RU2213263C1 - Oil-well sucker-rod pump - Google Patents

Oil-well sucker-rod pump Download PDF

Info

Publication number
RU2213263C1
RU2213263C1 RU2002119668/06A RU2002119668A RU2213263C1 RU 2213263 C1 RU2213263 C1 RU 2213263C1 RU 2002119668/06 A RU2002119668/06 A RU 2002119668/06A RU 2002119668 A RU2002119668 A RU 2002119668A RU 2213263 C1 RU2213263 C1 RU 2213263C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plunger
rod
cylinder
pump
protrusions
Prior art date
Application number
RU2002119668/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.В. Комгорт
Original Assignee
Комгорт Владимир Валерьевич
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 Комгорт Владимир Валерьевич filed Critical Комгорт Владимир Валерьевич
Priority to RU2002119668/06A priority Critical patent/RU2213263C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2213263C1 publication Critical patent/RU2213263C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Details Of Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: oil producing industry. SUBSTANCE: pump is designed for use in production of oil and it relates to deep-well pumps set into action by sucker rod string. Proposed pump has housing with cylinder, hollow plunger placed in cylinder, valve-spool mechanism and mechanism to transform rotation of sucker-rod string into reciprocation of plunger. Ring projections in form of fixed bushings are made at both ends on cylinder surface. Plunger in arranged between bushings and hollow rod is passed through plunger. Plunger is secured on rod for reciprocation. Interacting end faces of plunger and cylinder projections are made at angle to axis of housing, and their contacting ring surfaces are screw-like. Inclined end faces of plunger are parallel to each other, and inclined end faces of cylinder projections are turned on axis of housing through 180o relative to each other. Valve-spool mechanism is made in form of two diametrically opposite grooves on surface of plunger which serve for alternate communication of pump spaces, radial hole in cylinder, with housing space, and further on, with ambient medium, and grooves on projections of cylinder which serve for alternate communication of pump spaces, through radial holes in rod, with rod space and further on with tubing string. Radial holes in rod communicating through groove with upper pump space (said space in Drawing is shown as joined) are made on opposite side of rod relative to radial holes communicating through groove with lower pump space. EFFECT: improved reliability of mechanism transforming rotation of sucker-rod string into reciprocation of pump plunger. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к глубинным скважинным штанговым насосам, приводимым в действие колонной вращающихся штанг. The invention relates to deep borehole sucker rod pumps driven by a column of rotating rods.

Известен погружной насос [1] , содержащий корпус и размещенный в нем цилиндр, пустотелый поршень, клапан впускной, клапан выпускной и механизм для трансформации вращения вала двигателя в штатное возвратно-поступательное движение поршня. Поршень выполнен со шлицевым, соосным ему хвостовиком для сочленения с валом двигателя. Клапаны представляют собой золотниковый механизм, выполненный в виде нижних и верхних боковых отверстий на концах цилиндра и поршня, а трансформирующий механизм выполнен в виде криволинейной замкнутой проточки на поршне и входящего в эту проточку штифта, закрепленного в стенке цилиндра. Known submersible pump [1], comprising a housing and a cylinder located therein, a hollow piston, an intake valve, an exhaust valve and a mechanism for transforming the rotation of the motor shaft into a regular reciprocating piston movement. The piston is made with a spline shank coaxial with it for articulation with the motor shaft. Valves are a spool mechanism made in the form of lower and upper side holes at the ends of the cylinder and piston, and the transforming mechanism is made in the form of a curved closed groove on the piston and a pin included in this groove fixed in the cylinder wall.

Основной недостаток известного погружного насоса - это ненадежность механизма, служащего для преобразования (трансформации) вращения колонны насосных штанг (вала двигателя) в возвратно-поступательное движение плунжера (поршня). При работе насоса быстро изнашивается штифт, входящий в проточку, а в случае упрочнения поверхности штифта - изнашивается проточка на поршне. The main disadvantage of the known submersible pump is the unreliability of the mechanism used to convert (transform) the rotation of the string of pump rods (motor shaft) into the reciprocating movement of the plunger (piston). When the pump is operating, the pin included in the groove quickly wears out, and in the case of hardening of the surface of the pin, the groove on the piston wears out.

Технической задачей, стоящей пред изобретением, является повышение надежности механизма преобразования вращения колонны насосных штанг в возвратно-поступательное движение плунжера скважинного насоса. The technical challenge facing the invention is to increase the reliability of the mechanism for converting the rotation of the string of pump rods into the reciprocating movement of the plunger of the downhole pump.

