RU2333387C2 - Multiplier-type power driving unit for oil field plant - Google Patents

Multiplier-type power driving unit for oil field plant Download PDF

Info

Publication number
RU2333387C2
RU2333387C2 RU2006124363/06A RU2006124363A RU2333387C2 RU 2333387 C2 RU2333387 C2 RU 2333387C2 RU 2006124363/06 A RU2006124363/06 A RU 2006124363/06A RU 2006124363 A RU2006124363 A RU 2006124363A RU 2333387 C2 RU2333387 C2 RU 2333387C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
multiplier
piston
pump
driving unit
hydraulic cylinder
Prior art date
Application number
RU2006124363/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006124363A (en
Inventor
Александр Федорович Чугунов
Original Assignee
Александр Федорович Чугунов
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 Александр Федорович Чугунов filed Critical Александр Федорович Чугунов
Priority to RU2006124363/06A priority Critical patent/RU2333387C2/en
Publication of RU2006124363A publication Critical patent/RU2006124363A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2333387C2 publication Critical patent/RU2333387C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: petroleum industry.
SUBSTANCE: unit is intended for application in the oil production industry for lifting formation fluid on the surface and relates to power equipment of oil field plants. The driving unit contains the driving piston - type hydraulic cylinder connected with the working multiplier to form a single structure. The driving unit also contains the accumulating multiplier, connected to the driving hydraulic cylinder to form 3D enclosed structure that operates basing on the principle of communicating vessels. The accumulating multiplier performs the function of equalising weight and at the same is used as a vessel for compressed air and liquid for re-using these agents in operation of the driving unit. Hydrostatic overpressure generated by the working multiplier, is transferred through the liquid to the piston of the driving hydraulic cylinder, which by the hydrostatic force via the flexible link drives the piston of the deep-well oil pump. The driving unit makes it possible to exclude counterweights out of the kinematical connection between the pump and the power driving unit.
EFFECT: possibility to exclude counterweights out of the kinematical connection between the pump and the power driving unit.
2 cl, 12 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а более конкретно к силовому оборудованию нефтепромысловых установок, и может быть использовано в нефтедобывающей отрасли при подъеме пластовой жидкости на поверхность с широким диапазоном глубин залегания нефтеносных пластов, при этом оно может обеспечить работу установки независимо от физико-химических свойств жидкости.The invention relates to the field of engineering, and more particularly to power equipment of oilfield installations, and can be used in the oil industry when lifting formation fluid to a surface with a wide range of depths of oil reservoirs, while it can ensure the operation of the installation regardless of the physicochemical properties of the liquid .

Универсальных систем подъема и сбора нефтепродуктов не существует, так как каждое месторождение имеет свои особенности.Universal systems for lifting and collecting oil products do not exist, since each field has its own characteristics.

Известные нефтепромысловые установки для добычи нефти содержат скважинные насосы объемного действия и их приводы. А.Г.Молчанов, В.Л.Чичеров. «Нефтепромысловые машины и механизмы», Москва, «Недра», 1983 г., Глава I и динамические насосы, Глава II.Known oilfield installations for oil production contain well pump volumetric action and their drives. A.G. Molchanov, V.L. Chicherov. “Oilfield Machines and Mechanisms”, Moscow, “Nedra”, 1983, Chapter I and dynamic pumps, Chapter II.

Наиболее распространенным способом эксплуатации нефтепромысловых скважин является способ с использованием скважинного насоса с приводом, расположенным на поверхности. Свыше 70% действующего фонда скважин оснащены штанговыми скважинными насосными установками (далее ШСНУ). С помощью ШСНУ добывается 30% всей нефти.The most common method for operating oil wells is a method using a well pump with a drive located on the surface. Over 70% of the existing well stock is equipped with sucker-rod pumping units (hereinafter referred to as SHSNU). Using SHSNU produced 30% of all oil.

Область применения ШСНУ в большинстве случаев соответствует подаче до 30-50 м3/сут, при глубине подвески насоса 1000-1500 м и в отдельных случаях до 3000 м. При глубоких скважинах увеличивается масса установки, что отрицательно сказывается на стоимости, усложняет обслуживание и ремонт как наземной, так и подземной частей.The scope of SHSNU in most cases corresponds to a supply of up to 30-50 m 3 / day, with a pump suspension depth of 1000-1500 m and in some cases up to 3000 m. With deep wells, the installation weight increases, which negatively affects the cost, complicates maintenance and repair both ground and underground parts.

