RU2532641C1 - Submersible pump set - Google Patents

Submersible pump set Download PDF

Info

Publication number
RU2532641C1
RU2532641C1 RU2013127083/06A RU2013127083A RU2532641C1 RU 2532641 C1 RU2532641 C1 RU 2532641C1 RU 2013127083/06 A RU2013127083/06 A RU 2013127083/06A RU 2013127083 A RU2013127083 A RU 2013127083A RU 2532641 C1 RU2532641 C1 RU 2532641C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
screw
nut
submersible pump
pump set
rolling
Prior art date
Application number
RU2013127083/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Валентинович Степанов
Сергей Семенович Денисов
Николай Митрофанович Антоненко
Сергей Григорьевич Просвиров
Валерий Викторович Редкозубов
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 RU2013127083/06A priority Critical patent/RU2532641C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2532641C1 publication Critical patent/RU2532641C1/en

Links

Images

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 comprises a body and an elastic shell filled with oil. The external surface of the shell communicates with the well cavity. The master shaft of the reversible electric motor is connected with a screw of a rolling screw-motion drive and with a rod of a pump drive compacted in the body. Both ends of the screw are installed in bearings. The upper bearing is located inside an insert aligned and fixed in the body by keys. A nut of the rolling screw-motion drive is connected with a hollow stem having slots and made as capable of making reciprocal movements in the bearings installed in keys on supports. The upper damper is installed on a hollow stem, and the lower one - inside the hollow stem. 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.
EFFECT: extended overhaul period of a submersible pump set.
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 quick wear and short transmission life of the screw-nut sliding 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]. Недостатки привода следующие.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]. 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 при погружении в скважину.2. Insufficient sealing of the ball screw drive, which makes it inoperative when 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 в маслозаполненной эластичной оболочке [Патент РФ №2347947 от 2007.09.04]. Недостатки привода следующие.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 in oil-filled elastic shell [RF patent №2347947 from 2007.09.04]. The disadvantages of the drive are as follows.

1. Быстрый износ и небольшой срок службы передачи винт-гайка качения, обусловленные способом закрепления винта только в нижнем положении.1. Quick wear and short transmission life of the screw-nut rolling, due to the method of fixing the screw only in the lower position.

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 нагрузок, 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 increase the transmission resource of the rolling screw-nut due to the prevention of its destruction resulting from torque and axial loads, 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, что в погружном насосном агрегате, содержащем корпус и эластичную оболочку, заполненные маслом, причем наружная поверхность оболочки сообщается с полостью скважины, реверсивный электродвигатель, ведущий вал которого соединен с винтом передачи винт-гайка качения и со штангой привода насоса, уплотненной в корпусе, оба конца винта установлены в подшипниках, при этом верхний подшипник расположен внутри вставки, отцентрированной и зафиксированной в корпусе шпонками. Гайка передачи винт-гайка качения соединена с полым штоком, имеющим пазы и выполненным с возможностью совершать возвратно-поступательные перемещения по подшипникам, установленным в шпонках на опорах. Верхний демпфер установлен на полом штоке, а нижний внутри полого штока.The stated technical problem is solved due to the fact that in the submersible pump assembly containing the housing and the elastic shell filled with oil, the outer surface of the shell communicating with the cavity of the well, a reversible electric motor, the drive shaft of which is connected to the transmission screw screw-nut and the drive rod a pump sealed in the housing, both ends of the screw are installed in the bearings, while the upper bearing is located inside the insert, centered and fixed in the housing by keys. The screw nut of the rolling screw-nut is connected to a hollow rod having grooves and made with the possibility of reciprocating movements on bearings installed in the keys on the bearings. The upper damper is mounted on the hollow stem, and the lower inside the hollow stem.

Сущность предлагаемого агрегата заключается в том, что за счет отцентрированного и зафиксированного в подшипниках винта передачи винт-гайка качения удалось увеличить межремонтный период насосного агрегата, установка нижнего демпфера в полый шток позволила значительно уменьшить габариты изделия, а использование подшипников скольжения - уменьшить потери на трение при движении по ним продольного паза полого штока.The essence of the proposed unit lies in the fact that due to the centrifuged and fixed transmission screw the screw-nut rolling screw managed to increase the overhaul period of the pump unit, the installation of the lower damper in the hollow rod significantly reduced the dimensions of the product, and the use of sliding bearings to reduce friction losses during movement along them of the longitudinal groove of the hollow rod.

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

На фиг.2 - узел крепления верхнего конца винта передачи винт-гайка качения.In Fig.2 - the attachment site of the upper end of the transmission screw screw-nut rolling.

