RU2535900C1 - Submersible plant with linear electric motor and double-acting pump - Google Patents
Submersible plant with linear electric motor and double-acting pump Download PDFInfo
- Publication number
- RU2535900C1 RU2535900C1 RU2013118977/06A RU2013118977A RU2535900C1 RU 2535900 C1 RU2535900 C1 RU 2535900C1 RU 2013118977/06 A RU2013118977/06 A RU 2013118977/06A RU 2013118977 A RU2013118977 A RU 2013118977A RU 2535900 C1 RU2535900 C1 RU 2535900C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pump
- runner
- pistons
- cylinders
- electric motor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к погружным установкам для добычи нефти из малодебитных скважин.The invention relates to the field of engineering, in particular to submersible installations for oil production from low-yield wells.
Из предшествующего уровня техники известна погружная насосная установка, содержащая линейный электродвигатель и насос двойного действия, рабочий орган которого выполнен в виде поршня и механически связан с бегуном [См., например, патент США №7445435, класс F04B 47/14, от 04.11.2008 г.].A submersible pump installation is known from the prior art, comprising a linear electric motor and a double-acting pump, the working element of which is made in the form of a piston and is mechanically connected to the runner [See, for example, US patent No. 7445435, class F04B 47/14, from 04/04/2008 g.].
В известном решении в погружной установке усилие, развиваемое электродвигателем при прямом ходе, в 2 раза превышает усилие при обратном ходе, что требует увеличенной установленной мощности электродвигателя и наземного оборудования. Такое решение имеет низкую энергоэффекитвность.In the known solution in a submersible installation, the force developed by the electric motor in the forward stroke is 2 times greater than the force in the reverse stroke, which requires an increased installed power of the electric motor and ground equipment. This solution has low energy efficiency.
Наиболее близким аналогом к предлагаемому изобретению является погружная насосная установка, содержащая линейный электродвигатель, включающий в себя корпус, внутри которого размещены неподвижный герметичный статор и расположенный внутри него бегун, выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль продольной оси статора, и насос двойного действия, рабочие органы которого выполнены в виде поршней и механически связаны с бегуном, при этом поршни, неподвижные цилиндры и клапанные коробки расположены по обе стороны электродвигателя, образуя нижнюю и верхнюю части насоса, а рабочие камеры насоса связаны с внешней средой и выходной магистралью через всасывающие и нагнетательные клапаны соответственно [См., например, RU № 2422676 C2, класс F04B 47/06, опубл. 27.06.2011].The closest analogue to the present invention is a submersible pump installation containing a linear electric motor, including a housing, inside which there is a fixed sealed stator and a runner located inside it, made with the possibility of reciprocating movement along the longitudinal axis of the stator, and a double-acting pump, workers whose organs are made in the form of pistons and are mechanically connected with the runner, while the pistons, fixed cylinders and valve boxes are located on both sides motor, forming the lower and upper parts of the pump and the pump working chamber associated with the external environment through the output pipe and the suction and discharge valves respectively [See., e.g., RU № 2422676 C2, class F04B 47/06, publ. 06/27/2011].
Однако в указанном прототипе погружная установка имеет увеличенные габариты, в том числе диаметр, поскольку ее внешний корпус должен быть рассчитан на полное давление столба жидкости. При напоре насоса 2500-3000 метров толщина стенки дополнительного корпуса составляет не менее 5 мм.However, in this prototype, the submersible installation has increased dimensions, including diameter, since its outer casing must be designed for the total pressure of the liquid column. With a pump head of 2500-3000 meters, the wall thickness of the additional housing is at least 5 mm.
Настоящее изобретения направлено на уменьшение габаритов установки при сохранении ее выходных параметров.The present invention is directed to reducing the dimensions of the installation while maintaining its output parameters.
