока управления, при этом выходы гидронасоса трубопроводами соединены с другими одноименными полостями гидроцилиндров. In the first embodiment, this goal is achieved by the fact that in a group electro-hydraulic drive of well sucker-rod pumps containing a drive motor connected to a hydraulic pump, hydraulic cylinders whose cavities of the same name are connected by a pipeline, and a control unit according to the invention, a reversible variable-speed hydraulic pump with an electro-hydraulic controller is additionally introduced , the control input of the hydraulic pump is connected to the output of the control unit, while the outputs of the hydraulic pump are connected by pipelines with other cavities of the same name hydraulic cylinders.

Во втором варианте указанная цель достигается тем, что в групповой электрогидравлический привод скважинных штанговых насосов, содержащий приводной двигатель, связанный с гидронасосом, гидроцилиндры, одноименные полости которых соединены между собой трубопроводом, гидрораспределитель и блок управления, согласно изобретению дополнительно введен гидронасос переменной производительности с электрогидравлическим регулятором, управляющий вход гидронасоса соединен с первым выходом блока управления, при этом вход и выход гидронасоса трубопроводами соединены через гидрораспределитель с другими одноименными полостями гидроцилиндров, причем блок управления снабжен вторым выходом, соединенным с управляющим входом гидрораспределителя. In the second embodiment, this goal is achieved by the fact that in a group electro-hydraulic drive of well sucker-rod pumps containing a drive motor connected to a hydraulic pump, hydraulic cylinders whose cavities of the same name are connected by a pipeline, a hydraulic distributor and a control unit, according to the invention, a variable-speed hydraulic pump with an electro-hydraulic controller is additionally introduced , the control input of the hydraulic pump is connected to the first output of the control unit, while the input and output of the hydraulic pump oprovodami connected via a distributor with other homonymous cavities of hydraulic cylinders, wherein the control unit is provided with a second output connected to the control input of the control valve.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство отличается наличием гидронасоса с электрогидравлическим регулятором и его связями с остальными элементами устройства, а также наличием новых связей среди элементов устройства. Comparative analysis with the prototype shows that the inventive device is characterized by the presence of a hydraulic pump with an electro-hydraulic controller and its connections with other elements of the device, as well as the presence of new connections among the elements of the device.

Таким образом, заявляемый групповой электрогидравлический привод СШ насосов соответствует критерию изобретения "новизна". Thus, the claimed group electro-hydraulic drive SSH pumps meets the criteria of the invention of "novelty."

Сравнение заявляемого технического решения с другими решениями, известными в данной области техники, показывает, что в технике широко известны гидронасосы переменной производительности с электрогидравлическими регуляторами [3] . Однако при их введении в указанной связи с остальными элементами устройства они придают устройству новые свойства: повышаются КПД и технические (потребительские) возможности группового электрогидравлического привода СШ насосов. Comparison of the claimed technical solution with other solutions known in the art shows that variable displacement hydraulic pumps with electro-hydraulic controllers are widely known in the art [3]. However, when they are introduced in this connection with the other elements of the device, they give the device new properties: the efficiency and technical (consumer) capabilities of the group electro-hydraulic drive of secondary pumps increase.

Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень". This allows us to conclude that the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".

На фиг.1 представлена принципиальная схема заявляемого группового электрогидравлического привода СШ насосов по первому варианту. Figure 1 presents a schematic diagram of the inventive group electro-hydraulic drive SSH pumps according to the first embodiment.

На фиг.2 представлена принципиальная схема заявляемого группового электрогидравлического привода СШ насосов по второму варианту. Figure 2 presents a schematic diagram of the inventive group electro-hydraulic drive SSH pumps according to the second embodiment.

На фиг.3 приведена функциональная схема блока управления. Figure 3 shows the functional diagram of the control unit.