Поставленная задача решается тем, что в скважинном штанговом насосе, содержащем корпус с цилиндром, размещенный в цилиндре полый плунжер, клапанно-золотниковый механизм и механизм преобразования вращения штанг в возвратно-поступательное движение плунжера, поверхность цилиндра в обоих концах выполнена ступенчатой с кольцевыми выступами, выполненными, например, в виде зафиксированных втулок, между которыми размещен полый плунжер, сквозь который пропущен соединяемый с колонной штанг полый шток, на котором плунжер установлен с возможностью возвратно-поступательного движения, например, на шпонке, торцы плунжера и взаимодействующие с ними торцы выступов цилиндра выполнены под углом к оси корпуса, а их кольцевые контактирующие поверхности выполнены винтовыми, при этом наклонные торцы плунжера параллельны друг другу, а наклонные торцы выступов цилиндра повернуты по оси корпуса относительно друг друга на 180o, или наоборот.The problem is solved in that in a downhole sucker rod pump containing a housing with a cylinder, a hollow plunger placed in the cylinder, a valve-spool mechanism and a mechanism for converting the rotation of the rods into the reciprocating movement of the plunger, the cylinder surface at both ends is made stepwise with ring protrusions made for example, in the form of fixed bushings, between which a hollow plunger is placed, through which a hollow rod connected to the rod string is passed, on which the plunger is installed with the possibility of For reciprocating movement, for example, on the key, the ends of the plunger and the ends of the cylinder protrusions interacting with them are made at an angle to the axis of the housing, and their annular contacting surfaces are made screw, while the inclined ends of the plunger are parallel to each other, and the inclined ends of the cylinder protrusions are rotated along the axis of the housing relative to each other by 180 o , or vice versa.

Клапанно-золотниковый механизм выполнен так, что попеременно сообщает насосные полости, образуемые взаимодействующими торцами плунжера и выступов цилиндра и стенками цилиндра и штока, с окружающей средой или с колонной насосно-компрессорных труб, на которых насос спускают в скважину. The valve-spool mechanism is designed so that alternately communicates pump cavities formed by the interacting ends of the plunger and the protrusions of the cylinder and the walls of the cylinder and rod, with the environment or with a string of tubing on which the pump is lowered into the well.

Клапанно-золотниковый механизм может быть выполнен в виде двух диаметрально противоположных продольных проточек на поверхности плунжера для попеременного сообщения насосных полостей с радиальным отверстием в цилиндре и проточки на поверхности каждого из выступов для попеременного сообщения насосных полостей с радиальными отверстиями в штоке, при этом радиальные отверстия в штоке, сообщающиеся с одной из насосных полостей, выполнены на противоположной стороне штока от отверстий, сообщающихся с другой насосной полостью. The valve-spool mechanism can be made in the form of two diametrically opposite longitudinal grooves on the surface of the plunger for alternately communicating pump cavities with a radial hole in the cylinder and grooves on the surface of each of the protrusions for alternately communicating pump cavities with radial holes in the rod, while the radial holes in the rod communicating with one of the pump cavities is made on the opposite side of the rod from the holes communicating with the other pump cavity.

Механизм преобразования вращения в возвратно-поступательное движение включает наклонные торцевые поверхности выступов цилиндра и размещенного между ними плунжера и пропущенный через плунжер шток, на котором плунжер установлен с возможностью возвратно-поступательного движения. Надежность механизма повышена за счет того, что при вращении плунжера происходит контакт по более развитой поверхности, чем это происходит в прототипе. The mechanism for converting rotation into reciprocating motion includes the inclined end surfaces of the protrusions of the cylinder and the plunger located between them and a rod passed through the plunger, on which the plunger is mounted with reciprocating motion. The reliability of the mechanism is increased due to the fact that when the plunger rotates, contact occurs on a more developed surface than what happens in the prototype.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 дана схема скважинного штангового насоса; на фиг.2 - сечение по А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение по Б-Б на фиг.1; на фиг.4 - сечение по В-В на фиг.1. The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a diagram of a downhole sucker rod pump; figure 2 is a section along aa in figure 1; figure 3 is a section along BB in figure 1; figure 4 is a section along bb in figure 1.