Большая масса установки приводит к необходимости сооружения для нее дорогостоящего и трудоемкого фундамента. Одним из ответственных элементов установки является колонна штанг, работающая в наиболее напряженных условиях. Прочность и долговечность штанг обуславливает подачу как всей установки, так и максимальную глубину спуска насоса.The large mass of the installation necessitates the construction of an expensive and time-consuming foundation for it. One of the critical elements of the installation is a rod string operating under the most stressful conditions. The strength and durability of the rods determines the flow of the entire installation and the maximum depth of the pump.

Обрыв штанг вызывает простои и необходимость подземного ремонта. Наиболее часто обрывы штанг происходят в верхней и нижней частях колонны (точки подвеса штанг и насоса). Это обуславливается тем, что в указанных частях штанговой колонны кроме статической нагрузки от веса штанг и жидкостей действуют динамические нагрузки от кривошипно-шатунного механизма привода. Усилие в точке подвеса штанг постоянно направлено вниз и отличается, при ходе вверх и вниз, не более 50%, что обусловило введение в конструкцию привода специальных устройств для стабилизации нагрузки на приводной двигатель в течение рабочего цикла установки.Climbing rods causes downtime and the need for underground repairs. Most often, rod breaks occur in the upper and lower parts of the column (suspension points of the rods and pump). This is due to the fact that in these parts of the rod string, in addition to the static load from the weight of the rods and fluids, dynamic loads from the crank drive mechanism are also acting. The force at the point of suspension of the rods is constantly directed downward and differs, when moving up and down, no more than 50%, which led to the introduction of special devices in the drive design to stabilize the load on the drive motor during the installation working cycle.

Уравновешивание установок сопровождается увеличением числа конструкций, задачей которых является преобразование вращательного движения высокооборотного двигателя в медленное возвратно-поступательное движение точки подвеса штанг. Подавляющее большинство ШСНУ приводится в действие балансирными приводами с грузовым, роторным или комбинированным уравновешиванием. Одним из способов упрощения станка-качалки, уменьшения его массы является отказ от использования балансира и внедрений безбалансирных станков-качалок.The balancing of installations is accompanied by an increase in the number of structures whose task is to convert the rotational motion of a high-speed engine into a slow reciprocating motion of the boom suspension point. The vast majority of SHSNU is driven by balancing drives with cargo, rotary or combined balancing. One of the ways to simplify the rocking machine, to reduce its mass is to refuse to use the balancer and implement unbalanced rocking machines.

Известна также штанговая гидроприводная установка с использованием, в качестве уравновешивающего груза, колонны насосно-компрессорных труб («Нефтепромысловые машины и механизмы», стр.73, рис.1.43).A hydraulic rod drive unit is also known using, as a balancing load, tubing string (“Oilfield Machines and Mechanisms”, p. 73, Fig. 1.43).

Гидроприводная установка имеет следующие основные узлы.The hydraulic drive unit has the following main components.

Силовой орган - гидроцилиндр, колонна штанг, скважинный насос.Power body - hydraulic cylinder, rod string, borehole pump.

Уравновешивающее устройство - трубный гидроцилиндр, верхняя и нижняя траверсы, колонна насосно-компрессорных труб (НКТ).The balancing device is a pipe hydraulic cylinder, upper and lower traverses, a tubing string.

Привод - силовой насос, система реверсирования.Drive - power pump, reversing system.

Цилиндр скважинного насоса перемещается в процессе рабочего цикла вместе с колонной насосно-компрессорных труб, а плунжер насоса со штанговой колонной.The cylinder of the borehole pump moves during the working cycle together with the tubing string, and the pump plunger with the rod string.

Способ уравновешивания колонной НКТ используется в установках различных типов - с механическим и гидравлическим приводом, известных под шифром АГН, а также специфику их кинематики и динамики предопределяют иные, отличающиеся от принятых для балансирных станков-качалок методов определения подачи насоса мощности приводного двигателя.The method of balancing the tubing string is used in plants of various types - with a mechanical and hydraulic drive, known under the AGN code, and the specifics of their kinematics and dynamics are predetermined by other methods that are different from those used for balancing rocking machines for determining the power supply of a drive motor pump.

В установках АГН допустимая нагрузка на устьевой шток, в зависимости от длины хода точки подвеса штанг, относительно НКТ колеблется от 30 до 150 кН, что ограничивает глубину спуска насоса.In AGN installations, the permissible load on the wellhead rod, depending on the stroke length of the rod suspension point, with respect to the tubing ranges from 30 to 150 kN, which limits the depth of the pump descent.