Электрогидравлический привод СШН по первому варианту (фиг.1) содержит реверсивный гидронасос 1 переменной производительности, приводимый в действие двигателем 2. Выходы гидронасоса 1 при помощи трубопроводов 3 и 4 соединяются с одноименными, например штоковыми, полостями гидроцилиндров 5 и 6. Другие одноименные, например поршневые, полости гидроцилиндров соединяются между собой трубопроводом 7. Управление подачей гидронасоса осуществляется при помощи электрогидравлического регулятора 8, вход которого подключен к выходу блока управления 9. На одном валу с основным гидронасосом 1 находится вспомогательный насос 10, вход которого соединен с гидробаком 11. Выход вспомогательного насоса соединен со входами предохранительного клапана 12 и подпиточных клапанов 13 и 14. Выход предохранительного клапана 12 соединяется с гидробаком 11. Выходы подпиточных клапанов 13 и 14 соединяются соответственно с трубопроводами 3 и 4. The SSH electro-hydraulic drive according to the first embodiment (Fig. 1) contains a variable displacement hydraulic pump 1 driven by a motor 2. The hydraulic pump 1 exits through pipelines 3 and 4 and are connected to the cylinders of the same name, for example, rod cavities 5 and 6. Other of the same name, for example piston cavities of the hydraulic cylinders are interconnected by a pipeline 7. The hydraulic pump is controlled by an electro-hydraulic controller 8, the input of which is connected to the output of the control unit 9. On one shaft with the main hydraulic pump 1 there is an auxiliary pump 10, the input of which is connected to the hydraulic tank 11. The output of the auxiliary pump is connected to the inputs of the safety valve 12 and the make-up valves 13 and 14. The output of the safety valve 12 is connected to the hydraulic tank 11. The outputs of the make-up valves 13 and 14 connected respectively to pipelines 3 and 4.

Электрогидравлический привод СШН по второму варианту (фиг.2) содержит нереверсивный гидронасос 1 переменной производительности, приводимый в действие двигателем 2. Вход и выход гидронасоса через управляемый релейный гидрораспределитель, служащий для изменения направления потока рабочей жидкости, трубопроводами 3 и 4 соединяются с соответствующими, например штоковыми, полостями гидроцилиндров 5 и 6. Одноименные, например поршневые, полости гидроцилиндров соединяются между собой трубопроводом 7. Управление подачей гидронасоса 1 осуществляется при помощи электрогидравлического регулятора 8, вход которого подключен к первому выходу блока управления 9, а управление релейным гидрораспределителем 15 осуществляется со второго выхода блока управления 9. The SSH electro-hydraulic drive according to the second embodiment (Fig. 2) contains a variable-speed non-reversible hydraulic pump 1 driven by a motor 2. The hydraulic pump inlet and outlet through a controlled hydraulic control valve, which serves to change the direction of flow of the working fluid, are connected to pipelines 3 and 4, for example rod, cavities of hydraulic cylinders 5 and 6. The same name, for example piston, cavity of the hydraulic cylinders are interconnected by a pipeline 7. The flow of the hydraulic pump 1 was controlled etsya using electrohydraulic controller 8, the input of which is connected to the first output controller 9, and the control switching the control valve 15 is carried out from the second output unit 9 of the control unit.

Групповой электрогидравлический привод СШ насосов по первому варианту работает следующим образом. Group electro-hydraulic drive SSH pumps according to the first embodiment works as follows.

