RU2577671C1 - Submersible pump unit - Google Patents

Submersible pump unit Download PDF

Info

Publication number
RU2577671C1
RU2577671C1 RU2015116450/06A RU2015116450A RU2577671C1 RU 2577671 C1 RU2577671 C1 RU 2577671C1 RU 2015116450/06 A RU2015116450/06 A RU 2015116450/06A RU 2015116450 A RU2015116450 A RU 2015116450A RU 2577671 C1 RU2577671 C1 RU 2577671C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cylinder
stator
rotor
pump unit
rings
Prior art date
Application number
RU2015116450/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Федорович Богачук
Original Assignee
Юрий Федорович Богачук
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 Юрий Федорович Богачук filed Critical Юрий Федорович Богачук
Priority to RU2015116450/06A priority Critical patent/RU2577671C1/en
Priority to PCT/RU2016/000007 priority patent/WO2016122350A1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2577671C1 publication Critical patent/RU2577671C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B47/00Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps
    • F04B47/06Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps having motor-pump units situated at great depth
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B17/00Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors
    • F04B17/03Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors
    • F04B17/04Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors using solenoids
    • F04B17/042Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors using solenoids the solenoid motor being separated from the fluid flow
    • F04B17/044Pumps characterised by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors driven by electric motors using solenoids the solenoid motor being separated from the fluid flow using solenoids directly actuating the piston

Abstract

FIELD: oil and gas industry; engines and pumps.
SUBSTANCE: pump unit comprises housing, suction valve, pressure valve, rotor, stator and Induction coil. Plunger-cylinder pair is made in the form of linear pump. Plunger consists of metal tube with permanent magnets with opposite poles, alternating with metal inserts is simultaneously and rotor pump unit. Cylinder rotor is made from alternating fused rings made from ferromagnetic and nonmagnetic materials and serves as an insulating tube. Stator consists of cylinder made of alternating fused rings ferromagnetic and non-magnetic materials and induction coils, contained in core box. Distance between the cylinder of rotor and stator cylinder is made with provision of minimum gap. Induction coils and box-cores are made with through round holes arranged coaxially with all inductance coils and boxes-cores, in which heat tubes are inserted, which are heat sink.
EFFECT: increased power and heat sink.
5 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к устройствам для добычи нефти, а именно к насосам и насосным агрегатам, предназначенным для подъема жидкостей с больших глубин.The present invention relates to devices for oil production, namely to pumps and pumping units designed for lifting liquids from great depths.

Известен патент на изобретение ЕАПО на №009268, МПК Е21В 43/00, F04B 47/00. «ПОГРУЖНОЕ НАСОСНОЕ УСТРОЙСТВО ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДЕЙСТВИЯ С ЧИСЛОВЫМ ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ» Погружное насосное устройство возвратно-поступательного действия с числовым программным управлением, содержащее сетчатую трубу, привод и насос, при этом все устройство предназначено для установки в подземном нефтяном пласте, привод состоит из статора и головки возвратно-поступательного действия со стальными сердечниками внутри статора, статор и головка формируют фрикционное соединение посредством опорных направляющих и стальных сердечников головки, отличающееся тем, что при наличии воздухонепроницаемой полости, верхний конец статора соединен с нижним концом насоса через сетчатую трубу, насос соединен с нефтяной трубой, нижний конец статора последовательно соединен с балансировочной сетчатой трубой, концевой пробкой и концевой соединительной муфтой. Внутри корпуса статора расположено множество групп круглых обмоток стальных сердечников с опорными направляющими между группами обмоток, стальные сердечники и круглые обмотки установлены вблизи друг от друга, на круглых внутренних поверхностях размещены уплотняющие втулки, соединенные концевыми крышками, в результате сформирована воздухонепроницаемая полость. Намотанные в радиальном направлении обмотки статора расположены в осевом направлении.A patent is known for the invention of EAPO No. 009268, IPC ЕВВ 43/00, F04B 47/00. "NUMERIC PUMPING RETURNING ACTIVITY DEVICE WITH NUMERIC SOFTWARE CONTROL" Submersible pumping device of reciprocating action with numerical program control containing a mesh pipe, a drive and a pump, while the whole device is designed for installation in an underground oil reservoir, the drive consists of a stator reciprocating heads with steel cores inside the stator, the stator and the head form a friction joint by means of support rails and steel cores of the head, characterized in that in the presence of an airtight cavity, the upper end of the stator is connected to the lower end of the pump through a mesh pipe, the pump is connected to an oil pipe, the lower end of the stator is connected in series with a balancing mesh pipe, an end plug and an end coupling. Inside the stator housing there are many groups of round windings of steel cores with supporting guides between the groups of windings, steel cores and round windings are installed close to each other, sealing sleeves connected by end caps are placed on the round inner surfaces, as a result, an airtight cavity is formed. The stator windings wound in the radial direction are located in the axial direction.