Наиболее близким к описываемому устройству является мультипликаторный силовой привод, содержащий приводной поршневой гидроцилиндр, соединенный с рабочим мультипликатором в единую конструкцию. (US 4198820 А, 21.08.1978).Closest to the described device is a multiplier power drive containing a drive piston hydraulic cylinder connected to the working multiplier in a single design. (US 4198820 A, 08.21.1978).

По сравнению с описываемым, известное устройство имеет сложную конструкцию и небольшую длину хода точки подвеса штанг.Compared with the described, the known device has a complex structure and a small stroke length of the point of suspension of the rods.

Технической задачей, поставленной в настоящем изобретении, является создание универсального силового привода, который позволит исключить из кинематической связи между насосом и силовым приводом уравновешивающие грузы; применить талево-полиспастное оборудование, что обеспечит большую (от 10 до 30 м) длину хода точки подвеса штанг при снижении нагрузки на силовое оборудование.The technical problem posed in the present invention is the creation of a universal power drive, which will eliminate the balancing loads from the kinematic connection between the pump and the power drive; apply tackle and tackle equipment, which will provide a large (from 10 to 30 m) stroke length of the boom suspension point while reducing the load on the power equipment.

Эта задача достигается тем, что мультипликаторный силовой привод, содержащий приводной поршневой гидроцилиндр, соединенный с рабочим мультипликатором в единую конструкцию, содержит аккумулирующий мультипликатор, подсоединенный к приводному гидроцилиндру, с образованием объемной замкнутой конструкции, работающий по принципу сообщающихся сосудов, при этом аккумулирующий мультипликатор выполняет функцию уравновешивающего груза и одновременно служит резервуаром сжатого воздуха и жидкости для их повторного использования в работе привода.This task is achieved in that the multiplier power drive containing the drive piston hydraulic cylinder connected to the working multiplier in a single structure, contains a storage multiplier connected to the drive hydraulic cylinder, with the formation of a three-dimensional closed structure, working on the principle of communicating vessels, while the accumulating multiplier performs the function balancing cargo and at the same time serves as a reservoir of compressed air and liquid for their reuse in work when water.

Мультипликатор является промежуточным звеном в силовой цепочке оборудования и располагается между силовой установкой-компрессором и приводным гидроцилиндром. Соответственно, большая камера - пневматическая, малая - гидравлическая, а мультипликатор - пневмогидравлический. В процессе рабочего цикла давление на входе повышается на выходе - пропорционально отношению площадей камер (Д/d)2.The multiplier is an intermediate link in the power circuit of the equipment and is located between the power plant-compressor and the drive hydraulic cylinder. Accordingly, the large chamber is pneumatic, the small chamber is hydraulic, and the multiplier is pneumohydraulic. During the working cycle, the inlet pressure increases at the outlet - in proportion to the ratio of the areas of the chambers (D / d) 2 .

В целях исключения образования амортизирующей подушки между воздушной и гидравлической камерами мультипликатора имеется выход в атмосферу.In order to prevent the formation of a cushioning pad between the air and hydraulic chambers of the multiplier, there is an exit to the atmosphere.

Пневмогидравлический привод ШСНУ обладает более мягким включением механизмов, что позволяет достаточно просто регулировать отдельные параметры цикла двойного хода штанг и применить полиспастную систему в приводе установки. Плавность включения привода осуществляется распределительным устройством автоматически.The SHSNU pneumatic-hydraulic drive has a softer engagement of the mechanisms, which makes it possible to simply adjust individual parameters of the double-stroke cycle of the rods and apply the tackle system in the drive of the installation. The drive is switched on smoothly by the switchgear automatically.

Изменения в наземной части ШСНУ предопределили изменения и в подземной части. Штанговый плунжерный насос заменяется на двухкамерный поршневой. Скважинный насос представляет собой цилиндр с поршнем с двумя камерами: приемной и рабочей. Приемная камера изолирована от нефти в эксплуатационной скважине и от рабочей камеры глухими металлическими крышками, в которых размещаются всасывающий и нагнетательный клапаны, а по центру проходит шток, на конце которого закреплен поршень насоса. В трубах эксплуатационной скважины, которые проходят нефтеносный пласт, сделаны окна, через которые поступает нефть в приемную камеру насоса. При ходе поршня вниз происходит процесс всасывания, вверх - процесс нагнетания. Цилиндр поршня вставной и доступен для ремонта путем поднятия его на поверхность.Changes in the ground part of the SSNU predetermined changes in the underground part. The rod plunger pump is replaced by a two-chamber piston pump. The well pump is a cylinder with a piston with two chambers: a receiving and a working one. The receiving chamber is isolated from oil in the production well and from the working chamber with blank metal covers that house the suction and discharge valves, and a rod passes through the center, at the end of which the pump piston is fixed. In the pipes of the production well, which pass through the oil reservoir, windows are made through which oil enters the intake chamber of the pump. When the piston moves downward, a suction process occurs, upward - the discharge process. The piston cylinder is plug-in and available for repair by lifting it to the surface.

