RU2521530C2 - Насосная установка - Google Patents

Насосная установка Download PDF

Info

Publication number
RU2521530C2
RU2521530C2 RU2012134760/06A RU2012134760A RU2521530C2 RU 2521530 C2 RU2521530 C2 RU 2521530C2 RU 2012134760/06 A RU2012134760/06 A RU 2012134760/06A RU 2012134760 A RU2012134760 A RU 2012134760A RU 2521530 C2 RU2521530 C2 RU 2521530C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stator
motor
pump
runner
cavity
Prior art date
Application number
RU2012134760/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012134760A (ru
Inventor
Анатолий Михайлович Санталов
Ольга Николаевна Хоцянова
Иван Дмитриевич Хоцянов
Дмитрий Вячеславович Струнин
Сергей Леонидович Стенин
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Нефтегазовые космические технологии"
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 Общество с ограниченной ответственностью "Нефтегазовые космические технологии" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Нефтегазовые космические технологии"
Priority to RU2012134760/06A priority Critical patent/RU2521530C2/ru
Publication of RU2012134760A publication Critical patent/RU2012134760A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2521530C2 publication Critical patent/RU2521530C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в насосных установках для поднятия жидкостей с больших глубин объемными насосами, приводимыми в действие электродвигателями. Установка включает в себя насос объемного действия и погружной линейный вентильный электродвигатель, неподвижные и соответственно подвижные части соединены между собой. Статор электродвигателя и его подвижная часть (бегун) выполнены с возможностью возвратно-поступательного движения бегуна относительно статора. Полость электродвигателя связана с окружающей средой через фильтр, а с полостью насоса через уплотнение между штоком и корпусом. Статор электродвигателя в области между внешней поверхностью обмотки и внутренней поверхностью корпуса электродвигателя содержит продольные сквозные каналы, соединяющие полости, расположенные по обе торцовые стороны статора. Повышается срок службы установки и улучшается ее тепловой режим. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к области машиностроения и направлено на повышение энергетических показателей установок для подъема жидкости с больших глубин погружными установками с насосами объемного действия, приводимыми в действие погружными линейными электродвигателями.
Известна погружная насосная установка, содержащая насос и погружной линейный электродвигатель. Электродвигатель содержит неподвижную часть (статор) с обмоткой и расположенную внутри статора подвижную часть (бегун), выполненные с возможностью возвратно-поступательного движения бегуна относительно статора. Корпус электродвигателя механически связан с корпусом насоса, бегун механически связан с подвижной частью насоса (патент США №7445435 В2, класс МКИ F04B 47/14, US C1. 417/210, от 2004 года).
Полость электродвигателя между статором и бегуном непосредственно связана с пластовой жидкостью. Содержащиеся в пластовой жидкости твердые частицы проникают в трущиеся элементы опорных узлов, приводя к ускоренному износу последних.
Известна насосная установка, содержащая насос объемного действия и погружной линейный вентильный электродвигатель, включающий в себя неподвижную часть (статор) с обмоткой и расположенную внутри статора подвижную часть (бегун), выполненные с возможностью возвратно-поступательного движения бегуна относительно статора, полость электродвигателя связана с окружающей средой через решетчатые отверстия, корпус электродвигателя механически связан с корпусом насоса, бегун через шток связан с подвижной частью насоса, статор содержит цилиндрические и торцовые элементы герметизации объема статора (см., например, евразийский патент №009268 В1, класс F04B 47/06, приоритет 17.10.2004).
В этой установке происходит периодический, с частотой ходов бегуна, обмен пластовой жидкостью между полостью электродвигателя и внешней пластовой жидкостью. При движении бегуна, например вверх, жидкость вытесняется из верхней части полости электродвигателя в окружающее пространство через отверстия в элементах конструкции, связанных с корпусом электродвигателя. В нижнюю часть полости электродвигателя пластовая жидкость всасывается из окружающего пространства через соответствующие отверстия в корпусных деталях.
В этих отверстиях нельзя установить сколько-нибудь эффективные фильтры, поскольку через них прокачиваются значительные объемы пластовой жидкости. Наличие эффективных фильтров привело бы к потерям мощности и соответствующему снижению КПД установки.
Постоянный обмен жидкостью между полостью электродвигателя и внешней средой приводит к тому, что в полости накапливаются твердые частицы различного размера, они проникают во все зазоры между взаимно подвижными элементами конструкции, вызывая их преждевременный износ и, в конечном итоге, выход установки из строя.
Изобретение направлено на повышение срока службы погружной установки и улучшение ее теплового режима.
Достигается этот эффект тем, что минимизируется обмен жидкости между полостью электродвигателя и внешней средой при работе двигателя, причем в одной из конструкций обмен может происходить через фильтр тонкой очистки. Дополнительно осуществляется выравнивание температуры внутри электродвигателя и снижение средней температуры его элементов за счет увеличения поверхности охлаждения. Потери мощности при этом незначительны.
Конструктивные особенности при этом следующие.
