RU2532469C1 - Submersible pump set - Google Patents

Submersible pump set Download PDF

Info

Publication number
RU2532469C1
RU2532469C1 RU2013128061/06A RU2013128061A RU2532469C1 RU 2532469 C1 RU2532469 C1 RU 2532469C1 RU 2013128061/06 A RU2013128061/06 A RU 2013128061/06A RU 2013128061 A RU2013128061 A RU 2013128061A RU 2532469 C1 RU2532469 C1 RU 2532469C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
screw
pump
nut
rod
housing
Prior art date
Application number
RU2013128061/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Митрофанович Антоненко
Николай Валентинович Степанов
Сергей Викторович Антоненко
Сергей Григорьевич Просвиров
Валерий Викторович Редкозубов
Ольга Николаевна Саутина
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "ПАРМ-ГИНС"
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 Закрытое акционерное общество "ПАРМ-ГИНС" filed Critical Закрытое акционерное общество "ПАРМ-ГИНС"
Priority to RU2013128061/06A priority Critical patent/RU2532469C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2532469C1 publication Critical patent/RU2532469C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: invention relates to the field of pump equipment and may be used to lift fluid from large depth. A submersible pump set includes an oil-filled body with an elastic shell, a reversible electric motor with a protector, the master shaft of which is connected to a screw of rolling screw-motion drive, which is in mobile connection with the body and connected to a rod of a pump drive, which is compacted in the body and is connected to the nut. The nut by means of a hollow shaft covering the screw is connected with the electric motor shaft and is fixed against axial and radial displacement in the body with the help of bearings. The screw aligned in the body and connected by the upper end with the pump drive rod, when interacting with the nut, is made as capable of reciprocal movements inside the hollow shaft and the body, thus driving the pump. Dampers are made in a single unit, which is connected to the screw and the pump drive rod.
EFFECT: increased reliability of operation of a submersible pump set and increased resources of rolling screw-motion drive due to prevention of its damage, arising due to twisting and axial load, and also a possibility to increase critical frequency of screw rotation.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области насосного оборудования и может быть использовано для подъема жидкости с большой глубины.The invention relates to the field of pumping equipment and can be used to lift liquids from great depths.

Известен наземный привод штангового насоса, содержащий электродвигатель, кинематически связанный с двухходовым винтом передачи винт-гайка. При вращении винта гайка, соединенная со штангами, совершает возвратно-поступательные движения в осевом направлении по вертикальной направляющей [Патент РФ №2133875 от 1999.07.27]. Недостатком привода является быстрый износ и небольшой срок службы передачи винт-гайка скольжения и низкий КПД вследствие высоких потерь на трение.A ground-based drive of a sucker-rod pump is known, comprising an electric motor kinematically connected with a two-way screw-nut transmission screw. When the screw rotates, the nut connected to the rods makes reciprocating movements in the axial direction along the vertical guide [RF Patent No. 2133875 from 1999.07.27]. The disadvantage of the drive is its rapid wear and short transmission life of the screw-nut slip and low efficiency due to high friction losses.

Известен также наземный привод скважинного плунжерного насоса, содержащий по меньшей мере два установленных параллельно шариковинтовых привода штанг от реверсивного электродвигателя. Гайки привода, соединенные траверсой с полированным штоком, совершают возвратно-поступательное движение. Винты соединены с электродвигателем и защищены от окружающей среды гофрированными эластичными оболочками. В верхней и нижней точках корпуса установлены концевые выключатели для переключения реверса электродвигателя, а также выключатели аварийного снятия напряжения [Патент США №5404767 от 1995.01.05].Also known is a surface drive of a borehole plunger pump comprising at least two parallel-mounted ball screw drives of rods from a reversible electric motor. The drive nuts connected by a traverse to a polished rod perform a reciprocating motion. The screws are connected to the electric motor and protected from the environment by corrugated elastic shells. At the upper and lower points of the housing, limit switches are installed to switch the reverse of the electric motor, as well as emergency voltage relief switches [US Patent No. 5,405,767 of 1995.01.05].

Недостатки привода следующие: The disadvantages of the drive are as follows:

1. Габариты привода, состоящего из двух и более параллельных шариковинтовых передач и траверсы, не позволяют его использовать в погружном варианте.1. The dimensions of the drive, consisting of two or more parallel ballscrews and crossheads, do not allow it to be used in the submersible version.

2. Недостаточная герметизация шариковинтового привода, которая делает его неработоспособным, погруженным в скважину.2. Insufficient sealing of the ball screw drive, which makes it inoperative, immersed in the well.