В подпоршневой части цилиндра насоса имеется дренажный канал с клапанами для удаления жидкости и газа в целях избегания образования подушек (пробок) в нижней части рабочей камеры.In the under-piston part of the pump cylinder there is a drainage channel with valves for removing liquid and gas in order to avoid the formation of pillows (plugs) in the lower part of the working chamber.

Описываемая конструкция насоса имеет большую зону влияния по изъятию нефти из продуктового пласта, снижает возможность образования песчаных пробок, поднимает на поверхность любой вид пластовой жидкости.The described design of the pump has a large zone of influence on the removal of oil from the reservoir, reduces the possibility of the formation of sand plugs, raises any type of reservoir fluid to the surface.

На Фиг.1 изображен общий вид наземной части нефтедобывающей скважины, оборудованной безбалансирной длинноходовой установкой с силовым приводом.Figure 1 shows a General view of the ground part of an oil well equipped with an unbalanced long-stroke unit with a power drive.

На фиг.2 изображено оборудование наземной части скважины с использованием редукторного полиспаста.Figure 2 shows the equipment of the surface part of the well using a gear polyspast.

На фиг.3 изображен общий вид станка-качалки нефтеподъемной установки.Figure 3 shows a General view of the pumping unit of the oil lifting installation.

На фиг.4 приведена расчетная схема силового оборудования станка-качалки.Figure 4 shows the design diagram of the power equipment of the rocking machine.

На фиг.5 приведен разрез нефтепромысловой скважины с наземным и подземным оборудованием.Figure 5 shows a section of an oil well with ground and underground equipment.

На фиг.6 изображен разрез двухкамерного поршневого насоса.Figure 6 shows a section of a two-chamber piston pump.

На фиг.7 приведена блок-схема штанговой скважинной насосной установки.Figure 7 shows a block diagram of a sucker rod pumping unit.

На фиг.8 приведен трехкамерный повыситель давления и принцип его работы.On Fig shows a three-chamber pressure booster and the principle of its operation.

На фиг.9 изображен общий вид двухкамерного мультипликатора.Figure 9 shows a General view of the two-chamber multiplier.

На фиг.10 изображен разрез мультипликатора.Figure 10 shows a section of the multiplier.

На фиг.11 изображен сборочный чертеж мультипликатора.11 shows an assembly drawing of a multiplier.

На фиг.12 изображен чертеж поршневой группы мультипликатора.On Fig shows a drawing of a piston group of the multiplier.

Безбалансирная длинноходовая нефтеподъемная установка - БДНУ состоит из металлической вышки 1, установленной у устья скважины 2. На верхней площадке вышки установлена талевая шестиструнная система 3.Unbalanced long-stroke oil-lifting unit - BDNU consists of a metal tower 1 installed at the wellhead 2. A six-stringed stringing system 3 is installed on the upper platform of the tower.

Талевая каретка через кронблоки соединена канатом 4 с устьевым штоком 5, другой конец каната закреплен на несущей конструкции вышки.The tackle carriage is connected through the crown blocks by a cable 4 to the wellhead rod 5, the other end of the cable is fixed to the supporting structure of the tower.

Грузовой крюк каретки соединен со штоком поршня 6 приводного гидроцилиндра 7.The carriage cargo hook is connected to the piston rod 6 of the drive hydraulic cylinder 7.

Камера К-2 и К-4, соответственно, рабочего 8 и аккумулирующего 9 мультипликаторов подсоединяется к силовому (приводному) гидроцилиндру в надпоршневой и подпоршневой областях.The camera K-2 and K-4, respectively, of the working 8 and accumulating 9 multipliers is connected to the power (drive) hydraulic cylinder in the over-piston and under-piston areas.