Полость электродвигателя связана с окружающей средой через фильтр, а с полостью насоса через уплотнение между штоком и корпусом. Установка дополнительного штока позволяет практически исключить обмен жидкости полости электродвигателя с окружающей средой. Статор электродвигателя в области, расположенной между внешней цилиндрической поверхностью обмотки и внутренней поверхностью корпуса электродвигателя, содержит продольные сквозные каналы, соединяющие части полости электродвигателя, расположенные по обе торцевые стороны статора. В продольных каналах могут быть размещены трубчатые элементы, выполненные из материала с высокой теплопроводностью, концы трубчатых элементов могут быть герметично соединены с торцовыми элементами герметизации объема статора.
Конструкция установки схематически представлена на чертежах. На фиг.1 представлена установка с одним штоком в продольном сечении, на фиг.2 установка с двумя штоками в продольном сечении. Электродвигатель содержит корпус 1, в котором установлен герметизированный статор. Статор включает в себя дисковые магнитопроводы 2, между которыми размещены кольцевые катушки 3 обмотки якоря. Дисковые магнитопроводы могут выполняться как шихтованными, так и спеченными из материала с высокой магнитной проницаемостью. Напряжение питания к обмотке подводится через герметизированный разъем (на чертежах не показан).
Герметизация объема статора в приведенной конструкции осуществляется корпусом 1, торцовыми шайбами 4 и тонкостенной гильзой 5. Возможны варианты герметизации без гильзы, например заполнение объема статора компаундом (вакуумное компаундирование).
Фильтр 6 может быть размещен в любой части верхнего щита 7, либо нижнего щита 8, либо корпуса 1.
Подвижная часть электродвигателя - бегун - имеет следующую конструкцию. На трубе 9 размещены дисковые постоянные магниты 10. Между ними находятся опорные элементы 11. В случае, если магниты 10 намагничены в осевом направлении, труба 9 выполняется из немагнитного материала, а опорные элементы 11 из магнитопроводящего. Если магниты 10 намагничены в радиальном направлении, то труба 9 магнитопроводящая, а опорные элементы 11 немагнитные.
С трубой 9 механически связан рабочий шток 12, приводящий при работе электродвигателя в движение подвижную часть насоса 13. Перекачиваемая установкой пластовая жидкость поступает на поверхность по насосно-компрессорной трубе 14. Уплотняющие элементы 15 служат, прежде всего, для защиты полости электродвигателя от попадания твердых частиц из пластовой жидкости.
Полость электродвигателя включает в себя верхнюю часть 16 и нижнюю часть 17. Обе части связаны между собой через продольные сквозные каналы 18 и отверстия 19 в трубе 9. Перед монтажом полость электродвигателя может быть заполнена любой чистой жидкостью, например водой. Дополнительный шток 20, связанный с внешней средой через дополнительное уплотнение 21, служит для минимизации колебаний объема жидкости в полости электродвигателя.
В продольных сквозных каналах 18 могут быть размещены трубчатые элементы, выполненные из материала с высокой теплопроводностью, концы трубчатых элементов могут быть герметично соединены с торцовыми элементами 4 герметизации объема статора.
Работа установки происходит следующим образом.
При подаче напряжения питания на обмотку якоря электродвигателя и соответствующем управлении им бегун совершает возвратно-поступательное движение, приводя в движение рабочий орган насоса. При движении бегуна вверх жидкость из полости 16 через каналы 18 в статоре и отверстия 19 в бегуне перетекает в нижнюю полость 17. При движении бегуна вниз происходит обратное движение жидкости. При перетекании жидкость перемешивается, выравнивая температуру внутри электродвигателя. В процесс охлаждения вовлекаются значительные поверхности щитов 7 и 8, что способствует снижению средней температуры внутри электродвигателя.
В установке с одним штоком обеспечивается эффективное выравнивание температуры в электродвигателе и снижается средняя температура перегрева элементов электродвигателя. Однако в течение каждого цикла возвратно-поступательного движения бегуна во внешнюю среду вытесняется и соответственно из нее всасывается объем жидкости, равный произведению площади поперечного сечения штока на длину его хода. Этот объем гораздо меньше, чем в прототипе, в котором вытесняется и всасывается объем, равный произведению разности площадей поперечных сечений штока и бегуна на длину хода, но, тем не менее, приводит к появлению твердых частиц в полости электродвигателя и уменьшению срока службы установки.
Установка дополнительного штока 20 позволяет оставить объем жидкости в полости электродвигателя постоянным. Обмена жидкости полости электродвигателя с пластовой жидкостью при этом практически не происходит, поскольку при любом перемещении бегуна объем жидкости, вытесняемой из одной полости, будет равен объему, освобождаемому бегуном в другой полости. Для этого площади сечений штоков 12 и 20 должны быть строго одинаковыми. Фильтр 6 теперь служит только для компенсации температурного расширения жидкости полости электродвигателя. Изменение температуры происходит довольно медленно, поэтому фильтр может быть выполнен с характеристиками фильтра тонкой очистки, то есть иметь очень малые сечения каналов и, следовательно, большое гидравлическое сопротивление.
Фильтр 6 и уплотнения 15, 21 не позволяют твердым частицам проникать в полость электродвигателя. Выравнивание и снижение температуры электродвигателя при этом происходит столь же эффективно, что и ранее.