Скважинный штанговый насос состоит из корпуса 1 с цилиндром 2, при этом поверхность цилиндра в обоих концах выполнена ступенчатой с кольцевыми выступами 3 и 4, выполненными в виде зафиксированных втулок. В цилиндре между выступами размещен полый плунжер 5, через который пропущен полый шток 6 и на котором плунжер закреплен шпонкой 7 с возможностью возвратно-поступательного движения. The borehole sucker rod pump consists of a housing 1 with a cylinder 2, while the surface of the cylinder at both ends is made stepwise with annular protrusions 3 and 4, made in the form of fixed bushings. In the cylinder between the protrusions there is a hollow plunger 5 through which a hollow rod 6 is passed and on which the plunger is fixed with a key 7 with the possibility of reciprocating motion.

Торцы плунжера и взаимодействующие с ними торцы выступов цилиндра выполнены под углом к оси корпуса, а контактирующие кольцевые поверхности 8 и 9 выполнены винтовыми. Наклонные торцы выступов цилиндра повернуты по оси корпуса относительно друг друга на 180o, а наклонные торцы плунжера параллельны друг другу. Возможно их прямо противоположное расположение, когда наклонные торцы выступов цилиндра параллельны друг другу, а наклонные торцы плунжера повернуты по оси корпуса относительно друг друга на 180o. Однако такая конструкция не рациональна, так как увеличивает габариты насоса.The ends of the plunger and the ends of the protrusions of the cylinder interacting with them are made at an angle to the axis of the housing, and the contacting annular surfaces 8 and 9 are made screw. The inclined ends of the protrusions of the cylinder are rotated along the axis of the housing relative to each other by 180 o , and the inclined ends of the plunger are parallel to each other. Perhaps their directly opposite location, when the inclined ends of the protrusions of the cylinder are parallel to each other, and the inclined ends of the plunger are rotated along the axis of the housing relative to each other by 180 o . However, this design is not rational, as it increases the dimensions of the pump.

Таким образом, механизм преобразования вращения в возвратно-поступательное движение включает наклонные торцевые поверхности выступов 3 и 4 цилиндра 2 и размещенного между ними плунжера 5 и пропущенный через плунжер шток 6, на котором плунжер 5 установлен с возможностью возвратно-поступательного движения. Надежность механизма повышена за счет того, что при вращении плунжера происходит контакт плунжера с выступами цилиндра по более развитой поверхности, чем это происходит в прототипе. Thus, the mechanism for converting rotation into reciprocating motion includes the inclined end surfaces of the protrusions 3 and 4 of the cylinder 2 and the plunger 5 located between them and the rod 6 passed through the plunger, on which the plunger 5 is mounted with reciprocating motion. The reliability of the mechanism is increased due to the fact that when the plunger rotates, the plunger contacts the protrusions of the cylinder on a more developed surface than what happens in the prototype.

Взаимодействующие торцы плунжера 5 и выступов 3 и 4 цилиндра образуют насосные полости 10, ограниченные, кроме того, стенками цилиндра 2 и штока 6. The interacting ends of the plunger 5 and the protrusions 3 and 4 of the cylinder form the pump cavity 10, limited, in addition, by the walls of the cylinder 2 and the rod 6.

Клапанно-золотниковый механизм выполнен в виде двух диаметрально противоположных проточек 11 и 12 на поверхности плунжера 5, служащих для попеременного сообщения насосных полостей через радиальное отверстие 13 в цилиндре 2 с полостью корпуса 1 и далее с окружающей средой, и проточек 14 и 15 на выступах 3 и 4 цилиндра, служащих для попеременного сообщения насосных полостей через радиальные отверстия 16 и 17 в штоке с полостью штока и далее с колонной насосно-компрессорных труб. Радиальные отверстия 16 в штоке 6, сообщающиеся через проточку 14 с верхней насосной полостью (на чертеже полость сомкнута), выполнены на противоположной стороне штока относительно радиальных отверстий 17, сообщающихся через проточку 15 с нижней насосной полостью 8. Радиальные отверстия 16 сдвинуты относительно радиальных отверстий 17 на 180o.The valve-spool mechanism is made in the form of two diametrically opposite grooves 11 and 12 on the surface of the plunger 5, which serve for alternately communicating pump cavities through a radial hole 13 in the cylinder 2 with the cavity of the housing 1 and further with the environment, and the grooves 14 and 15 on the protrusions 3 and 4 cylinders, which serve for alternating communication of pump cavities through radial holes 16 and 17 in the rod with the rod cavity and then with the tubing string. Radial holes 16 in the rod 6, communicating through the groove 14 with the upper pump cavity (in the drawing, the cavity is closed), are made on the opposite side of the rod relative to the radial holes 17 communicating through the groove 15 with the lower pump cavity 8. The radial holes 16 are shifted relative to the radial holes 17 at 180 o .