Опорные направляющие изготовлены из сплава, круглые внутренние поверхности изготовлены из сплава, опорные направляющие имеют меньшие внутренние диаметры, чем уплотняющие втулки. Стальные сердечники головки возвратно-поступательного действия размещены вокруг сплошного вала головки возвратно-поступательного действия с постоянными магнитами между стальными сердечниками, наружные поверхности круглых стальных сердечников изготовлены из сплава и они формируют фрикционное соединение с опорными направляющими посредством слоев из сплава на внутренних поверхностях опорных направляющих. Постоянные магниты отстоят друг от друга на одинаковом расстоянии между стальными сердечниками головки возвратно-поступательного действия и имеют меньший наружный диаметр, чем круглые стальные сердечники. С наружной стороны насосного цилиндра расположен корпус насоса, формирующий между ними круглое пространство для песчаного осадка и толкающий шток плунжера соединен с верхним концом вала головки возвратно-поступательного действия через сетчатую трубу. Нефтяная труба проходит к поверхности земли, и вывод обмоток статора соединен с находящимся на поверхности блоком цифрового программного управления.The support rails are made of alloy, the round inner surfaces are made of alloy, the support rails have smaller internal diameters than the sealing bushings. The steel cores of the reciprocating head are arranged around the continuous shaft of the reciprocating head with permanent magnets between the steel cores, the outer surfaces of the round steel cores are made of alloy and they form a friction joint with the supporting guides by means of layers of alloy on the inner surfaces of the supporting guides. Permanent magnets are spaced from each other at the same distance between the steel cores of the reciprocating head and have a smaller outer diameter than round steel cores. On the outside of the pump cylinder, there is a pump housing that forms a circular space for sand sediment between them and the pushing rod of the plunger is connected to the upper end of the shaft of the reciprocating head through a mesh pipe. The oil pipe passes to the surface of the earth, and the output of the stator windings is connected to a digital program control unit located on the surface.

Недостатком данного технического решения является малый отвод тепла, а также значительное снижение мощности при уменьшении размеров насосного агрегата.The disadvantage of this technical solution is the small heat dissipation, as well as a significant reduction in power while reducing the size of the pump unit.

Задачей предлагаемого изобретения является создание погружного насосного агрегата с обеспечением интенсивного теплоотвода и увеличенной мощности при минимальном размере.The task of the invention is the creation of a submersible pump unit with intensive heat removal and increased power with a minimum size.

Поставленная задача решается за счет того, что погружной насосный агрегат содержит корпус; всасывающий клапан; нагнетательный клапан; ротор; статор и индукционные катушки. Пара плунжер-цилиндр выполнена в виде линейного насоса, причем плунжер, состоящий из металлической трубки с постоянными магнитами со встречными полюсами, чередующимися с металлическими вставками, является одновременно и ротором насосного агрегата. Цилиндр ротора выполняет роль изолирующей трубы и выполнен из чередующихся сплавленных колец ферромагнитного и немагнитного материалов. Статор состоит из цилиндра статора, выполненного из чередующихся сплавленных колец ферромагнитного и немагнитного материалов и индукционных катушек, заключенных в короба-сердечники, а расстояние между цилиндром ротора и цилиндром статора выполнено с обеспечением минимального зазора. Индукционные катушки и короба-сердечники выполнены со сквозными круглыми отверстиями, расположенными соосно со всеми индукционными катушками и коробами-сердечниками, в которые вставлены тепловые трубки, один конец которых расположен внутри статора и является теплоприемником, а второй конец выведен в поток откачиваемой жидкости и является теплоотводом. Ширина колец немагнитного материала цилиндра ротора равна ширине постоянного магнита на металлической трубке. Ширина металлических вставок равна ширине колец ферромагнитного материала цилиндра ротора. Ширина колец ферромагнитного и немагнитного материала в цилиндре статора одинакова, а в цилиндре ротора ширина колец немагнитного материала вдвое больше колец ферромагнитного материала. Индукционные катушки, заключенные в короба-сердечники, выполненные таким образом, что сверху они имеют зазоры для вывода обмотки и полностью закрывают ширину индукционных катушек, а снизу, в месте соприкосновения с цилиндром статора, короба-сердечники расположены на одном уровне с кольцами ферромагнитного материала цилиндра статора.The problem is solved due to the fact that the submersible pump unit contains a housing; suction valve; discharge valve; rotor; stator and induction coils. A pair of plunger-cylinder is made in the form of a linear pump, and the plunger, consisting of a metal tube with permanent magnets with oncoming poles, alternating with metal inserts, is also the rotor of the pump unit. The rotor cylinder acts as an insulating pipe and is made of alternating fused rings of ferromagnetic and non-magnetic materials. The stator consists of a stator cylinder made of alternating fused rings of ferromagnetic and non-magnetic materials and induction coils enclosed in core boxes, and the distance between the rotor cylinder and the stator cylinder is made with a minimum clearance. Induction coils and core boxes are made with through round holes located coaxially with all induction coils and core boxes, into which heat pipes are inserted, one end of which is located inside the stator and is a heat sink, and the other end is brought into the pumped liquid flow and is a heat sink . The width of the rings of the non-magnetic material of the rotor cylinder is equal to the width of the permanent magnet on the metal tube. The width of the metal inserts is equal to the width of the rings of the ferromagnetic material of the rotor cylinder. The width of the rings of ferromagnetic and non-magnetic material in the stator cylinder is the same, and in the rotor cylinder the width of the rings of non-magnetic material is twice as large as the rings of the ferromagnetic material. Induction coils enclosed in core boxes made in such a way that they have gaps on the top for winding output and completely cover the width of the induction coils, and bottom, at the point of contact with the stator cylinder, the core boxes are flush with the rings of the ferromagnetic material of the cylinder stator.