Аккумулирующий мультипликатор выполняет функцию уравновешивающего груза и одновременно служит резервуаром сжатого воздуха и жидкости для их повторного использования в работе установки.The accumulating multiplier serves as a balancing load and at the same time serves as a reservoir of compressed air and liquid for their reuse in the operation of the installation.

Сжатый воздух от компрессорной станции 10 через ресивер 11 и контрольно-распределительную аппаратуру 12 подается в камеру К-1. На фиг.2 изображена наземная часть установки с использованием редукторного полиспаста 13, грузовой крюк которого соединен со штоком поршня приводного гидроцилиндра, а свободный конец грузового каната через блок подсоединяется к устьевому штоку скважинного насоса.Compressed air from the compressor station 10 through the receiver 11 and the control and distribution equipment 12 is supplied to the chamber K-1. Figure 2 shows the ground part of the installation using gear pulley 13, the cargo hook of which is connected to the piston rod of the drive hydraulic cylinder, and the free end of the cargo cable is connected through the block to the wellhead of the well pump.

Все оборудование размещено на несущем решетчатом портале 14, установленном над устьем скважины.All equipment is placed on the supporting lattice portal 14, installed above the wellhead.

На фиг.3 изображен общий вид станка-качалки, в котором приводной цилиндр установлен на устье скважины. Остальные механизмы, за исключением полиспастной системы, аналогичны приводу БДНУ.Figure 3 shows a General view of the rocking machine, in which the drive cylinder is installed on the wellhead. The remaining mechanisms, with the exception of the pulley system, are similar to the BDNU drive.

С целью удаления амортизирующей подушки между пневмо- и гидрокамерами имеется устройство 15 с выходом в атмосферу. Воздух в пневмокамеры мультипликаторов подается по воздуховодам 16.In order to remove the cushioning pad between the pneumatic and hydraulic chambers, there is a device 15 with the release into the atmosphere. The air in the pneumatic chambers of the multipliers is fed through ducts 16.

Поршень приводного гидроцилиндра соединен с поршнем насоса штанговой колонной 17.The piston of the drive hydraulic cylinder is connected to the pump piston by a rod string 17.

Штанговый поршневой насос 18 состоит из корпуса 19, в цилиндре которого размещены шток 20, поршень 21, дренажные клапаны 22, отводящий канал 23, приемная камера 24 с внешней крышкой 25 и нагнетательным клапаном 26, внутренней перегородкой 27 с всасывающим клапаном 28, которая разделяет приемную и рабочую камеры насоса. Приемная камера насоса размещается в нефтеносном пласте и представляет стержневую конструкцию, в которую через окна 30 эксплуатационной колонны 31 поступает нефть.The piston rod pump 18 consists of a housing 19, in the cylinder of which a rod 20, a piston 21, drain valves 22, a discharge channel 23, a receiving chamber 24 with an external cover 25 and a pressure valve 26, an internal baffle 27 with a suction valve 28 that separates the receiving and the working chamber of the pump. The receiving chamber of the pump is located in the oil reservoir and represents a core structure into which oil enters through the windows 30 of the production string 31.

При ходе поршня вниз происходит процесс всасывания и выдавливание жидкости через дренажные клапаны 22 из-под поршневой области насоса. При ходе поршня вверх происходит процесс нагнетания. При этом под действием давления в рабочей камере закрывается всасывающий клапан и открывается нагнетательный. Нефть из рабочей камеры по каналу 32 вытесняется в эксплуатационную колонну труб и далее поступает в промысловую сеть. Нагнетательный клапан соединяется с рабочей камерой насоса каналом 32, который проходит через нефтеносный пласт (приемную камеру) и предназначен для изоляции последнего от рабочей камеры насоса и нефти в эксплуатационной колонне труб, а также служит дополнительной жесткостью приемной камеры насоса. Давление на поршень насоса от столба нефти в эксплуатационной колонне, в отличие от плунжерных насосов, отсутствует.When the piston moves down, a process of suction and extrusion of fluid through the drain valves 22 from under the piston area of the pump takes place. During the upward stroke of the piston, an injection process occurs. In this case, under the influence of pressure in the working chamber, the suction valve closes and the discharge valve opens. Oil from the working chamber through channel 32 is displaced into the production string of pipes and then enters the field network. The discharge valve is connected to the working chamber of the pump by a channel 32, which passes through the oil reservoir (receiving chamber) and is designed to isolate the latter from the working chamber of the pump and oil in the production tubing string, and also serves as additional rigidity of the pump receiving chamber. There is no pressure on the pump piston from the oil column in the production casing, unlike plunger pumps.