Указанный технический результат достигается тем, что погружная насосная установка, содержащая линейный электродвигатель, включающий в себя корпус, внутри которого размещены неподвижный герметичный статор и расположенный внутри него бегун, выполненный с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль продольной оси статора, и насос двойного действия, рабочие органы которого выполнены в виде поршней и механически связаны с бегуном, при этом поршни, неподвижные цилиндры и клапанные коробки расположены по обе стороны электродвигателя, образуя нижнюю и верхнюю части насоса, а рабочие камеры насоса связаны с внешней средой и выходной магистралью через всасывающие и нагнетательные клапаны соответственно, согласно изобретению, бегун выполнен с центральным отверстием, поршни выполнены в виде полых цилиндров, рабочие поверхности которых установлены с возможностью контакта с рабочими поверхностями неподвижных цилиндров, причем неподвижные цилиндры верхней части насоса выполнены в виде внутреннего и внешнего по отношению к поршню цилиндров, а рабочая камера нижней части насоса связана с выходной магистралью через нагнетательный клапан и центральное отверстие в бегуне.The specified technical result is achieved by the fact that the submersible pump installation containing a linear electric motor, including a housing, inside which there is a fixed sealed stator and a runner located inside it, made with the possibility of reciprocating movement along the longitudinal axis of the stator, and a double-acting pump, workers whose organs are made in the form of pistons and are mechanically connected with the runner, while the pistons, fixed cylinders and valve boxes are located on both sides of the electric motors the needle, forming the lower and upper parts of the pump, and the working chambers of the pump are connected to the external environment and the output line through the suction and discharge valves, respectively, according to the invention, the runner is made with a central hole, the pistons are made in the form of hollow cylinders, the working surfaces of which are mounted for contact with the working surfaces of the stationary cylinders, and the stationary cylinders of the upper part of the pump are made in the form of internal and external cylinders with respect to the piston, and the working chamber is lower the second part is connected with the pump output pipe through the discharge valve and the central opening in the runner.
Кроме того, в частном случае реализации, в насосной установке неподвижные цилиндры нижней части насоса также могут быть выполнены в виде внутреннего и внешнего по отношению к поршню цилиндров, а рабочая камера нижней части насоса связана с выходной магистралью через нагнетательный клапан, размещенный в нижней клапанной коробке, и через центральное отверстие в бегуне.In addition, in the particular case of implementation, in the pump installation, the stationary cylinders of the lower part of the pump can also be made in the form of internal and external cylinders with respect to the piston, and the working chamber of the lower part of the pump is connected to the output line through a discharge valve located in the lower valve box , and through the center hole in the runner.
Кроме того, в частном случае реализации, в насосной установке нижняя часть насоса может быть выполнена с одним только внешним неподвижным цилиндром, а нагнетательный клапан нижней части насоса размещен в верхней клапанной коробке.In addition, in the particular case of implementation, in the pump installation, the lower part of the pump can be made with only one external stationary cylinder, and the discharge valve of the lower part of the pump is located in the upper valve box.
Кроме того, в частном случае реализации, в насосной установке по крайне мере часть объема поршней насоса может быть размещена внутри объема бегуна электродвигателя.In addition, in the particular case of implementation, in the pump installation at least part of the volume of the pistons of the pump can be placed inside the volume of the runner of the electric motor.
При создании погружных установок для добычи нефти из малодебитных скважин с применением погружного линейного двигателя приходится преодолевать несколько проблем. В случае оснащения установки насосом одинарного действия, установленная мощность электродвигателя требуется почти в два раза больше, чем при использовании насоса двойного действия, в котором оба такта движения являются рабочими (при равной частоте и длине ходов поршней). Однако создать классический насос двойного действия с приводом от линейного двигателя затруднительно, поскольку требуемый диаметр штока приближается к диаметру поршня. Так, например, для установки производительностью 25 м3/сут, напоре 3000 м и длине хода 1,2 м, потребный диаметр поршня составляет 28 мм, усилие на штоке составляет около 2 тонн. Для обеспечения устойчивости штока при сжатии его диаметр должен быть не менее 24 мм, то есть обратный ход поршня будет неэффективным. Известное из прототипа техническое решение позволило разрешить это противоречие за счет увеличения габаритов установки. Предложенное техническое решение свободно от этого недостатка.When creating submersible units for oil production from low-yield wells using a submersible linear motor, several problems have to be overcome. If the unit is equipped with a single-acting pump, the installed electric motor power is required almost twice as much as when using a double-acting pump, in which both strokes are working (with equal frequency and length of piston strokes). However, it is difficult to create a classic double-acting pump driven by a linear motor, since the required diameter of the rod approaches the diameter of the piston. So, for example, for an installation with a capacity of 25 m 3 / day, a head of 3000 m and a stroke length of 1.2 m, the required piston diameter is 28 mm, the force on the rod is about 2 tons. To ensure the stability of the rod during compression, its diameter must be at least 24 mm, that is, the piston return stroke will be ineffective. Known from the prototype, the technical solution allowed to resolve this contradiction by increasing the dimensions of the installation. The proposed technical solution is free from this drawback.
Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 схематически представлена конструкция установки, в которой элементы насоса размещены вне объема бегуна; на фиг. 2 - конструкция установки, в которой осуществлено функционально-конструктивное объединение элементов линейного электродвигателя и насоса; на фиг. 3 - конструкция установки, предназначенной для работы в пластовой жидкости с малым содержанием газа.The invention is illustrated by drawings. In FIG. 1 schematically shows the design of the installation, in which the pump elements are placed outside the runner's volume; in FIG. 2 - installation design, in which a functional-structural combination of elements of a linear electric motor and pump is implemented; in FIG. 3 - the design of the installation, designed to work in the reservoir fluid with a low gas content.
Осуществление изобретения.The implementation of the invention.
Установка содержит погружной линейный электродвигатель, статор с обмоткой якоря которого герметизирован, например, корпусом 1, гильзой 2 и торцевыми элементами 3. Расположенный внутри статора бегун 4 содержит закрепленную на основании 5 активную часть 6, например, с постоянными магнитами. В случае использования двигателя асинхронного типа активная часть будет представлять собой магнитопровод с расположенной в нем короткозамкнутой обмоткой. Бегун выполнен с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль продольной оси статора. Полость 7 электродвигателя может быть связана с внешней средой, например, через фильтры 8 в корпусе, фильтры 9 в торцевых щитах 10 и отверстия 11, 12 в корпусе. От попадания механических примесей полость электродвигателя защищена, например, уплотнениями 13 на торцевых щитах 10, плотно соединенных с корпусом 1.The installation comprises a linear submersible electric motor, the stator with the armature winding of which is sealed, for example, with
Рабочие органы насоса - поршни 14 и 15 выполнены в виде полых цилиндров. Они расположены по обе стороны электродвигателя и механически связаны с бегуном 4. Рабочие поверхности поршней 14 и 15 установлены с возможностью контакта с рабочими поверхностями неподвижных цилиндров. В реальной конструкции поршни могут быть выполнены в виде полых штоков, на концах которых размещены элементы уплотнения.The working bodies of the pump - the
Неподвижные цилиндры верхней части насоса выполнены в виде внешнего 16 и внутреннего 18 по отношению к поршню полых цилиндров, например, круглого постоянного сечения. Поршень 14, неподвижные цилиндры 16, 18 и клапанная коробка 20 образуют верхнюю часть насоса, механически и функционально связанную с выходной магистралью (насосно-компрессорной трубой) 21.The fixed cylinders of the upper part of the pump are made in the form of an external 16 and an internal 18 with respect to the piston of the hollow cylinders, for example, of circular circular cross-section. The
В случае если пластовая жидкость содержит значительное количество газа, неподвижные цилиндры нижней части насоса также могут быть выполнены в виде внешнего 17 и внутреннего 19 по отношению к поршню полых цилиндров, например, круглого постоянного сечения. Поршень 15, неподвижные цилиндры 17, 19 и клапанная коробка 22 образуют нижнюю часть насоса. Через всасывающий клапан 23 рабочая камера верхней части насоса связана с внешней средой, а через нагнетательный клапан 24 - с выходной магистралью. Через всасывающий клапан 25 рабочая камера нижней части насоса связана с внешней средой, а через нагнетательный клапан 26 и центральное отверстие в бегуне 4 - с выходной магистралью. Такое выполнение установки позволяет уменьшить ее диаметр и длину.If the reservoir fluid contains a significant amount of gas, the stationary cylinders of the lower part of the pump can also be made in the form of external 17 and internal 19 with respect to the piston of hollow cylinders, for example, of circular constant cross-section. The
С целью уменьшения длины установки поршни либо частично, либо полностью могут быть размещены внутри объема бегуна электродвигателя.In order to reduce the installation length, the pistons can either partially or completely be placed inside the volume of the runner of the electric motor.
