RU2302553C2

RU2302553C2 - Screw pump test set

Info

Publication number: RU2302553C2
Application number: RU2004117356/06A
Authority: RU
Inventors: Сибагат Гарифович Зубаиров (RU); Сибагат Гарифович Зубаиров; Юрий Александрович Петров (RU); Юрий Александрович Петров; Искандер Александрович Салихов (RU); Искандер Александрович Салихов; Владислав Владимирович Смирнов (RU); Владислав Владимирович Смирнов; Гульшат Миниахметовна Мифтахова (RU); Гульшат Миниахметовна Мифтахова
Priority date: 2004-06-07
Filing date: 2004-06-07
Publication date: 2007-07-10
Also published as: RU2004117356A

Abstract

FIELD: oil producing industry.

SUBSTANCE: invention relates to complex testing of oil-well screw pumps. Proposed test set for screw pumps contains pump drive, frame, flow meter, pressure transmitters installed on taps and hydraulically coupled with each space of pump, suction line and delivery line on which delivery pressure regulator is installed. Set is furnished with header and control system made in form of shutoff members. Header is connected to suction and delivery lines and it communicates with taps having equal flow channels whose areas are not less than flow section of pump. Shutoff members are mounted on header between all taps. Drive is made with possibility of regulation of rotational speed.

EFFECT: provision of possibility of changing of effective length of pump at its constant design length.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области нефтедобычи, в частности к комплексному исследованию технических характеристик скважинных винтовых насосов.The invention relates to the field of oil production, in particular to a comprehensive study of the technical characteristics of borehole screw pumps.

Известна установка для испытания скважинных штанговых и винтовых насосов (патент RU 2159867 С1, 27.11.2000, F04B 51/00), содержащая привод насосов, систему измерения и регистрации параметров насоса на выкиде и раму с замком-фиксатором насоса под необходимым углом наклона. Недостатками такой установки являются ограниченные функциональные возможности, в частности, невозможность замера осевых сил на винте, момента сопротивления вращению винта, распределения давления по шагам обоймы, изменения эффективной длины насоса.A known installation for testing borehole sucker-rod and screw pumps (patent RU 2159867 C1, 11.27.2000, F04B 51/00), comprising a pump drive, a system for measuring and recording pump parameters on a discharge and a frame with a pump lock at the required angle of inclination. The disadvantages of this installation are limited functionality, in particular, the impossibility of measuring axial forces on the screw, the moment of resistance to rotation of the screw, pressure distribution over the steps of the cage, changing the effective length of the pump.

Известна установка для определения усилий на винте (Крылов А.В. Одновинтовые насосы, Москва, Гостоптехиздат, 1962, с.101, рис.73) винтового насоса. Установка снабжена динамометром и специальным приспособлением, передающим осевое усилие от винта насоса динамометру через упорный подшипник. Недостатками такой установки являются невозможность исследования распределения давления по шагам обоймы и изменения эффективной длины насоса.A known installation for determining the efforts on the screw (Krylov A.V. Single-screw pumps, Moscow, Gostoptekhizdat, 1962, p. 101, Fig. 73) of a screw pump. The unit is equipped with a dynamometer and a special device that transmits the axial force from the pump screw to the dynamometer through a thrust bearing. The disadvantages of this installation are the inability to study the pressure distribution along the steps of the cage and change the effective length of the pump.

Известна установка для определения давлений по шагам обоймы (А.В.Крылов. Одновинтовые насосы, Москва, Гостоптехиздат, 1962, с.105, рис.77). Данная установка наиболее близка к предлагаемой. При исследовании на установках такого типа современных насосов большой длины будут возникать большие давления, осевые силы и реактивные крутящие моменты на обойме, пропорциональные длине насоса, в результате чего повысится опасность травматизма, потребуется существенное увеличение прочности и, соответственно, габаритов и металлоемкости установки. Установка позволяет определить максимальный достижимый перепад давления только на последнем шаге обоймы, так как не обеспечивает изменения эффективной (рабочей) длины насоса.A known installation for determining pressure by the steps of the cage (A.V. Krylov. Single-screw pumps, Moscow, Gostoptekhizdat, 1962, p.105, Fig. 77). This installation is closest to the proposed one. When researching on installations of this type of modern large-length pumps, large pressures, axial forces and reactive torques on the cage proportional to the length of the pump will arise, resulting in an increased risk of injury, a significant increase in the strength and, consequently, overall dimensions and metal consumption of the installation will be required. The installation allows you to determine the maximum achievable differential pressure only at the last step of the cage, as it does not provide changes in the effective (working) length of the pump.