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 соединен соосно с винтом 5 и гайкой 6 передачи качения.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 motor 2 through the intermediate shaft 4 is connected coaxially with the screw 5 and the nut 6 of the rolling gear.

Промежуточный вал 4 установлен внутри маслозаполненной эластичной оболочки 7, полость которой сообщается с полостью корпуса 1, а внешняя поверхность - с полостью скважины. Нижняя часть эластичной оболочки 7 герметизирована кольцевым уплотнением 8. В верхней части корпуса 1 на штанге насоса 9 установлен верхний демпфер 10. Нижний демпфер 11 расположен внутри полого штока 12, выполненного с продольными пазами 13.The intermediate shaft 4 is installed inside the oil-filled elastic shell 7, the cavity of which communicates with the cavity of the housing 1, and the outer surface with the cavity of the well. The lower part of the elastic shell 7 is sealed with an annular seal 8. In the upper part of the housing 1 on the rod of the pump 9 is installed the upper damper 10. The lower damper 11 is located inside the hollow rod 12, made with longitudinal grooves 13.

Нижний конец винта 5 и промежуточный вал 4 установлены в подшипниках 14, 15 и 16. Верхний конец винта 5 установлен в подшипнике 17, находящемся внутри вставки 18, закрепленной и отцентрированной в корпусе 1 шпонками 19, в которых установлены на опорах 20 подшипники скольжения 21.The lower end of the screw 5 and the intermediate shaft 4 are installed in the bearings 14, 15 and 16. The upper end of the screw 5 is installed in the bearing 17 located inside the insert 18, fixed and centered in the housing 1 by the keys 19, in which bearings 21 are mounted on the bearings 20.

Полый шток 12 соединен штангой 9 с насосом 22, имеющим впускные отверстия 23. Штанга 8 уплотнена в корпусе 1 кольцевым уплотнением 24.The hollow rod 12 is connected by a rod 9 to a pump 22 having inlet openings 23. The rod 8 is sealed in the housing 1 by an annular seal 24.

Агрегат работает следующим образом. Вращение вала 3 реверсивного электродвигателя 2 передается промежуточным валом 4 на винт 5 передачи винт-гайка качения. Полый шток 12 совместно с гайкой 6 передачи посредством пазов 13 выполнен с возможностью совершать возвратно-поступательные перемещения до верхнего (нижнего) положения внутри корпуса 1 по подшипникам скольжения 21, установленным в шпонках 19 на опорах 20. Шток 12 перемещает штангой 9 плунжер насоса 22, жидкость в который поступает через впускные отверстия 23, причем длина хода плунжера насоса 22 соответствует числу оборотов двигателя 2 в одном направлении. При достижении заданного количества оборотов двигателя 2 в одном из направлений (соответствующее длине хода плунжера насоса 22) меняется направление вращения электродвигателя 2 и соответственно направление движения плунжера.The unit operates as follows. The rotation of the shaft 3 of the reversible electric motor 2 is transmitted by the intermediate shaft 4 to the screw 5 of the transmission screw-nut rolling. The hollow rod 12 together with the transmission nut 6 through the grooves 13 is made with the possibility of reciprocating movements to the upper (lower) position inside the housing 1 by sliding bearings 21 installed in the keys 19 on the supports 20. The rod 12 moves the plunger of the pump 22 to the rod 9, the fluid is supplied through the inlet 23, and the stroke length of the plunger of the pump 22 corresponds to the number of revolutions of the engine 2 in one direction. Upon reaching the specified number of revolutions of the engine 2 in one of the directions (corresponding to the stroke length of the plunger of the pump 22), the direction of rotation of the electric motor 2 and, accordingly, the direction of movement of the plunger changes.

При возвратно-поступательном перемещении полого штока 12 происходит свободное перетекание масла в замкнутой системе из эластичной оболочки 7 в корпус 1 и обратно, обеспечивая смазку передачи винт-гайка качения, гидроизолированной кольцевыми уплотнениями 8 и 24.When the reciprocating movement of the hollow rod 12 is free flow of oil in a closed system from the elastic shell 7 to the housing 1 and vice versa, providing lubrication of the transmission of the screw-nut rolling, waterproofed by O-rings 8 and 24.

Преимущества предлагаемого насосного агрегата заключаются в том, что данная конструкция обеспечивает надежность и регулирование работы погружного насосного агрегата, при этом увеличивается ресурс передачи винт-гайка качения, повышается критическая частота вращения винта, уменьшаются габаритные размеры.The advantages of the proposed pump unit are that this design ensures the reliability and regulation of the operation of the submersible pump unit, while the transmission resource of the rolling screw-nut is increased, the critical rotational speed of the screw is increased, and the overall dimensions are reduced.