При нулевом управляющем сигнале с выхода блока управления 9 электрогидравлический регулятор 8 удерживает люльку гидронасоса 1 в нулевом положении и его подача равна нулю, штоки гидроцилиндров 5 и 6 неподвижны. После увеличения управляющего сигнала с блока управления 9 люлька гидронасоса отклоняется и подача гидронасоса 1 увеличивается. Рабочая жидкость, например, по трубопроводу 3 поступает, например, в штоковую полость гидроцилиндра 5 и перемещает его поршень вниз и вытесняет рабочую жидкость из поршневой полости гидроцилиндра 5, которая по трубопроводу 7 поступает в поршневую полость гидроцилиндра 6. При этом поршень гидроцилиндра 6 перемещается вверх, вытесняя рабочую жидкость, которая по трубопроводу 4 поступает в гидронасос 1. With a zero control signal from the output of the control unit 9, the electro-hydraulic controller 8 holds the cradle of the hydraulic pump 1 in the zero position and its feed is zero, the rods of the hydraulic cylinders 5 and 6 are stationary. After increasing the control signal from the control unit 9, the cradle of the hydraulic pump deviates and the flow of the hydraulic pump 1 increases. The working fluid, for example, through the pipeline 3 enters, for example, the rod cavity of the hydraulic cylinder 5 and moves its piston down and displaces the working fluid from the piston cavity of the hydraulic cylinder 5, which through the pipeline 7 enters the piston cavity of the hydraulic cylinder 6. In this case, the piston of the hydraulic cylinder 6 moves up displacing the working fluid, which through pipeline 4 enters the hydraulic pump 1.

При достижении поршнями гидроцилиндров 5 и 6 заданных блоком управления 9 крайних положений управляющий сигнал уменьшается до нуля, при этом электрогидравлический регулятор 8 возвращает люльку гидронасоса 1 в нулевое положение, подача гидронасоса 1 уменьшается до нуля и движение поршней гидроцилиндров 5 и 6 прекращается. После этого блок управления 9 изменяет управляющий сигнал на противоположный, электрогидравлический регулятор 8 отклоняет люльку гидронасоса 1 в противоположную сторону и изменяет направление подачи рабочей жидкости, трубопровод 4 становится напорным и поршень гидроцилиндра 6 начинает перемещаться вниз, а поршень гидроцилиндра 5 вверх. When the pistons of hydraulic cylinders 5 and 6 set by the control unit 9 to the extreme positions, the control signal decreases to zero, while the electro-hydraulic controller 8 returns the cradle of the hydraulic pump 1 to the zero position, the flow of the hydraulic pump 1 decreases to zero and the movement of the pistons of the hydraulic cylinders 5 and 6 stops. After that, the control unit 9 changes the control signal to the opposite, the electro-hydraulic controller 8 deflects the cradle of the hydraulic pump 1 in the opposite direction and changes the direction of supply of the working fluid, the pipeline 4 becomes pressure and the piston of the hydraulic cylinder 6 begins to move down, and the piston of the hydraulic cylinder 5 up.

Вспомогательный насос 10 служит для компенсации утечек рабочей жидкости из трубопроводов 3 и 4 во время работы. Он подает рабочую жидкость из гидробака 11 к входам предохранительного клапана 12 и подпиточных клапанов 13 и 14. Если давление в трубопроводах 3 или 4 выше, чем настройка предохранительного клапана 12, то рабочая жидкость сливается обратно в гидробак 11. Если давление в трубопроводах 3 или 4 ниже, чем настройка предохранительного клапана 12, то рабочая жидкость через подпиточные клапаны 13 или 14 поступает соответственно в трубопроводы 3 или 4 и компенсирует утечки во время работы. The auxiliary pump 10 serves to compensate for leaks of the working fluid from pipelines 3 and 4 during operation. It supplies the working fluid from the hydraulic tank 11 to the inputs of the safety valve 12 and the make-up valves 13 and 14. If the pressure in the pipes 3 or 4 is higher than the setting of the safety valve 12, then the working fluid is drained back to the hydraulic tank 11. If the pressure in the pipes 3 or 4 lower than the setting of the safety valve 12, the working fluid through the make-up valves 13 or 14, respectively, enters the piping 3 or 4 and compensates for leaks during operation.

Таким образом, групповой электрогидравлический привод СШ насосов дает возможность плавно регулировать амплитуду, частоту и закон перемещения поршней гидроцилиндров и, следовательно, производительность СШ насосов. Thus, a group electro-hydraulic drive of secondary pumps makes it possible to smoothly control the amplitude, frequency and law of movement of the pistons of hydraulic cylinders and, consequently, the performance of secondary pumps.