Отверстия 13, как и отверстия 16 или 17, практически являются единым отверстием, каждое из которых конструктивно выполнено в виде нескольких. Это сделано для того, чтобы как можно меньше повлиять на прочность штока. Holes 13, like holes 16 or 17, are practically a single hole, each of which is structurally made in the form of several. This is done in order to affect the strength of the stem as little as possible.

Насос спускают в скважину на колонне насосно-компрессорных труб 18. После установки насоса в колонне насосно-компрессорных труб спускают колонну штанг 19, которую сцепным узлом соединяют со штоком 6. Может быть использован сцепной узел любой известной конструкции. Наиболее простым узлом являются паз на конце штока и входящая в него шпонка. На фиг.1 показан сцепной узел, состоящий из шпонок 20, закрепленных на нижнем конце колонны штанг во втулке 21, и кольцевого фигурного паза 22, выполненного на верхнем конце штока 6. The pump is lowered into the well on the tubing string 18. After installing the pump in the tubing string, the boom string 19 is lowered, which is connected to the stem 6 by a coupling assembly. A coupling assembly of any known construction can be used. The simplest node is the groove at the end of the stem and the key that is in it. Figure 1 shows the coupling unit, consisting of dowels 20, mounted on the lower end of the rod string in the sleeve 21, and an annular shaped groove 22, made on the upper end of the rod 6.

Насос приводится в действие вращением колонны штанг 19. На фиг.1, 2, 3 и 4 насос показан в тот момент, когда верхняя насосная полость сомкнулась, а нижняя максимально разомкнута. При дальнейшем вращении штанг 19 и штока 6 (по часовой стрелке, если смотреть сверху) отверстия 17 открываются в проточку 15 (фиг.4), отверстия 13 открываются в проточку 11 (фиг.3), а отверстия 16 остаются перекрытыми (фиг.2). При этом начинается заполнение начинающей размыкаться верхней насосной полости жидкостью, поступающей в нее из полости 23 корпуса насоса через отверстия 13 и проточку 11, а жидкость из начинающей смыкаться нижней насосной полости через проточку 15 и отверстия 17 поступает в полость 24 штока 6 и далее через отверстия 25 в полость колонны насосно-компрессорных труб. The pump is driven by rotation of the rod string 19. In FIGS. 1, 2, 3 and 4, the pump is shown at the moment when the upper pump cavity has closed and the lower one has been maximally open. With further rotation of the rods 19 and rod 6 (clockwise, when viewed from above), the holes 17 open into the groove 15 (figure 4), the holes 13 open into the groove 11 (figure 3), and the holes 16 remain closed (figure 2 ) At the same time, the filling of the upper pumping cavity starting to open opens with the fluid entering it from the pump housing cavity 23 through the openings 13 and the groove 11, and the liquid from the lower pumping chamber starting to close through the groove 15 and the openings 17 enters the cavity 24 of the rod 6 and then through the openings 25 into the cavity of the tubing string.

После полного смыкания нижней полости размыкания верхней начинается смыкание верхней полости и размыкание нижней. After the complete closure of the lower cavity, the opening of the upper begins the closing of the upper cavity and the opening of the lower.

Источники информации
1. Авт. cв. РФ 13819, МКИ7 F 04 B 47/06, 2000.Sources of information
1. Auth. St. RF 13819, MKI 7 F 04 B 47/06, 2000.

Claims (2)