На фиг.7 изображена блок-схема штанговой скважинной насосной установки, в которой обозначены: П - привод ШСНУ; Ш - штанги; Н - насос; Т - эксплуатационная колонна труб; ПО - вспомогательное подземное оборудование; ПП - продуктовый пласт; ПС - промысловая сеть.Figure 7 shows a block diagram of a sucker rod pumping unit, in which are indicated: P - drive SHSNU; W - rods; H - pump; T - production string of pipes; PO - auxiliary underground equipment; PP - product reservoir; PS - fishing network.

Мультипликатор 33 содержит большую 34 и малую 35 камеры, торцевые заглушки 36 и 37, переходник 38, поршни 39 и 40, шток 41. Все сборочные узлы собираются резьбовыми соединениями. Через заглушки мультипликатор подключается к силовым механизмам установки.Multiplier 33 contains large 34 and small 35 chambers, end caps 36 and 37, adapter 38, pistons 39 and 40, rod 41. All assemblies are assembled by threaded connections. Through the plugs, the multiplier is connected to the power mechanisms of the installation.

Мультипликатор содержит большой 39 и малый 40 поршни, соединительный шток 41.The multiplier contains a large 39 and a small 40 pistons, a connecting rod 41.

Установка работает следующим образом. Перед началом рабочего цикла поршни силового гидроцилиндра и штангового насоса находятся соответственно в верхнем и нижнем положениях. Полиспастная каретка с грузовым крюком у силового гидроцилиндра. Поршневая группа приводного цилиндра находится в торце камер К-1 и К-2. Камера К-2 заполнена жидкостью, К-1 свободна.Installation works as follows. Before the start of the working cycle, the pistons of the power hydraulic cylinder and the sucker rod pump are respectively in the upper and lower positions. Half-carriage with a cargo hook at the power hydraulic cylinder. The piston group of the drive cylinder is located at the end of the K-1 and K-2 chambers. The K-2 chamber is filled with liquid, K-1 is free.

Поршневая группа аккумулирующего мультипликатора находится у силового цилиндра, камеры К-3 и К-4 свободны.The piston group of the accumulating multiplier is located at the power cylinder, the K-3 and K-4 chambers are free.

Рабочий процесс начинается с подачи воздуха в камеру К-1 от компрессорной станции. Поршневая группа камер К-1, К-2 под давлением воздуха начинает движение в сторону приводного цилиндра. Жидкость из камеры К-2 вытесняется в надпоршневую область приводного цилиндра и приводит в движение поршень цилиндра. Двигаясь вниз, поршень, шток которого соединен с грузовым крюком, тянет грузовой канат в совокупности с устьевым штоком колонной штанг и поршнем насоса вверх.The work process begins with the air supply to the K-1 chamber from the compressor station. The piston group of K-1, K-2 chambers starts to move towards the drive cylinder under air pressure. The fluid from the K-2 chamber is displaced into the supra-piston region of the drive cylinder and drives the piston of the cylinder. Moving down, the piston, the rod of which is connected to the cargo hook, pulls the cargo rope in conjunction with the wellhead rod of the rod string and the pump piston up.

Под давлением нефти в рабочей камере насоса закрывается всасывающий клапан и открывается нагнетательный.Under the pressure of oil in the working chamber of the pump, the suction valve closes and the discharge valve opens.

Нефть по каналу 32 выдавливается в эксплуатационную колонну скважины и далее в промысловую сеть.Oil through channel 32 is squeezed into the production casing of the well and then into the production network.

При достижении приводного поршня низа цилиндра, а поршня насоса верхней точки рабочей камеры заканчивается процесс нагнетания.When the drive piston reaches the bottom of the cylinder, and the pump piston reaches the top of the working chamber, the pumping process ends.

Одновременно жидкость вытесняется из силового цилиндра, заполняет камеру К-4 аккумулирующего мультипликатора, заставляя перемещаться поршневую группу в торец камеры К-3 и К-4.At the same time, the liquid is displaced from the power cylinder, fills the chamber K-4 of the accumulating multiplier, forcing the piston group to move to the end of the chamber K-3 and K-4.