Claims (4)

1. Насосная установка, содержащая насос объемного действия и погружной линейный электродвигатель, включающий в себя неподвижную часть (статор) с обмоткой и расположенную внутри статора подвижную часть (бегун), выполненные с возможностью возвратно-поступательного движения бегуна относительно статора, полость электродвигателя связана с окружающей средой, корпус электродвигателя механически связан с корпусом насоса, бегун через шток связан с подвижной частью насоса, статор содержит цилиндрические и торцовые элементы герметизации объема статора, отличающаяся тем, что полость электродвигателя связана с окружающей средой через фильтр, а с полостью насоса через уплотнение между штоком и корпусом, статор электродвигателя в области между внешней поверхностью обмотки и внутренней поверхностью корпуса электродвигателя содержит продольные сквозные каналы, соединяющие полости, расположенные по обе торцовые стороны статора.
2. Насосная установка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным, идентичным первому, штоком, размещенным с другой стороны бегуна и связанным с внешней средой через дополнительное уплотнение в корпусе, а фильтр выполнен с характеристиками фильтра тонкой очистки.
3. Насосная установка по любому из п. 1, 2, отличающаяся тем, в продольных сквозных каналах размещены трубчатые элементы, выполненные из материала с высокой теплопроводностью.
4. Насосная установка по п.3, отличающаяся тем, что концы трубчатых элементов герметично соединены с торцовыми элементами герметизации объема статора.
RU2012134760/06A 2012-08-14 2012-08-14 Насосная установка RU2521530C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012134760/06A RU2521530C2 (ru) 2012-08-14 2012-08-14 Насосная установка

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012134760/06A RU2521530C2 (ru) 2012-08-14 2012-08-14 Насосная установка

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012134760A RU2012134760A (ru) 2014-02-20
RU2521530C2 true RU2521530C2 (ru) 2014-06-27

Family

ID=50113925

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012134760/06A RU2521530C2 (ru) 2012-08-14 2012-08-14 Насосная установка

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2521530C2 (ru)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2615775C1 (ru) * 2015-12-24 2017-04-11 Общество с ограниченной ответственностью "РУССКИЕ СТАНДАРТЫ МАШИНОСТРОЕНИЯ" Скважинная насосная установка
RU171485U1 (ru) * 2016-12-12 2017-06-01 Общество с ограниченной ответственностью "Центр образования, науки и культуры имени И.М. Губкина" (ООО "ЦОНиК им. И.М. Губкина") Установка скважинного плунжерного насоса с погружным линейным электроприводом
US20170284177A1 (en) * 2016-03-29 2017-10-05 Dmytro KHACHATUROV Linear permanent magnet motor driven downhole plunger pumping unit
WO2018020301A1 (ru) * 2016-07-29 2018-02-01 Ооо Нпо "Вертикаль" Скважинная насосная установка
RU2677773C2 (ru) * 2016-12-14 2019-01-21 Дмитрий Валерьевич Хачатуров Погружная насосная установка с линейным электродвигателем, насосом двойного действия и способ её эксплуатации
RU186410U1 (ru) * 2018-08-20 2019-01-21 Дмитрий Валерьевич Хачатуров Маслонаполненная электропогружная насосная установка