Изменение направления и скорости перемещения поршней гидроцилиндров при помощи гидронасоса переменной производительности не вызывает дросселирования рабочей жидкости в заявляемом приводе, что соответствует более высокому КПД группового электрогидравлического привода СШ насосов по первому варианту. Changing the direction and speed of movement of the pistons of the hydraulic cylinders with a variable displacement hydraulic pump does not cause throttling of the working fluid in the inventive drive, which corresponds to a higher efficiency of the group electro-hydraulic drive of the secondary pumps according to the first embodiment.

При этом в заявляемом по первому варианту групповом электрогидравлическом приводе СШ насосов используется реверсивный гидронасос переменной производительности. Moreover, in the inventive group electrohydraulic drive of the secondary pumps according to the first embodiment, a variable displacement hydraulic pump is used.

Групповой электрогидравлический привод СШ насосов по второму варианту работает следующим образом. Group electro-hydraulic drive SSH pumps according to the second embodiment works as follows.

При нулевом управляющем сигнале с выхода блока управления 9 электрогидравлический регулятор 8 удерживает люльку гидронасоса 1 в нулевом положении и его подача равна нулю, штоки гидроцилиндров 5 и 6 неподвижны. После увеличения управляющего сигнала с блока управления люлька насоса отклоняется и подача гидронасоса 1 увеличивается. Рабочая жидкость через управляемый релейный гидрораспределитель 15, например, по трубопроводу 4 поступает в штоковую полость гидроцилиндра 5 и перемещает его поршень вниз и вытесняет рабочую жидкость из поршневой полости гидроцилиндра 5, которая по трубопроводу 7 поступает в поршневую полость гидроцилиндра 6. При этом поршень гидроцилиндра 6 перемещается вверх, вытесняя рабочую жидкость, которая по трубопроводу 3 через управляемый релейный гидрораспределитель 15 поступает на вход гидронасоса 1, либо при избытке рабочей жидкости через клапан 14 сливается в гидробак 11. With a zero control signal from the output of the control unit 9, the electro-hydraulic controller 8 holds the cradle of the hydraulic pump 1 in the zero position and its feed is zero, the rods of the hydraulic cylinders 5 and 6 are stationary. After increasing the control signal from the control unit, the cradle of the pump deviates and the flow of the hydraulic pump 1 increases. The working fluid through a controlled relay valve 15, for example, through a pipe 4 enters the rod cavity of the hydraulic cylinder 5 and moves its piston down and displaces the working fluid from the piston cavity of the hydraulic cylinder 5, which through the pipe 7 enters the piston cavity of the hydraulic cylinder 6. The piston of the hydraulic cylinder 6 moves upward, displacing the working fluid, which through the pipeline 3 through the controlled relay valve 15 enters the inlet of the hydraulic pump 1, or with an excess of working fluid through the valves n 14 merges into the hydraulic tank 11.

При достижении поршнями гидроцилиндров 5 и 6 заданных блоком управления 9 крайних положений управляющий сигнал уменьшается до нуля, при этом электрогидравлический регулятор 8 возвращает люльку гидронасоса 1 в нулевое положение, подача гидронасоса 1 уменьшается до нуля и движение поршней гидроцилиндров 5 и 6 прекращается. После этого блок управления 9 переключает управляемый релейный гидрораспределитель 15 в другое положение, тем самым изменяется направление подачи рабочей жидкости, далее электрогидравлический регулятор 8 отклоняет люльку насоса 1, трубопровод 3 становится напорным и поршень гидроцилиндра 6 начинается перемещаться вниз, а поршень гидроцилиндра 5 вверх. When the pistons of hydraulic cylinders 5 and 6 set by the control unit 9 to the extreme positions, the control signal decreases to zero, while the electro-hydraulic controller 8 returns the cradle of the hydraulic pump 1 to the zero position, the flow of the hydraulic pump 1 decreases to zero and the movement of the pistons of the hydraulic cylinders 5 and 6 stops. After that, the control unit 9 switches the controlled relay control valve 15 to another position, thereby changing the direction of supply of the working fluid, then the electro-hydraulic controller 8 deflects the cradle of the pump 1, the pipeline 3 becomes pressure and the piston of the hydraulic cylinder 6 begins to move down, and the piston of the hydraulic cylinder 5 up.