3. Использование концевых выключателей для управления реверсом двигателя и аварийного отключения в условиях скважины связано с прокладной отдельной кабельной линии, снижающей надежность агрегата в целом.3. The use of limit switches to control engine reverse and emergency shutdown in well conditions is associated with a separate cable line laying, which reduces the reliability of the unit as a whole.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) является погружной насосный агрегат, включающий корпус, эластичную оболочку, реверсивный электродвигатель, ведущий вал которого соединен с винтом передачи винт-гайка качения, находящейся в подвижном соединении с корпусом и соединенной со штангой привода насоса, штанга уплотнена в корпусе и связана с гайкой посредством полого штока, охватывающего винт и входящего с ним в подвижное соединение, а внутренние полости корпуса и эластичной оболочки заполнены маслом, причем наружная поверхность оболочки сообщается с полостью скважины, а на винте и полом штоке установлены демпферы, при этом полый шток располагается маслозаполненной эластичной оболочке [Патент РФ №2347947 от 2007.09.04].The closest technical solution (prototype) is a submersible pump unit, comprising a housing, an elastic shell, a reversible electric motor, the drive shaft of which is connected to a screw-nut rolling screw, which is in a movable connection with the housing and connected to the pump drive rod, the rod is sealed in the housing and connected to the nut by means of a hollow rod that encloses the screw and enters into the movable connection with it, and the internal cavities of the housing and the elastic shell are filled with oil, and the outer surface be shell communicates with the cavity of the well and on the screw stem and the floor mounted dampers, wherein the hollow stem is oil-filled elastic shell [RF patent №2347947 from 2007.09.04].

Недостатки привода следующие:The disadvantages of the drive are as follows:

1. Быстрый износ и небольшой срок службы передачи винт-гайка качения, обусловленной неудачным способом закрепления винта.1. Fast wear and short transmission life of the screw-nut rolling, due to an unsuccessful method of securing the screw.

2. Несоответствие требуемых динамических нагрузок, возникающих при работе передачи винт-гайка качения.2. The mismatch of the required dynamic loads that occur during operation of the transmission screw-nut rolling.

Техническим эффектом предлагаемого изобретения является повышение надежности работы погружного насосного агрегата и увеличение ресурса передачи винт-гайка качения за счет предотвращения ее разрушения, возникающего из-за крутящей и осевой нагрузки, а также возможность повышения критической частоты вращения винта.The technical effect of the invention is to increase the reliability of the submersible pump unit and to increase the transmission resource of the rolling screw-nut due to the prevention of its destruction arising due to torque and axial load, as well as the possibility of increasing the critical rotational speed of the screw.

Заявленный технический эффект достигается решением технической задачи, направленной на увеличение межремонтного периода погружного насосного агрегата.The claimed technical effect is achieved by solving a technical problem aimed at increasing the overhaul period of a submersible pump unit.

Поставленная техническая задача решается за счет того, в погружном насосном агрегате, включающем маслозаполненный корпус с эластичной оболочкой, реверсивный электродвигатель с протектором, ведущий вал которого связан с винтом передачи винт-гайка качения, находящейся в подвижном соединении с корпусом и соединенной со штангой привода насоса, которая уплотнена в корпусе и связана с гайкой, которая посредством полого вала, охватывающая винт, соединена с валом электродвигателя и зафиксирована от осевого и радиального перемещения в корпусе с помощью подшипников, а винт, отцентрированный в корпусе и связанный верхним концом со штангой привода насоса, при взаимодействии с гайкой выполнен с возможностью совершать возвратно-поступательные движения внутри полого вала и корпуса, приводя таким образом в действие насос. Демпферы выполнены единым блоком, который связан с винтом и со штангой привода насоса.The stated technical problem is solved due to the fact that in the submersible pump unit, which includes an oil-filled casing with an elastic shell, a reversible electric motor with a tread, the drive shaft of which is connected to a screw-nut rolling screw, which is movably connected to the casing and connected to the pump drive rod, which is sealed in the housing and connected with a nut, which is connected to the motor shaft by means of a hollow shaft enclosing the screw and is fixed from axial and radial movement in the housing using bearings, and the screw, centered in the housing and connected with the upper end to the pump drive rod, interacting with the nut is made with the possibility of reciprocating movements inside the hollow shaft and the housing, thereby driving the pump. The dampers are made as a single unit, which is connected to the screw and to the pump drive rod.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в погружном насосном агрегате гайка (передачи винт-гайка качения) с помощью подшипников зафиксирована и отцентрирована в корпусе в осевом и радиальном направлении, а винт, связанный с приводной штангой насоса, испытывает только осевую нагрузку, в отличие от аналога, где на него кроме осевой нагрузки действует крутящий момент. Снижение нагрузки на винт должно существенно повысить надежность работы насосного агрегата. Расположение демпферов единым блоком (на центраторе приводной штанги насоса) упрощает конструкцию.The essence of the invention lies in the fact that in a submersible pump unit, the nut (transmission screw-nut rolling) with bearings and is centered in the housing in the axial and radial direction, and the screw associated with the drive rod of the pump experiences only axial load, unlike from the analogue, where in addition to the axial load, a torque acts on it. Reducing the load on the screw should significantly increase the reliability of the pump unit. The location of the dampers as a single unit (on the centralizer of the pump drive rod) simplifies the design.