Предлагаемым изобретением решается задача варьирования эффективной длины насоса при постоянной конструктивной длине.The present invention solves the problem of varying the effective length of the pump with a constant structural length.

Для достижения этого технического результата установка для испытания винтовых насосов, содержащая привод насоса, раму, расходомер, датчики давления, установленные на отводах и гидравлически связанные с каждой полостью насоса, линию всасывания и линию нагнетания, на которой установлен регулятор давления нагнетания, согласно изобретению, снабжена коллектором и системой управления, выполненной в виде запорных элементов, при этом коллектор подключен к линиям всасывания и нагнетания и сообщен с отводами, выполненными с равными проходными каналами, не меньшими по площади проходного сечения насоса, запорные элементы размещены на коллекторе между всеми отводами, а привод выполнен с регулируемой частотой вращения.To achieve this technical result, the installation for testing screw pumps, comprising a pump drive, a frame, a flow meter, pressure sensors installed on the bends and hydraulically connected to each pump cavity, a suction line and a discharge line on which the discharge pressure regulator is installed, according to the invention, is provided the collector and the control system, made in the form of locking elements, while the collector is connected to the suction and discharge lines and communicated with bends made with equal passages analyte not smaller area flow pump section, the locking elements are arranged on the manifold between all taps and the actuator is a variable speed of rotation.

Отличительными признаками предлагаемой установки для испытания винтовых насосов от указанной вышеизвестной, наиболее близкой к ней, являются наличие коллектора, который подключен к линиям всасывания и нагнетания и сообщен с отводами, выполненными с равными проходными каналами, не меньшими по площади проходного сечения насоса, системы управления, выполненной в виде запорных элементов, размещенных на коллекторе между всеми отводами, выполнение привода с регулируемой частотой вращения.Distinctive features of the proposed installation for testing screw pumps from the above known, closest to it, are the presence of a collector that is connected to the suction and discharge lines and connected with bends made with equal passage channels, not smaller in area of the pump cross-section, of the control system, made in the form of locking elements placed on the manifold between all the taps, the execution of the drive with an adjustable speed.

Благодаря наличию этих признаков при испытании винтовых насосов закрытием одних запорных элементов и открытием других регулируется эффективная (рабочая) длина и интервал исследования испытуемого винтового насоса, причем равенство площадей проходных сечений отводов и насоса обеспечивает гидравлическое подобие всех схем включений. В результате ограничивается значение давлений испытания, осевых сил, реактивных крутящих моментов на обойме, пропорциональных рабочей длине насоса, обеспечивается определение на каждом витке обоймы максимального развиваемого напора.Due to the presence of these signs, when testing screw pumps by closing some shut-off elements and opening others, the effective (working) length and interval of examination of the tested screw pump are regulated, and the equality of the passage cross-sections of the branches and the pump provides a hydraulic similarity to all switching circuits. As a result, the value of test pressures, axial forces, and reactive torques on the cage proportional to the working length of the pump is limited, and the determination of the maximum developed head on each turn of the cage is ensured.

Предлагаемая установка для испытания винтовых насосов представлена на чертеже.The proposed installation for testing screw pumps is presented in the drawing.