Установка на фиг. 2 отличается от установки на фиг. 1 только тем, что часть объема поршней насоса размещена внутри объема бегуна электродвигателя и за счет этого решения уменьшены габаритные размеры установки в целом. Радиальный зазор между основанием 5 бегуна и наружной поверхностью внешних цилиндров 16 и 17 насоса целесообразно иметь равным не менее половины толщины внешних цилиндров во избежание больших гидродинамических потерь.The installation of FIG. 2 differs from the installation in FIG. 1 only in that a part of the volume of the pump pistons is located inside the volume of the runner of the electric motor and due to this solution, the overall dimensions of the installation are reduced. It is advisable to have a radial clearance between the
В установке, изображенной на фиг. 3, внутренний неподвижный цилиндр нижней части насоса отсутствует, а нагнетательный клапан 26 размещен в верхней клапанной коробке. Такая же конструкция может быть использована в установке с размещением элементов насоса вне объема бегуна, т.е. установке, представленной на фиг. 1. Конструкция насоса при этом несколько упрощается, однако появляется опасность появления газовой пробки в отверстии, связывающем рабочую камеру нижней части насоса с выходной магистралью (в реальном устройстве длина отверстия составляет несколько метров). Поэтому такая конструкция может применяться только на месторождениях с малым содержанием газа в пластовой жидкости.In the installation of FIG. 3, the inner stationary cylinder of the lower part of the pump is absent, and the
Работа погружной установки с линейным электродвигателем и насосом двойного действия происходит следующим образом.The operation of the submersible installation with a linear electric motor and a double-acting pump is as follows.
При движении бегуна 4 вверх жидкость из рабочей камеры верхней части насоса вытесняется поршнем 14 через нагнетательный клапан 24 в выходную магистраль. Клапаны 23 и 26 закрыты давлением жидкости. Одновременно через всасывающий клапан 25 пластовая жидкость поступает в рабочую камеру нижней части насоса. При движении бегуна вниз жидкость из рабочей камеры нижней части насоса вытесняется поршнем 15 через нагнетательный клапан 26 в выходную магистраль. Клапаны 25 и 24 закрыты давлением жидкости. Одновременно через всасывающий клапан 23 пластовая жидкость поступает в рабочую камеру верхней части насоса. В дальнейшем циклы повторяются.When the
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013118977/06A RU2535900C1 (en) | 2013-04-23 | 2013-04-23 | Submersible plant with linear electric motor and double-acting pump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013118977/06A RU2535900C1 (en) | 2013-04-23 | 2013-04-23 | Submersible plant with linear electric motor and double-acting pump |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013118977A RU2013118977A (en) | 2014-10-27 |
RU2535900C1 true RU2535900C1 (en) | 2014-12-20 |
Family
ID=53286173
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013118977/06A RU2535900C1 (en) | 2013-04-23 | 2013-04-23 | Submersible plant with linear electric motor and double-acting pump |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2535900C1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2577671C1 (en) * | 2015-04-30 | 2016-03-20 | Юрий Федорович Богачук | Submersible pump unit |
WO2016122350A1 (en) * | 2015-01-26 | 2016-08-04 | Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostju "Inzhiniring Novykh Tekhnology Ekspluatatsii Skvazhin" | Submersible pumping unit |
WO2018109568A1 (en) * | 2016-12-14 | 2018-06-21 | Дмитрий Валерьевич ХАЧАТУРОВ | Submersible pump assembly with linear electric motor and double-acting pump |
RU183876U1 (en) * | 2018-01-18 | 2018-10-08 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Bidirectional linear submersible pump unit |
RU2669418C1 (en) * | 2017-11-28 | 2018-10-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технический центр инновационных технологий" (ООО "Центр ИТ") | Submersible rodless well pump plant |
RU196418U1 (en) * | 2019-12-12 | 2020-02-28 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Pump installation |
RU2783938C1 (en) * | 2021-12-14 | 2022-11-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Ойл Автоматика" | Plunger unit with linear motor |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5831353A (en) * | 1994-10-17 | 1998-11-03 | Bolding; Vance E. | Modular linear motor and method of constructing and using same |
RU2305797C1 (en) * | 2006-05-31 | 2007-09-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Техномаш-Хх1" | Pumping set |