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2004846C1 (ru) * 1990-08-16 1993-12-15 Виталий Никифорович Даниленко Поршневой гидронасос дл скважинной аппаратуры
CN101162017A (zh) * 2007-11-29 2008-04-16 赵润波 潜油电磁采油泵
US7445435B2 (en) * 2001-06-13 2008-11-04 Weatherford/Lamb, Inc. Double-acting reciprocating downhole pump

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2004846C1 (ru) * 1990-08-16 1993-12-15 Виталий Никифорович Даниленко Поршневой гидронасос дл скважинной аппаратуры
US7445435B2 (en) * 2001-06-13 2008-11-04 Weatherford/Lamb, Inc. Double-acting reciprocating downhole pump
CN101162017A (zh) * 2007-11-29 2008-04-16 赵润波 潜油电磁采油泵

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2615775C1 (ru) * 2015-12-24 2017-04-11 Общество с ограниченной ответственностью "РУССКИЕ СТАНДАРТЫ МАШИНОСТРОЕНИЯ" Скважинная насосная установка
US20170284177A1 (en) * 2016-03-29 2017-10-05 Dmytro KHACHATUROV Linear permanent magnet motor driven downhole plunger pumping unit
US10702844B2 (en) * 2016-03-29 2020-07-07 Dmytro KHACHATUROV Linear permanent magnet motor driven downhole plunger pumping unit
WO2018020301A1 (ru) * 2016-07-29 2018-02-01 Ооо Нпо "Вертикаль" Скважинная насосная установка
RU171485U1 (ru) * 2016-12-12 2017-06-01 Общество с ограниченной ответственностью "Центр образования, науки и культуры имени И.М. Губкина" (ООО "ЦОНиК им. И.М. Губкина") Установка скважинного плунжерного насоса с погружным линейным электроприводом
RU2677773C2 (ru) * 2016-12-14 2019-01-21 Дмитрий Валерьевич Хачатуров Погружная насосная установка с линейным электродвигателем, насосом двойного действия и способ её эксплуатации
RU186410U1 (ru) * 2018-08-20 2019-01-21 Дмитрий Валерьевич Хачатуров Маслонаполненная электропогружная насосная установка

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012134760A (ru) 2014-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2521530C2 (ru) Насосная установка
RU2549381C1 (ru) Погружной линейный электродвигатель
RU2677773C2 (ru) Погружная насосная установка с линейным электродвигателем, насосом двойного действия и способ её эксплуатации
RU2615775C1 (ru) Скважинная насосная установка
US11274533B2 (en) Linear motor for pumping
RU2422676C2 (ru) Установка насосная плунжерная погружная и ее линейный электродвигатель
CA2912115C (en) Oil-submersible linear motor oil extraction system
RU2669019C1 (ru) Ступень погружного винтового скважинного нефтяного насоса с погружным приводом
US8587163B2 (en) Electric motors and related systems for deployment in a downhole well environment
RU2535900C1 (ru) Погружная установка с линейным электродвигателем и насосом двойного действия
CA2934914A1 (en) Downhole motor driven reciprocating well pump
RU2489600C2 (ru) Привод погружного плунжерного насоса
US20160105091A1 (en) Oil-submersible linear motor
RU145258U1 (ru) Погружной линейный электродвигатель
CN106121951B (zh) 一种电磁动力的往复泵
RU2521534C2 (ru) Погружной электронасос
US10702844B2 (en) Linear permanent magnet motor driven downhole plunger pumping unit
RU2577671C1 (ru) Погружной насосный агрегат
RU182645U1 (ru) Модульная погружная насосная установка
RU2669418C1 (ru) Погружная бесштанговая насосная установка
CN111441927A (zh) 一种基于不对称流道散热的电磁直驱直线液压泵
RU2646985C1 (ru) Узел для гидравлической защиты погружного маслозаполненного электродвигателя (варианты)
RU186213U1 (ru) Линейный привод электропогружной насосной установки
CN220629022U (zh) 一种高密封性防水电动机
RU114238U1 (ru) Статор погружного электродвигателя

Legal Events

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

Effective date: 20150815