Установка для испытания винтовых насосов состоит из привода 1 с регулируемой частотой вращения, соединенного посредством вала 2 и эксцентриковой муфты 3 с винтом 4, размещенным в обойме 5 насоса, зафиксированного на раме 6 с возможностью поворота вокруг своей оси. В обойме 5 с интервалом, равным шагу его винтовой линии, выполнены радиальные отверстия 7, к которым герметично присоединены отводы 8 коллектора 9, подключенного к всасывающей 10 и нагнетательной 11 линиям посредством отводов 12 и 13 соответственно. На коллекторе между всеми отводами установлены запорные элементы 14 системы управления, а на самих отводах установлены датчики давлений 15. На линии нагнетания 11 установлен расходомер 16 и регулятор давления 17, а на линии всасывания - вакуумметр 18.The installation for testing screw pumps consists of a variable speed drive 1 connected by means of a shaft 2 and an eccentric coupling 3 with a screw 4 placed in a ferrule 5 of the pump fixed on the frame 6 with the possibility of rotation around its axis. In the holder 5 with an interval equal to the pitch of its helix, there are made radial holes 7 to which the taps 8 of the collector 9 are hermetically connected, connected to the suction 10 and discharge 11 lines by taps 12 and 13, respectively. On the collector, between all branches, locking elements 14 of the control system are installed, and pressure sensors 15 are installed on the branches themselves. A flow meter 16 and a pressure regulator 17 are installed on the discharge line 11, and a vacuum gauge 18 is installed on the suction line.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

При включении привода 1 вращение от него через вал 2 и эксцентриковую муфту 3 передается винту 4 винтового насоса, который перемещает перекачиваемый флюид от всасывающей линии 10 к нагнетательной 11. Давление в каждой рабочей полости насоса передается через радиальные отверстия 7 в отводы 8 коллектора 9 и во все датчики давлений 15 независимо от расположения и длины исследуемого участка насоса. Активная (рабочая) длина насоса, на которой исследуется характер распределения давления по виткам, устанавливается путем открытия запорных элементов со стороны линии всасывания и со стороны линии нагнетания до и после исследуемого участка соответственно при всех закрытых запорных элементах на длине исследуемого участка. Система управления схемой обвязки устройства для испытания винтовых насосов, выполненная в виде запорных элементов, установленных на коллекторе между отводами, позволяет регулировать эффективную длину насоса, определять максимальные технические характеристики локальных участков винтового насоса, производить экспресс-оценку качества изготовления насоса при минимальных осевых усилиях, реактивных крутящих моментах и давлениях нагнетания насоса. Установка для испытания винтовых насосов может быть использована для испытания и исследования винтовых насосов любых модификаций и типоразмеров.When the drive 1 is turned on, rotation from it through the shaft 2 and the eccentric clutch 3 is transmitted to the screw 4 of the screw pump, which moves the pumped fluid from the suction line 10 to the discharge 11. The pressure in each working cavity of the pump is transmitted through radial holes 7 to the outlets 8 of the manifold 9 and all pressure sensors 15, regardless of the location and length of the investigated section of the pump. The active (working) length of the pump, on which the character of the pressure distribution over the turns is examined, is established by opening the shut-off elements on the suction line side and on the discharge line side before and after the test section, respectively, with all closed shut-off elements along the length of the test section. The control system for the screw pump test device tying scheme, made in the form of shut-off elements installed on the manifold between the bends, allows you to adjust the effective length of the pump, determine the maximum technical characteristics of the local sections of the screw pump, and make an express assessment of the pump manufacturing quality with minimal axial, reactive forces pump torques and pressures. Installation for testing screw pumps can be used to test and study screw pumps of any modifications and sizes.

Claims

Installation for testing screw pumps, comprising a pump drive, a frame, a flowmeter, pressure sensors installed on the bends and hydraulically connected to each pump cavity, a suction line and a discharge line, on which a discharge pressure regulator is installed, characterized in that the installation is equipped with a collector and a system control, made in the form of locking elements, while the collector is connected to the suction and discharge lines and communicated with bends made with equal passage channels, not smaller in area one cross section of the pump, locking elements are placed on the manifold between all branches, and the drive is made with an adjustable speed.