Процесс всасывания начинается с перепуска сжатого воздуха из камеры К-1 в камеру К-3. Под действием веса штанг поршни приводного цилиндра и насоса соответственно поднимаются вверх и отпускаются вниз. Открывается всасывающий клапан и закрывается нагнетательный клапан. Жидкость из силового цилиндра заполняет камеру К-2, а из продуктового пласта - рабочую камеру насоса. Жидкость и газ из подпоршневой части камеры насоса по каналу 23 выдавливаются в продуктовый пласт. При достижении поршней верхней и нижней точек цилиндра и камеры заканчивается процесс всасывания.The suction process begins with the passage of compressed air from the K-1 chamber to the K-3 chamber. Under the influence of the weight of the rods, the pistons of the drive cylinder and pump, respectively, rise up and release downward. The suction valve opens and the discharge valve closes. Fluid from the master cylinder fills the K-2 chamber, and from the reservoir, the working chamber of the pump. Liquid and gas from the piston part of the pump chamber are extruded through the channel 23 into the productive formation. When the pistons reach the upper and lower points of the cylinder and chamber, the suction process ends.

Работа трехкамерного повысителя давления.The work of a three-chamber pressure booster.

Если в камере К-1 создается давление Р-1, то в камере К-2 гидростатическое давление должно удовлетворять условиям:If pressure K-1 is created in chamber K-1, then hydrostatic pressure in chamber K-2 must satisfy the conditions:

P2W2=P1W1, тогда

Figure 00000002
P 2 W 2 = P 1 W 1 , then
Figure 00000002

где W1 и W2 - площади поршней в камере К-1 и К-2.where W 1 and W 2 - the area of the pistons in the chamber K-1 and K-2.

Камеры К-2 и К-3 будут взаимодействовать по принципу гидравлического пресса.Chambers K-2 and K-3 will interact on the principle of a hydraulic press.

Сила гидростатического давления S2, созданная поршневой группой в камере К-2, имеющей площадь W2, будет передаваться на жидкость в камере К-3 и воздействовать на поршень площадью W3 силой:The hydrostatic pressure force S 2 created by the piston group in the chamber K-2 having an area of W 2 will be transmitted to the liquid in the chamber K-3 and act on the piston with an area of W 3 by force:

Figure 00000003
Figure 00000003

Гидростатическое давление Р3 в камере К-3, созданное мультипликатором, равно:The hydrostatic pressure P 3 in the chamber K-3 created by the multiplier is equal to:

Figure 00000004
Figure 00000004

Подставляем в формулу величину S3, получаем:Substitute the value of S 3 in the formula, we obtain:

Figure 00000005
Figure 00000005

Таким образом, величина гидростатического давления в камере К-3 равна величине гидростатического давления в камере К-2 (гидропресс).Thus, the hydrostatic pressure in the K-3 chamber is equal to the hydrostatic pressure in the K-2 chamber (hydraulic press).

Внедрение мультипликаторного силового привода нефтепромысловой установки позволяет повысить КПД, который в действующих установках составляет 0,4÷0,55, позволяет повторно использовать сжатый воздух.The introduction of a multiplier power drive of the oilfield installation allows to increase the efficiency, which in existing installations is 0.4 ÷ 0.55, allows the reuse of compressed air.

Внедрение в силовой блок мультипликаторного привода талевой системы позволит увеличить длину хода точки подвеса штанг, снизить нагрузку на силовой цилиндр, исключить из подземного оборудования скважины насосно-компрессорные трубы, уменьшить энергозатраты. Силовой привод с использованием мультипликаторов представляет объемную систему, работающую по принципу сообщающих сосудов, что позволит использовать их в качестве уравновешивающего груза и повторного энергоносителя.The introduction of a tackle system multiplier drive into the power unit will increase the stroke length of the rod suspension points, reduce the load on the power cylinder, eliminate tubing from the underground equipment of the well, and reduce energy consumption. The power drive with the use of multipliers is a three-dimensional system that works on the principle of communicating vessels, which will allow them to be used as a balancing load and re-energy carrier.

Для искривленных скважин имеется возможность применения комбинированной штангово-канатной связи поршня насоса с устьевым штоком взамен штанговых муфт, защитных манжет и прочих приспособлений.For deviated wells, it is possible to use a combined rod-rope connection of the pump piston with the wellhead instead of rod couplings, protective cuffs and other devices.

В двухкамерном поршневом насосе рабочий цилиндр размещается ниже подошвы продуктового пласта, что позволяет максимально извлечь нефть и оживить законсервированные нефтепромысловые скважины.In a two-chamber piston pump, the working cylinder is located below the bottom of the product reservoir, which allows maximum extraction of oil and revitalize mothballed oil wells.