1. Скважинный штанговый насос, содержащий корпус с цилиндром, размещенный в цилиндре полый плунжер, клапанно-золотниковый механизм и механизм преобразования вращения колонны штанг в возвратно-поступательное движение плунжера, отличающийся тем, что поверхность цилиндра в обоих концах выполнена ступенчатой с кольцевыми выступами, например, в виде зафиксированных втулок, между которыми размещен полый плунжер, сквозь который пропущен соединяемый с колонной штанг полый шток, на котором плунжер установлен с возможностью возвратно-поступательного движения, например, на шпонке, торцы плунжера и взаимодействующие с ними торцы выступов цилиндра выполнены под углом к оси корпуса, а их контактирующие кольцевые поверхности выполнены винтовыми, при этом наклонные торцы плунжера параллельны друг другу, а наклонные торцы выступов цилиндра повернуты на оси корпуса относительно друг друга на 180o, или наоборот, а клапанно-золотниковый механизм попеременно сообщает насосные полости, образуемые взаимодействующими торцами плунжера и выступов цилиндра и стенками цилиндра и штока, с полостью корпуса и окружающей средой или с полостью штока и колонной насосно-компрессорных труб, на которых насос спускают в скважину.1. A downhole sucker rod pump comprising a housing with a cylinder, a hollow plunger placed in the cylinder, a valve-spool mechanism and a mechanism for converting the rotation of the rod string into the reciprocating movement of the plunger, characterized in that the surface of the cylinder at both ends is made stepwise with ring protrusions, for example , in the form of fixed bushings, between which a hollow plunger is placed, through which a hollow rod connected to the rod string is passed, on which the plunger is mounted with the possibility of reciprocating For example, at the key, the ends of the plunger and the ends of the cylinder protrusions interacting with them are made at an angle to the axis of the body, and their contacting annular surfaces are made screw, while the inclined ends of the plunger are parallel to each other, and the inclined ends of the cylinder protrusions are rotated on the axis of the body 180 o relative to each other, or vice versa, and the valve-spool mechanism alternately communicates pump cavities formed by the interacting ends of the plunger and the protrusions of the cylinder and the walls of the cylinder and rod, with the body and the environment, or with a stem cavity and tubing string on which the pump is lowered into the well. 2. Скважинный штанговый насос по п. 1, отличающийся тем, что клапанно-золотниковый механизм выполнен в виде двух диаметрально противоположных продольных проточек на поверхности плунжера для попеременного сообщения насосных полостей с радиальным отверстием в цилиндре и проточки на поверхности каждого из выступов для попеременного сообщения насосных полостей с радиальными отверстиями в штоке, при этом радиальные отверстия в штоке, сообщающиеся с одной из насосных полостей, выполнены на противоположной стороне штока от отверстий, сообщающихся с другой насосной полостью. 2. A well pump according to claim 1, characterized in that the valve-spool mechanism is made in the form of two diametrically opposite longitudinal grooves on the surface of the plunger for alternately communicating pump cavities with a radial hole in the cylinder and grooves on the surface of each of the protrusions for alternately communicating pump cavities with radial holes in the rod, while radial holes in the rod communicating with one of the pump cavities are made on the opposite side of the rod from the holes, I inform communicating with another pump cavity.
RU2002119668/06A 2002-07-19 2002-07-19 Oil-well sucker-rod pump RU2213263C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002119668/06A RU2213263C1 (en) 2002-07-19 2002-07-19 Oil-well sucker-rod pump

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002119668/06A RU2213263C1 (en) 2002-07-19 2002-07-19 Oil-well sucker-rod pump

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2213263C1 true RU2213263C1 (en) 2003-09-27

Family

ID=29777834

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002119668/06A RU2213263C1 (en) 2002-07-19 2002-07-19 Oil-well sucker-rod pump

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2213263C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1230263A (en) Travelling valve assembly for a fluid pump
CA3009521A1 (en) Linear hydraulic pump for submersible applications
WO2017117141A1 (en) Rotary hydraulic pump with esp motor
RU2213263C1 (en) Oil-well sucker-rod pump
US20210079771A1 (en) Reciprocating downhole pump
US4531896A (en) Fluid pump
US4504199A (en) Fluid pump
RU2652693C1 (en) Deep-well pump
CA2357886C (en) Travelling valve assembly for a fluid pump
RU2233995C1 (en) Deep-well sucker-rod pump
RU2366832C1 (en) Valve device for rod-type deep-well pumps
CA2636526C (en) Stress and torque reducing tool
RU2550858C1 (en) Downhole electrically driven plunger pump
RU13819U1 (en) SUBMERSIBLE PUMP
RU2224908C1 (en) Oil well pump
US4960369A (en) Rotatably driven positive displacement pump
RU2165010C1 (en) Well sucker-rod pump
KR100547433B1 (en) Connecting rod connection structure of hermetic compressor
CN112460013B (en) Hydraulic plunger pump and hydraulic end thereof
SU1596129A1 (en) Deep-well sucker-rod pump
RU2259501C2 (en) Rod screw oil pump
RU2173404C1 (en) Borehole electrically-hydraulically driven plant
RU57843U1 (en) KOMGORT DEPTH PISTON PUMP
RU55891U1 (en) Borehole PUMP PUMP WITH HYDROMECHANICALLY CONTROLLED VALVES
CN117846935A (en) Hydraulic driving rodless oil pump

Legal Events

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

Effective date: 20060720