CN101162017A (en) * | 2007-11-29 | 2008-04-16 | 赵润波 | Oil-submersible electromagnetic oil extraction pump |
US7445435B2 (en) * | 2001-06-13 | 2008-11-04 | Weatherford/Lamb, Inc. | Double-acting reciprocating downhole pump |
RU2422676C2 (en) * | 2009-07-31 | 2011-06-27 | Вениамин Николаевич Аноховский | Submersible plunger pump unit and its linear electric motor |
-
2013
- 2013-04-23 RU RU2013118977/06A patent/RU2535900C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5831353A (en) * | 1994-10-17 | 1998-11-03 | Bolding; Vance E. | Modular linear motor and method of constructing and using same |
US7445435B2 (en) * | 2001-06-13 | 2008-11-04 | Weatherford/Lamb, Inc. | Double-acting reciprocating downhole pump |
RU2305797C1 (en) * | 2006-05-31 | 2007-09-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Техномаш-Хх1" | Pumping set |
CN101162017A (en) * | 2007-11-29 | 2008-04-16 | 赵润波 | Oil-submersible electromagnetic oil extraction pump |
RU2422676C2 (en) * | 2009-07-31 | 2011-06-27 | Вениамин Николаевич Аноховский | Submersible plunger pump unit and its linear electric motor |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016122350A1 (en) * | 2015-01-26 | 2016-08-04 | Obschestvo S Ogranichennoi Otvetstvennostju "Inzhiniring Novykh Tekhnology Ekspluatatsii Skvazhin" | Submersible pumping unit |
RU2577671C1 (en) * | 2015-04-30 | 2016-03-20 | Юрий Федорович Богачук | Submersible pump unit |
WO2018109568A1 (en) * | 2016-12-14 | 2018-06-21 | Дмитрий Валерьевич ХАЧАТУРОВ | Submersible pump assembly with linear electric motor and double-acting pump |
RU2677773C2 (en) * | 2016-12-14 | 2019-01-21 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Submersible pump installation with linear electric motor, double acting pump and operation method thereof |
US10634131B2 (en) | 2016-12-14 | 2020-04-28 | Dmitrij Valerevich KHACHATUROV | Submersible pumping apparatus, comprising linear electric motor and double action pump |
RU2669418C1 (en) * | 2017-11-28 | 2018-10-11 | Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технический центр инновационных технологий" (ООО "Центр ИТ") | Submersible rodless well pump plant |
RU183876U1 (en) * | 2018-01-18 | 2018-10-08 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Bidirectional linear submersible pump unit |
RU196418U1 (en) * | 2019-12-12 | 2020-02-28 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Pump installation |
RU2783938C1 (en) * | 2021-12-14 | 2022-11-22 | Общество с ограниченной ответственностью "Ойл Автоматика" | Plunger unit with linear motor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013118977A (en) | 2014-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2535900C1 (en) | Submersible plant with linear electric motor and double-acting pump | |
RU2549381C1 (en) | Borehole linear motor | |
US7316270B2 (en) | Oil pumping unit using an electrical submersible pump driven by a circular linear synchronous three-phase motor with rare earth permanent magnet | |
RU2615775C1 (en) | Borehole pump unit | |
CA2912115C (en) | Oil-submersible linear motor oil extraction system | |
RU2677773C2 (en) | Submersible pump installation with linear electric motor, double acting pump and operation method thereof | |
EA201491468A1 (en) | DRIVE DEVICE FOR PUMP, COMPRESSOR OR SIMILAR DEVICE | |
US20160105091A1 (en) | Oil-submersible linear motor | |
RU2489600C2 (en) | Borehole plunger pump drive | |
US10702844B2 (en) | Linear permanent magnet motor driven downhole plunger pumping unit | |
RU182645U1 (en) | Modular submersible pump installation | |
RU2605789C2 (en) | Installation of electric submersible hydraulic piston pump | |
RU2521534C2 (en) | Borehole electrically driven pump | |
CN205036540U (en) | Latent oily linear electric motor oil production device of two effects | |
RU171485U1 (en) | Installation of a borehole plunger pump with a submersible linear electric drive | |
RU2525060C1 (en) | Downhole pump | |
SU1689657A1 (en) | Piston electrical pump | |
RU138124U1 (en) | INSTALLATION OF ELECTRIC SUBMERSIBLE HYDRAULIC PISTON PUMP | |
RU203221U1 (en) | INSTALLATION OF SUBMERSIBLE PLUNGER PUMP | |
RU2578746C1 (en) | Pump unit | |
CN204312301U (en) | Capsule combination pump | |
CN100560977C (en) | A kind of plunger oil-well pump of linear motor driving | |
RU2703902C1 (en) | Plunger pump with electromagnetic drive | |
RU2519154C1 (en) | Downhole pump unit | |
RU100568U1 (en) | HIGH PRESSURE SUBMERSIBLE ELECTROMAGNETIC PUMP |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170424 |