Claims (1)

Погружной насосный агрегат, включающий корпус и эластичную оболочку заполненные маслом, причем наружная поверхность оболочки сообщается с полостью скважины, демпферы, реверсивный электродвигатель, ведущий вал которого соединен с винтом передачи винт-гайка качения и со штангой привода насоса, уплотненной в корпусе, нижний конец винта установлен в подшипнике, отличающийся тем, что верхний конец винта передачи винт-гайка качения закреплен в подшипнике, размещенном внутри вставки, отцентрированной и зафиксированной в корпусе шпонками, гайка передачи винт-гайка качения связана с полым штоком, имеющим продольные пазы и выполненным с возможностью совершать возвратно-поступательные перемещения по подшипникам, установленным в шпонках на опорах, нижний демпфер установлен внутри полого штока. The submersible pump unit, including the casing and the elastic casing, is filled with oil, the outer surface of the casing communicating with the cavity of the well, dampers, a reversible electric motor, the drive shaft of which is connected to the transmission screw screw-nut and the pump drive rod sealed in the casing, the lower end of the screw installed in the bearing, characterized in that the upper end of the transmission screw of the rolling screw-nut is fixed in the bearing located inside the insert, centered and fixed in the housing with keys, ha Single-nut screw transmission is connected with a hollow rolling stock having longitudinal slots and adapted to make reciprocating movement by bearings mounted in keyed on supports, the lower damper is mounted within the hollow rod.
RU2013127083/06A 2013-06-13 2013-06-13 Submersible pump set RU2532641C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013127083/06A RU2532641C1 (en) 2013-06-13 2013-06-13 Submersible pump set

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013127083/06A RU2532641C1 (en) 2013-06-13 2013-06-13 Submersible pump set

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2532641C1 true RU2532641C1 (en) 2014-11-10

Family

ID=53382439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013127083/06A RU2532641C1 (en) 2013-06-13 2013-06-13 Submersible pump set

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2532641C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2568022C1 (en) * 2014-05-08 2015-11-10 Сергей Григорьевич Просвиров Borehole pump unit
US11391131B2 (en) * 2017-07-12 2022-07-19 Oklas Technologies Limited Liability Company Downhole pump drive including reverse reduction gear with switching mechanism
CN116163937A (en) * 2022-12-30 2023-05-26 华创机器人制造有限公司 Submersible plunger pump oil extraction machine

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 (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2568022C1 (en) * 2014-05-08 2015-11-10 Сергей Григорьевич Просвиров Borehole pump unit
US11391131B2 (en) * 2017-07-12 2022-07-19 Oklas Technologies Limited Liability Company Downhole pump drive including reverse reduction gear with switching mechanism
CN116163937A (en) * 2022-12-30 2023-05-26 华创机器人制造有限公司 Submersible plunger pump oil extraction machine
CN116163937B (en) * 2022-12-30 2024-02-06 华创机器人制造有限公司 Submersible plunger pump oil extraction machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2347947C1 (en) Deep-well pump unit
US9447788B2 (en) Linear pump and motor systems and methods
US8845298B2 (en) Driving arrangement for a pump or compressor
US10280720B2 (en) Submersible reciprocating oil well pump unit
RU2532641C1 (en) Submersible pump set
RU184849U1 (en) Hydromechanical plunger pump drive
RU2532469C1 (en) Submersible pump set
CN108019327B (en) A kind of groove cam constant flow Drilling Reciprocating Pump
RU2532475C1 (en) Well pump set
RU2641762C1 (en) Submersible oil extraction unit with plunger pump
RU2479752C1 (en) Borehole plunger pump assembly
RU2568022C1 (en) Borehole pump unit
CN102777363A (en) Intelligent reversing electric submersible rodless oil pumping device
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
CN108194454A (en) A kind of oil pump and oil cylinder integrated apparatus of AC servomotor driving
RU141831U1 (en) SUBMERSIBLE PUMP UNIT
GB2601085A (en) Linear actuator
CN2883730Y (en) Linear dynamo oil-well pump
RU157242U1 (en) SUBMERSIBLE PUMP UNIT
RU2449171C2 (en) Pumping unit
WO2019013675A1 (en) Downhole pump
WO2022093066A1 (en) Submersible oil production assembly
EP0237145A2 (en) Electrically powered pump unit
RU2550858C1 (en) Downhole electrically driven plunger pump