RU2479752C1

RU2479752C1 - Borehole plunger pump assembly

Info

Publication number: RU2479752C1
Application number: RU2011145148/06A
Authority: RU
Inventors: Лернастан Саакович Айрапетов; Виктор Иванович Дарищев; Александр Дмитриевич Жариков; Николай Валентинович Степанов; Владимир Иванович Павленко
Original assignee: Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания" (ОАО "РИТЭК")
Priority date: 2011-11-09
Filing date: 2011-11-09
Publication date: 2013-04-20

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: proposed assembly comprises reversible motor and rolling screw-nut arranged in oil-filled casing. Screw of said screw-nut is engaged with motor shaft via countershaft. Nut is engaged with pump plunger via hollow chromium-plated rods. Besides, assembly includes guides of said nut and spring dampers. Said assembly differs from known designs in that it is equipped with hydrodynamic damper while pressure end collar is arranged on hollow rod.

EFFECT: higher reliability.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области насосного оборудования и может быть использовано для подъема жидкости с большой глубины, в том числе для добычи нефти.The invention relates to the field of pumping equipment and can be used for lifting liquids from great depths, including for oil production.

Известен привод плунжерного насоса, содержащий электродвигатель, вал которого связан с винтом передачи винт-гайка, а гайка связана с плунжером насоса колонной штанг [Патент РФ №2133875 от 1999.07.27].A known plunger pump drive containing an electric motor, the shaft of which is connected to a screw-nut transmission screw, and the nut is connected to the pump plunger by a rod string [RF Patent No. 2133875 from 1999.07.27].

Недостатком устройства является сложность конструкции, наличие колонны штанг, низкая надежность и небольшой кпд.The disadvantage of this device is the design complexity, the presence of a column of rods, low reliability and low efficiency.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является погружной плунжерный насосный агрегат, содержащий реверсируемый электродвигатель, размещенную в корпусе, заполненном маслом, передачу винт-гайка качения, винт которой связан с валом электродвигателя промежуточным валом, а гайка связана с плунжером насоса полым и хромированным штоками, направляющие указанной гайки, пружинные демпферы [Патент РФ №2347947 от 2007.09.04].The closest technical solution (prototype) is a submersible plunger pump unit containing a reversible electric motor housed in an oil-filled housing, a transmission screw-nut rolling screw, the screw of which is connected to the motor shaft by an intermediate shaft, and the nut is connected to the pump plunger with hollow and chrome plated rods, guides of the indicated nut, spring dampers [RF Patent No. 2347947 from 2007.09.04].

Недостатком устройства является низкая надежность, связанная с тем, что пружинные демпферы не могут погасить инерцию вращающегося ротора электродвигателя и обеспечить плавное реверсирование агрегата. В результате этого при реверсировании возникают большие динамические нагрузки, которые разрушают как сами демпферы, так и другие нагруженные детали.The disadvantage of this device is the low reliability associated with the fact that the spring dampers cannot absorb the inertia of the rotating rotor of the electric motor and ensure smooth reversal of the unit. As a result of this, large dynamic loads occur during reversal, which destroy both the dampers themselves and other loaded parts.

Целью изобретения является повышение надежности погружного плунжерного насосного агрегата.The aim of the invention is to increase the reliability of a submersible plunger pump unit.

Указанная цель достигается тем, что погружной плунжерный насосный агрегат, содержащий реверсируемый электродвигатель, размещенную в корпусе, заполненном маслом, передачу винт-гайка качения, винт которой связан с валом электродвигателя промежуточным валом, а гайка связана с плунжером насоса полым и хромированным штоками, направляющие указанной гайки, пружинные демпферы, согласно изобретению снабжен гидродинамическим амортизатором, а на полом штоке выполнен нажимной бурт. Указанные признаки позволяют устранить недостатки, присущие прототипу, обеспечить плавное реверсирование установки и повысить ее надежность.This goal is achieved by the fact that the submersible plunger pump unit containing a reversible electric motor, housed in an oil-filled housing, a transmission screw-nut rolling screw, the screw of which is connected to the motor shaft by an intermediate shaft, and the nut is connected to the pump plunger with hollow and chrome-plated rods guiding the specified nuts, spring dampers, according to the invention is equipped with a hydrodynamic shock absorber, and a pressure collar is made on the hollow stem. These signs can eliminate the disadvantages inherent in the prototype, to ensure a smooth reversal of the installation and increase its reliability.

На фиг.1 схематично изображен плунжерный насосный агрегат. На фиг.2 схематично изображен гидродинамический демпфер.Figure 1 schematically shows a plunger pump unit. Figure 2 schematically shows a hydrodynamic damper.