Таким образом, групповой электрогидравлический привод СШ насосов по второму варианту позволяет изменять направление потока рабочей жидкости с помощью управляемого релейного гидрораспределителя 15 и изменять скорость перемещения поршней гидроцилиндров и, следовательно, величину подачи рабочей жидкости гидронасосом 1 по необходимому для каждой конкретной скважины алгоритму работы (закону перемещения поршней гидроцилиндров) без остановки группового электрогидравлического привода, что дает возможность плавно регулировать амплитуду, частоту и закон перемещения поршней гидроцилиндров, а следовательно, и производительность СШ насосов. Thus, the group electro-hydraulic drive of the secondary school pumps according to the second option allows you to change the direction of flow of the working fluid using a controlled relay valve 15 and change the speed of the pistons of the hydraulic cylinders and, therefore, the flow rate of the working fluid by the hydraulic pump 1 according to the algorithm of operation necessary for each particular well (the law of movement pistons of hydraulic cylinders) without stopping the group electro-hydraulic drive, which makes it possible to smoothly adjust the amplitude, time signature and the law of displacement of pistons of hydraulic cylinders, and hence the productivity NL pumps.

Регулирование скорости перемещения поршней гидроцилиндров при помощи гидронасоса переменной производительности и изменение направления потока рабочей жидкости с помощью управляемого релейного гидрораспределителя не вызывает дросселирования рабочей жидкости в приводе, т.к. потери в нем за счет дросселирования рабочей жидкости будут отсутствовать ввиду того, что изменение направления потока рабочей жидкости релейным гидрораспределителем осуществляется с наименьшим гидравлическим сопротивлением, что соответствует более высокому КПД заявляемого группового электрогидравлического привода СШ насосов. Regulation of the speed of movement of the pistons of the hydraulic cylinders using a variable displacement hydraulic pump and changing the direction of flow of the working fluid with the help of a controlled relay control valve does not cause throttling of the working fluid in the drive, because losses in it due to throttling of the working fluid will be absent due to the fact that the change in the direction of flow of the working fluid by the hydraulic control valve is carried out with the smallest hydraulic resistance, which corresponds to a higher efficiency of the claimed group electro-hydraulic drive of secondary pumps.

При этом в заявляемом по второму варианту в групповом электрогидравлическом приводе СШ насосов используется нереверсивный гидронасос переменной производительности. Moreover, in the inventive according to the second embodiment, in the group electro-hydraulic drive of the secondary pumps, a non-reversible variable displacement hydraulic pump is used.

Пример реализации функциональной схемы блока управления 9 приведен на фиг.3. An example implementation of the functional diagram of the control unit 9 is shown in Fig.3.

Он состоит из генераторов сигналов специальной формы 1 и 2 (например, синусоидальной и треугольной), переключателя режима работы 3, функционального преобразователя типа насыщения 4 и усилителя мощности. It consists of signal generators of a special form 1 and 2 (for example, sinusoidal and triangular), an operating mode switch 3, a functional converter such as saturation 4, and a power amplifier.

Сигналы с выхода генераторов 1 или 2 при помощи переключателя 3 подключаются к входу функционального преобразователя 4, при помощи которого регулируется длительность выдержки поршней гидроцилиндров в крайних положениях. С выхода функционального преобразователя 4 сигнал поступает на вход усилителя мощности 5, а с его выхода - на вход электрогидравлического регулятора насоса. The signals from the output of the generators 1 or 2 by means of the switch 3 are connected to the input of the functional Converter 4, by which the exposure time of the hydraulic pistons in the extreme positions is regulated. From the output of the functional converter 4, the signal goes to the input of the power amplifier 5, and from its output to the input of the electro-hydraulic pump controller.