На фиг.1 схематично изображен скважинный насосный агрегат.Figure 1 schematically shows a downhole pumping unit.

На фиг.2 изображен демпферный блок.Figure 2 shows the damper block.

Насосный агрегат содержит маслозаполненный корпус 1, соединенный с реверсивным электродвигателем 2, снабженным гидрозащитой. Электродвигатель 2 соединен кабелем со станцией управления, установленной на поверхности (не показаны). Вал 3 электродвигателя 2 через промежуточный вал 4 соосно соединен с полым валом 5, который в свою очередь соосно соединен с гайкой 6 винтовой передачи (гайка 6, винт 7).The pump unit contains an oil-filled housing 1 connected to a reversible electric motor 2 provided with a hydraulic protection. The electric motor 2 is connected by a cable to a control station mounted on a surface (not shown). The shaft 3 of the electric motor 2 through the intermediate shaft 4 is coaxially connected to the hollow shaft 5, which in turn is coaxially connected to the nut 6 of the helical gear (nut 6, screw 7).

Винт 7 своим верхним концом жестко связан с центратором 8, который посредством выступов 9 входит в подвижное соединение с пазами 10, выполненными в корпусе 1, обеспечивая продольное перемещение винта 7 внутри полого вала 5 и корпуса 1.The screw 7 with its upper end is rigidly connected with the centralizer 8, which through the protrusions 9 enters into a movable connection with the grooves 10 made in the housing 1, providing longitudinal movement of the screw 7 inside the hollow shaft 5 and the housing 1.

Гайка 6 расположена между опорами 11, 12 и центрирована от осевого и радиального перемещения упорно-радиальными подшипниками 13, 14. Демпферы 15, 16 выполнены единым блоком и установлены на подвижной штанге 17 над и под центратором 8. Демпферы 15, 16 выполнены в виде пружин.The nut 6 is located between the bearings 11, 12 and is centered from axial and radial movement by the axial-radial bearings 13, 14. The dampers 15, 16 are made as a single unit and are mounted on the movable rod 17 above and below the centralizer 8. The dampers 15, 16 are made in the form of springs .

Промежуточный вал 4 установлен внутри маслозаполненной эластичной оболочки 18, полость которой сообщается с полостью корпуса 1, а внешняя поверхность - с полостью скважины. Центратор 8 соединен штангой 17 с насосом 19, имеющим выпускные отверстия 20. Штанга 17 уплотнена в корпусе 1 кольцевым уплотнением 21.The intermediate shaft 4 is installed inside the oil-filled elastic shell 18, the cavity of which communicates with the cavity of the housing 1, and the outer surface with the cavity of the well. The centralizer 8 is connected by a rod 17 to a pump 19 having outlet ports 20. The rod 17 is sealed in the housing 1 by an annular seal 21.

Агрегат работает следующим образом.The unit operates as follows.

Вращение вала 3 реверсивного электродвигателя 2 передается через промежуточный вал 4 и полый вал 5 на гайку 6 винтовой передачи качения. При этом винт 7, взаимодействуя с гайкой 6 и одновременно входя в подвижное соединение с пазами 10 корпуса 1 посредством выступов 9 в центраторе 8, совершает продольные перемещения до верхнего (нижнего) положения. Вследствие этого связанная с винтом 7 через центратор 8 штанга 17 перемещает плунжер насоса 19. Жидкость в насос 19 поступает через выпускные отверстия 20, причем длина хода плунжера насоса 19 соответствует числу оборотов двигателя 2 в одном направлении.The rotation of the shaft 3 of the reversible electric motor 2 is transmitted through the intermediate shaft 4 and the hollow shaft 5 to the nut 6 of the helical rolling gear. In this case, the screw 7, interacting with the nut 6 and simultaneously entering into a movable connection with the grooves 10 of the housing 1 by means of the protrusions 9 in the centralizer 8, performs longitudinal movements to the upper (lower) position. As a result, the rod 17 connected to the screw 7 through the centralizer 8 moves the plunger of the pump 19. The liquid 19 enters the pump through the outlet 20, and the stroke length of the plunger of the pump 19 corresponds to the number of revolutions of the engine 2 in one direction.