Насосный агрегат содержит реверсируемый электродвигатель 1, заполненный маслом корпус 2, винт 3 и гайку 4 передачи винт-гайка качения, направляющие указанной гайки 5, промежуточный вал 6, который связывает винт 3 с валом реверсивного электродвигателя 1, плунжер насоса 7, связанный с гайкой 4 посредством полого штока 8 и хромированного штока 9, пружинные амортизаторы 10 и 11, подпружиненный кольцевой поршень 12 гидродинамического амортизатора с подпружиненными клапанами 13 и 14 и толкателем 15. Причем поршень амортизатора 12 размещен с уплотнением и возможностью перемещения вдоль оси устройства между корпусом 2 и юбкой амортизатора 16, на полом штоке выполнен нажимной бурт 17, а в клапанах 13 и 14 по их оси выполнены отверстия.The pump unit contains a reversible electric motor 1, an oil-filled housing 2, a screw 3 and a transmission nut 4; a rolling screw-nut, guides of the specified nut 5, an intermediate shaft 6, which couples the screw 3 to the shaft of the reversible electric motor 1, the pump plunger 7, connected with the nut 4 by means of a hollow rod 8 and a chromed rod 9, spring shock absorbers 10 and 11, a spring-loaded annular piston 12 of a hydrodynamic shock absorber with spring-loaded valves 13 and 14 and a pusher 15. Moreover, the piston of the shock absorber 12 is sealed and the ability to move along the axis of the device between the housing 2 and the skirt of the shock absorber 16, a pressure collar 17 is made on the hollow rod, and holes are made in the valves 13 and 14 along their axis.

Насосный агрегат работает следующим образом.The pump unit operates as follows.

Реверсивный электродвигатель 1 через промежуточный вал 6 вращает винт 3. Направляющие гайки 5 ограничивают ее вращение. Поэтому гайка 4 и связанные с ней штоки 8 и 9 и плунжер насоса 7 перемещаются вдоль оси устройства, вверх или вниз. При ходе вниз полый шток 8 нажимным буртом 17 через пружинный демпфер 10 и толкатель 15 перемещает поршень 12 гидродинамического амортизатора. В результате этого в подпоршневой области повышается давление, а излишки масла выходят через отверстия в клапанах 13 и 14 в надпоршневую область. Это приводит к повышению сопротивления перемещению полого штока и тока электродвигателя. При достижении заданного значения давления, на которое настраивается клапан 14, и тока электродвигателя, достаточного для команды на реверс, клапан 14 открывается. Далее поршень перемещается при постоянном давлении в подпоршневой области в течение времени, достаточном для плавного реверсирования электродвигателя станцией управления в нижней «мертвой» точке плунжера насоса 7. После реверсирования электродвигателя гайка 4, штоки 8 и 9 и плунжер 7 поднимаются вверх. При этом клапан 14 закрывается, а клапан 13 открывается. Полый шток 8 освобождает поршень 12, и он возвращается в исходное положение. Вал электродвигателя вращается на заданное число оборотов, после чего станция управления плавно реверсирует электродвигатель в верхней «мертвой» точке плунжера 7, и процесс повторяется.Reversible motor 1 through the intermediate shaft 6 rotates the screw 3. Guide nuts 5 limit its rotation. Therefore, the nut 4 and the associated rods 8 and 9 and the plunger of the pump 7 are moved along the axis of the device, up or down. During the downward movement of the hollow rod 8 by the pressure collar 17 through the spring damper 10 and the pusher 15 moves the piston 12 of the hydrodynamic shock absorber. As a result, pressure increases in the sub-piston area, and excess oil flows through the holes in the valves 13 and 14 into the supra-piston region. This leads to an increase in the resistance to movement of the hollow rod and the current of the electric motor. Upon reaching the set pressure value to which the valve 14 is adjusted, and the electric motor current sufficient for the reverse command, the valve 14 opens. Next, the piston moves with constant pressure in the sub-piston area for a time sufficient for the control engine to smoothly reverse the electric motor at the bottom dead center of the pump plunger 7. After reversing the electric motor, the nut 4, rods 8 and 9 and the plunger 7 rise up. In this case, the valve 14 closes, and the valve 13 opens. The hollow rod 8 releases the piston 12, and it returns to its original position. The motor shaft rotates by a predetermined number of revolutions, after which the control station smoothly reverses the motor at the top dead center of the plunger 7, and the process is repeated.

Плавное реверсирование установки существенно повышает надежность погружного плунжерного насосного агрегата.Smooth reversal of the installation significantly increases the reliability of the submersible plunger pump unit.

Claims

Submersible plunger pump unit containing a reversible electric motor, housed in an oil-filled housing, transmission of a rolling screw-nut, the screw of which is connected to the motor shaft by an intermediate shaft, and the nut is connected to the pump plunger by hollow and chrome plated rods, the guides of this nut, spring dampers, characterized the fact that it is equipped with a hydrodynamic shock absorber, and a pressure collar is made on the hollow stem.