Реализация генераторов синусоидальной и треугольной формы, функционального преобразователя типа насыщения и усилителя мощности приведены в [4] и [5]. The implementation of sinusoidal and triangular generators, a functional converter of saturation type and a power amplifier are given in [4] and [5].

Формирование закона перемещения поршней гидроцилиндров любой требуемой формы возможно также можно реализовать с применением микропроцессора. The formation of the law of movement of the pistons of hydraulic cylinders of any desired shape can also possibly be implemented using a microprocessor.

Созданный опытный образец группового электрогидравлического привода СШ насосов прошел испытания на одном из НГДУ (нефтегазодобывающем управлении), результаты испытаний положительные. The created prototype of a group electro-hydraulic drive of secondary pumps was tested at one of the oil and gas production department (oil and gas production department), the test results are positive.

Источники информации
1. Вирновский А.С. Теория и практика глубинно-насосной добычи нефти. М.: Недра, 1971, с. 144-150.
Sources of information
1. Virnovsky A.S. Theory and practice of deep pumping oil production. M .: Nedra, 1971, p. 144-150.

2. Молчанов А. Г. Объемный гидропривод нефтепромысловых машин и механизмов. М.: Недра, 1989, с. 143. 2. Molchanov A. G. Volumetric hydraulic drive of oilfield machinery and mechanisms. M .: Nedra, 1989, p. 143.

3. Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика, справочное пособие. М.: Машиностроение, 1971. 3. Bashta T.M. Engineering hydraulics, reference manual. M .: Engineering, 1971.

4. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника. М.: Высшая школа, 1991, с. 444-459, 585-608. 4. Gusev V.G., Gusev Yu.M. Electronics. M .: Higher school, 1991, p. 444-459, 585-608.

5. П. Хоровиц, У. Хилл. Искусство схемотехники. М.: Мир, 1998, с. 236, 269-274, 300-323. 5. P. Horowitz, W. Hill. The art of circuitry. M .: Mir, 1998, p. 236, 269-274, 300-323.

Claims (2)

1. Групповой электрогидравлический привод скваженных штанговых насосов, содержащий приводной двигатель, связанный с гидронасосом, гидроцилиндры, одноименные полости которых соединены между собой трубопроводом, и блок управления, отличающийся тем, что в него дополнительно введен реверсивный гидронасос переменной производительности с электрогидравлическим регулятором, управляющий вход гидронасоса соединен с выходом блока управления, при этом выходы гидронасоса трубопроводами соединены с другими одноименными полостями гидроцилиндров. 1. A group electro-hydraulic drive of well sucker-rod pumps, comprising a drive motor connected to a hydraulic pump, hydraulic cylinders whose cavities of the same name are interconnected by a pipeline, and a control unit, characterized in that it further comprises a variable displacement hydraulic pump with an electro-hydraulic controller, a control input of the hydraulic pump connected to the output of the control unit, while the outputs of the hydraulic pump are connected by pipelines to other cavities of the same name in. 2. Групповой электрогидравлический привод скваженных штанговых насосов, содержащий приводной двигатель, связанный с гидронасосом, гидроцилиндры, одноименные полости которых соединены между собой трубопроводом, гидрораспределитель, и блок управления, отличающийся тем, что в него дополнительно введены гидронасос переменной производительности с электрогидравлическим регулятором, управляющий вход гидронасоса соединен с первым выходом блока управления, при этом вход и выход гидронасоса трубопроводами соединены через гидрораспределитель с другими одноименными полостями гидроцилиндров, причем блок управления снабжен вторым выходом, соединенным с управляющим входом гидрораспределителя. 2. A group electro-hydraulic drive of well sucker-rod pumps, comprising a drive motor connected to a hydraulic pump, hydraulic cylinders of the same name which are interconnected by a pipeline, a control valve, and a control unit, characterized in that a variable-speed hydraulic pump with an electro-hydraulic controller, an input the hydraulic pump is connected to the first output of the control unit, while the input and output of the hydraulic pump are connected via pipelines al with other cavities of the same name with hydraulic cylinders, and the control unit is equipped with a second output connected to the control input of the valve.
RU2001103391A 2001-02-05 2001-02-05 Group electrohydraulic drive for oil-well sucker- rod pumps (versions) RU2196250C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001103391A RU2196250C2 (en) 2001-02-05 2001-02-05 Group electrohydraulic drive for oil-well sucker- rod pumps (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001103391A RU2196250C2 (en) 2001-02-05 2001-02-05 Group electrohydraulic drive for oil-well sucker- rod pumps (versions)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2196250C2 true RU2196250C2 (en) 2003-01-10
RU2001103391A RU2001103391A (en) 2003-01-27