Claims (2)

1. Мультипликаторный силовой привод нефтепромысловой установки, содержащий приводной поршневой гидроцилиндр, соединенный с рабочим мультипликатором в единую конструкцию, отличающийся тем, что он содержит аккумулирующий мультипликатор, подсоединенный к приводному гидроцилиндру с образованием объемной замкнутой конструкции, работающий по принципу сообщающихся сосудов, при этом аккумулирующий мультипликатор выполняет функцию уравновешивающего груза и одновременно служит резервуаром сжатого воздуха и жидкости для их повторного использования в работе привода.1. Multiplier power drive of an oilfield installation, containing a driving piston hydraulic cylinder connected to a working multiplier in a single design, characterized in that it contains an accumulating multiplier connected to the driving hydraulic cylinder with the formation of a three-dimensional closed structure, operating on the principle of communicating vessels, while the accumulating multiplier serves as a balancing load and at the same time serves as a reservoir of compressed air and liquid for their repeated use Drive operation. 2. Привод по п.1, отличающийся тем, что повышенное гидростатическое давление, созданное рабочим мультипликатором, передается через жидкость на поршень приводного гидроцилиндра, который силой гидростатического давления, при помощи гибкой связи, приводит в работу поршень штангового насоса.2. The drive according to claim 1, characterized in that the increased hydrostatic pressure created by the working multiplier is transmitted through the liquid to the piston of the drive hydraulic cylinder, which, by means of a hydrostatic pressure, using flexible coupling, drives the piston of the sucker rod pump.
RU2006124363/06A 2006-07-06 2006-07-06 Multiplier-type power driving unit for oil field plant RU2333387C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006124363/06A RU2333387C2 (en) 2006-07-06 2006-07-06 Multiplier-type power driving unit for oil field plant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006124363/06A RU2333387C2 (en) 2006-07-06 2006-07-06 Multiplier-type power driving unit for oil field plant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006124363A RU2006124363A (en) 2007-03-20
RU2333387C2 true RU2333387C2 (en) 2008-09-10

Family

ID=37993898

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006124363/06A RU2333387C2 (en) 2006-07-06 2006-07-06 Multiplier-type power driving unit for oil field plant

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2333387C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2741187C1 (en) * 2020-10-29 2021-01-22 Акционерное Общество "Научно-Производственное Предприятие "Пружинный Центр" Drive of sucker rod pump

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2741187C1 (en) * 2020-10-29 2021-01-22 Акционерное Общество "Научно-Производственное Предприятие "Пружинный Центр" Drive of sucker rod pump

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006124363A (en) 2007-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3464900B1 (en) Double acting positive displacement fluid pump
CA2619252C (en) An improved reciprocated pump system for use in oil wells
US20120328457A1 (en) Unlimited Stroke Drive Oil Well Pumping System
US20140014318A1 (en) Hydro pneumatic lifting system and method
US9151141B1 (en) Apparatus and method for modifying loading in a pump actuation string in a well having a subsurface pump
US4406598A (en) Long stroke, double acting pump
US4383803A (en) Lifting liquid from boreholes
US3777491A (en) Pumping and servicing rig
CN104019019A (en) Energy storage type linear motor capsule pump
US20210079771A1 (en) Reciprocating downhole pump
CA2676833A1 (en) Apparatus for pumping fluids from a well
RU2333387C2 (en) Multiplier-type power driving unit for oil field plant
RU2498058C1 (en) Oil-well sucker-rod pumping unit for water pumping to stratum
EA018864B1 (en) Oil well plunger pumping
CN111764870B (en) Offshore oilfield throwing and fishing hydraulic drive reciprocating pump lifting device and operation method thereof
RU2344320C1 (en) Method for control of water-driven pump set of oil-producing wells and device for its realisation
RU2440514C1 (en) Oil-well pumping unit
RU82755U1 (en) TWO-LIFT SCREW PUMP INSTALLATION
RU2193111C1 (en) Hydraulic drive of down-hole pump
RU2274737C1 (en) System for water injection in injection well for formation pressure maintenance
RU162679U1 (en) HYDRAULIC DRIVE PUMP PUMP
RU2519154C1 (en) Downhole pump unit
CN203892170U (en) Energy-storage type linear motor capsule pump
CN208885252U (en) A kind of water layer gas well sucker rod pump water pumping gas production equipment
RU2802907C1 (en) Hydraulic rod drive of a submersible positive displacement pump (embodiments)

Legal Events

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

Effective date: 20130707