При ходе винта 7 вниз и сжатии пружины демпфера 16 ток электродвигателя 2 возрастает. При заданной величине тока, соответствующей деформации пружины демпфера 16 или перемещению винта 7, происходит реверсирование электродвигателя 2. При ходе вверх электродвигатель 2 совершает заданное число оборотов, которое соответствует величине хода винта 7 и плунжера насоса 19, и снова происходит его реверсирование. После чего начинается перемещение вниз винта 7 и связанного с ним через штангу 17 плунжера насоса 19.When the screw 7 moves down and compresses the spring of the damper 16, the current of the electric motor 2 increases. At a given current value corresponding to deformation of the damper spring 16 or movement of the screw 7, the motor 2 reverses. When moving upward, the electric motor 2 makes a predetermined number of revolutions, which corresponds to the stroke of the screw 7 and the pump plunger 19, and again it is reversed. Then begins the downward movement of the screw 7 and associated with it through the rod 17 of the plunger of the pump 19.

При сбое отсчета числа оборотов двигателя 2 и аварийном выходе винта 7 выше крайнего верхнего положения пружина демпфера 15 упирается в корпус 1, что приводит к возрастанию силы тока в двигателе 2 и его отключению станцией управления. При выходе винта 7 ниже крайнего нижнего положения он упирается в пружину нижнего демпфера 16, и, если деформация превышает величину деформации при реверсировании, ток двигателя превышает заданную величину, и двигатель 2 останавливается.If the countdown of the number of revolutions of the engine 2 and the emergency exit of the screw 7 fail, above the extreme upper position, the damper spring 15 abuts the housing 1, which leads to an increase in the current in the engine 2 and its shutdown by the control station. When the screw 7 is released below the lowermost position, it abuts against the spring of the lower damper 16, and if the deformation exceeds the amount of deformation during reversal, the motor current exceeds a predetermined value, and the engine 2 stops.

Преимущества предлагаемого насосного агрегата заключаются в том, что данная конструкция обеспечивает надежность и долговечность работы погружного насосного агрегата.The advantages of the proposed pump unit are that this design ensures the reliability and durability of the submersible pump unit.

Claims (2)

1. Погружной насосный агрегат, включающий маслозаполненный корпус с эластичной оболочкой, реверсивный электродвигатель с протектором, ведущий вал которого связан с винтом передачи винт-гайка качения, находящейся в подвижном соединении с корпусом и соединенной со штангой привода насоса, которая уплотнена в корпусе и связана с гайкой передачи, верхний и нижний демпферы, верхний из которых связан с подвижной штангой привода насоса, отличающийся тем, что гайка посредством полого вала, охватывающего винт, соединена с валом электродвигателя и зафиксирована от осевого и радиального перемещения в корпусе с помощью подшипников, а винт, отцентрированный в корпусе и связанный верхним концом со штангой привода насоса, при взаимодействии с гайкой выполнен с возможностью совершать возвратно-поступательные движения внутри полого вала и корпуса, приводя таким образом в действие насос.1. Submersible pump unit, including an oil-filled casing with an elastic sheath, a reversible electric motor with a tread, the drive shaft of which is connected to a transmission screw screw-nut rolling, which is movably connected to the casing and connected to the pump drive rod, which is sealed in the casing and connected with a transmission nut, the upper and lower dampers, the upper of which is connected to the movable rod of the pump drive, characterized in that the nut is connected to the motor shaft by means of a hollow shaft enclosing the screw fixed from axial and radial movement in the housing using bearings, and the screw, centered in the housing and connected by the upper end to the pump drive rod, interacts with a nut with the ability to make reciprocating movements inside the hollow shaft and housing, thereby driving pump. 2. Погружной насосный агрегат по п.1 отличается тем, что демпферы выполнены единым блоком, который связан с винтом и со штангой привода насоса. 2. The submersible pump unit according to claim 1 is characterized in that the dampers are made as a single unit, which is connected to the screw and to the pump drive rod.
RU2013128061/06A 2013-06-18 2013-06-18 Submersible pump set RU2532469C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013128061/06A RU2532469C1 (en) 2013-06-18 2013-06-18 Submersible pump set