Family

ID=20245674

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001103391A RU2196250C2 (en) 2001-02-05 2001-02-05 Group electrohydraulic drive for oil-well sucker- rod pumps (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2196250C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2754247C1 (en) * 2020-12-18 2021-08-31 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина Method for extracting high-viscosity oil at shallow depths and a device for its implementation
RU2797340C1 (en) * 2022-06-01 2023-06-02 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Method for regulation of instant power consumption by group of electric drives of sucker rod pumping units

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
МОЛЧАНОВ А.Г. Объемный гидропривод нефтепромысловых машин и механизмов. - М.: Недра, 1989, с. 143, рис. 62. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2754247C1 (en) * 2020-12-18 2021-08-31 Публичное акционерное общество «Татнефть» имени В.Д. Шашина Method for extracting high-viscosity oil at shallow depths and a device for its implementation
RU2797340C1 (en) * 2022-06-01 2023-06-02 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Method for regulation of instant power consumption by group of electric drives of sucker rod pumping units

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5481873A (en) Hydraulic actuating system for a fluid transfer apparatus
KR102450732B1 (en) Hydraulically driven double-acting positive displacement pump system for producing fluid from a deviated well hole
US10612531B2 (en) Hydraulically-driven double-acting mud pump
CN1818382A (en) Closed electrohydraulic controlling system
CN101225845A (en) Energy recovery and reuse methods for a hydraulic system
RU52125U1 (en) ELECTRIC HYDRAULIC DRIVE PUMP UNIT
NZ570978A (en) Hydraulic oil well pumping apparatus
US5743716A (en) Reversible pump controller
CN102900400B (en) Compact hydraulic oil pumping machine adopting composited pneumatic-hydraulic cylinder
CA2799888A1 (en) Lift system
WO2018067017A1 (en) System arranged on a marine vessel or platform, such as for providing heave compensation and hoisting
US5827051A (en) Regenerative hydraulic power transmission for down-hole pump
RU2196250C2 (en) Group electrohydraulic drive for oil-well sucker- rod pumps (versions)
CN1237254C (en) Mud circulation system
CN100552218C (en) Multi-purpose hydraulic negative-feedback pump
Koitto et al. Experimental investigation of a directly driven hydraulic unit in an industrial application
RU117527U1 (en) WELL PUMP HYDRAULIC DRIVE
SU1035281A1 (en) Hydraulic drive for set of sucker-rod well pumps
RU2133876C1 (en) Drive for well pumping unit (versions)
CN113431813B (en) Hydraulic system assembly mechanism for field oil extraction and reciprocating oil pumping control
RU2793863C1 (en) Hydraulic drive of a pumping downhole unit
Heikkilä et al. Experimental evaluation of a digital hydraulic power management system
Vlot et al. Pulsation-free hydraulic-driven swing tube piston pump
US4510751A (en) Outlet metering load-sensing circuit
CN108167261B (en) Hydraulic reciprocating driving mechanism and hydraulic reciprocating driving pump

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100206