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013128061/06A RU2532469C1 (en) 2013-06-18 2013-06-18 Submersible pump set

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2532469C1 true RU2532469C1 (en) 2014-11-10

Family

ID=53382373

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013128061/06A RU2532469C1 (en) 2013-06-18 2013-06-18 Submersible pump set

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2532469C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2728561C1 (en) * 2020-01-22 2020-07-30 Акционерное общество "ГМС Нефтемаш" Hydromechanic submersible reduction gear
CN116412112A (en) * 2023-04-10 2023-07-11 大庆冬青技术开发有限公司 Submersible electric drive oil pump

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1099840A (en) * 1993-08-30 1995-03-08 北京石油勘探开发研究院机械所 Oilpipe free suspension pump extracting method and device
US5404767A (en) * 1993-09-03 1995-04-11 Sutherland; James M. Oil well pump power unit
RU2133875C1 (en) * 1998-01-05 1999-07-27 Акционерная нефтяная компания Башнефть Well sucker-rod pump drive
RU2191925C1 (en) * 2001-02-05 2002-10-27 ООО "Сибирь-Мехатроника" Movable-electrode tube oil pumping unit
RU2347947C1 (en) * 2007-09-04 2009-02-27 Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания (ОАО "РИТЭК") Deep-well pump unit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1099840A (en) * 1993-08-30 1995-03-08 北京石油勘探开发研究院机械所 Oilpipe free suspension pump extracting method and device
US5404767A (en) * 1993-09-03 1995-04-11 Sutherland; James M. Oil well pump power unit
RU2133875C1 (en) * 1998-01-05 1999-07-27 Акционерная нефтяная компания Башнефть Well sucker-rod pump drive
RU2191925C1 (en) * 2001-02-05 2002-10-27 ООО "Сибирь-Мехатроника" Movable-electrode tube oil pumping unit
RU2347947C1 (en) * 2007-09-04 2009-02-27 Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания (ОАО "РИТЭК") Deep-well pump unit

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2728561C1 (en) * 2020-01-22 2020-07-30 Акционерное общество "ГМС Нефтемаш" Hydromechanic submersible reduction gear
CN116412112A (en) * 2023-04-10 2023-07-11 大庆冬青技术开发有限公司 Submersible electric drive oil pump
CN116412112B (en) * 2023-04-10 2023-11-28 大庆冬青技术开发有限公司 Submersible electric drive oil pump

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2347947C1 (en) Deep-well pump unit
US9447788B2 (en) Linear pump and motor systems and methods
EP2359003B1 (en) Driving arrangement for a pump or compressor
US10280720B2 (en) Submersible reciprocating oil well pump unit
RU2532469C1 (en) Submersible pump set
RU2532641C1 (en) Submersible pump set
RU2532475C1 (en) Well pump set
RU2641762C1 (en) Submersible oil extraction unit with plunger pump
RU2479752C1 (en) Borehole plunger pump assembly
CN102777363A (en) Intelligent reversing electric submersible rodless oil pumping device
CN108019327B (en) A kind of groove cam constant flow Drilling Reciprocating Pump
RU184849U1 (en) Hydromechanical plunger pump drive
RU2464691C1 (en) Pump plant drive
RU2680478C2 (en) Downhole pump drive (options)
RU147159U1 (en) INSTALLATION OF SUBMERSIBLE PLUNGER PUMP WITH TRANSMISSION ROTATION SCREW-NUT FOR LIFTING A GAS-FLUID MIXTURE FROM OIL WELLS
WO2016057330A1 (en) Motor reversal system for linear drive well pumps
US8226383B2 (en) Downhole pump
RU2568022C1 (en) Borehole pump unit
RU2550858C1 (en) Downhole electrically driven plunger pump
RU147329U1 (en) HYDRAULIC RETURNING AND INJURY MOVEMENT
WO2022093066A1 (en) Submersible oil production assembly
CN109595145A (en) Latent oil reciprocator and its plunger pump system
RU185254U1 (en) Well pump
RU141831U1 (en) SUBMERSIBLE PUMP UNIT
RU63412U1 (en) SHOCK ABSORBER, PUMP DEPTH PUMP UNIT WITH SHOCK ABSORBER AND PUMP PUMP UNIT PUMP UNIT WITH SHOCK ABSORBER