Сущность изобретения поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:

Фиг. 1. - Вид погружного насосного агрегата в сечении.FIG. 1. - Sectional view of a submersible pump unit.

Фиг. 2 - Разрез по А-А погружного насосного агрегата.FIG. 2 - Section A-A of a submersible pump unit.

Фиг. 3 - Фрагмент сечения погружного насосного агрегата.FIG. 3 - A fragment of a section of a submersible pump unit.

Погружной насосный агрегат 1 содержит корпус 2; всасывающий клапан 3; нагнетательный клапан 4; ротор 5; статор 6 и индукционные катушки 7. Пара плунжер-цилиндр 8 выполнена в виде линейного насоса, причем плунжер 9, состоящий из металлической трубки с постоянными магнитами 10 со встречными полюсами, чередующимися с металлическими вставками 11, является одновременно и ротором 5 насосного агрегата 1. Цилиндр ротора 12 выполняет роль изолирующей трубы и выполнен из чередующихся сплавленных колец ферромагнитного 13 и немагнитного 14 материалов. Статор 6 состоит из цилиндра статора 15, выполненного из чередующихся сплавленных колец ферромагнитного 13 и немагнитного 14 материалов и индукционных катушек 7, заключенных в короба-сердечники 16, а расстояние между цилиндром ротора 12 и цилиндром статора 15 выполнено с обеспечением минимального зазора. Индукционные катушки 7 и короба-сердечники 16 выполнены со сквозными круглыми отверстиями 17, расположенными соосно со всеми индукционными катушками 7 и коробами-сердечниками 16, в которые вставлены тепловые трубки 18, один конец которых расположен внутри статора 6 и является теплоприемником, а второй конец выведен в поток откачиваемой жидкости и является теплоотводом. Ширина колец немагнитного 14 материала цилиндра ротора равна ширине постоянного магнита 10 на металлической трубке. Ширина металлических вставок 11 равна ширине колец ферромагнитного 13 материала цилиндра ротора. Ширина колец ферромагнитного 13 и немагнитного 14 материала в цилиндре статора 16 одинакова, а в цилиндре ротора 12 ширина колец немагнитного 14 материала вдвое больше колец ферромагнитного 13 материала. Индукционные катушки 7, заключенные в короба-сердечники 16, выполненные таким образом, что сверху они имеют зазоры 19 для вывода обмотки 20 и полностью закрывают ширину индукционных катушек 7, а снизу, в месте соприкосновения с цилиндром статора 15, короба-сердечники 16 расположены на одном уровне с кольцами ферромагнитного 13 материала цилиндра статора 15.Submersible pump unit 1 contains a housing 2; suction valve 3; discharge valve 4; rotor 5; the stator 6 and induction coils 7. The pair of plunger-cylinder 8 is made in the form of a linear pump, and the plunger 9, consisting of a metal tube with permanent magnets 10 with opposing poles, alternating with metal inserts 11, is also the rotor 5 of the pump unit 1. Cylinder the rotor 12 acts as an insulating pipe and is made of alternating fused rings of ferromagnetic 13 and non-magnetic 14 materials. The stator 6 consists of a stator cylinder 15 made of alternating fused rings of ferromagnetic 13 and non-magnetic 14 materials and induction coils 7 enclosed in core boxes 16, and the distance between the rotor cylinder 12 and the stator cylinder 15 is made with a minimum gap. Induction coils 7 and core boxes 16 are made with through round holes 17 located coaxially with all induction coils 7 and core boxes 16 into which heat pipes 18 are inserted, one end of which is located inside the stator 6 and is a heat receiver, and the other end is led out into the flow of pumped liquid and is a heat sink. The width of the rings of the non-magnetic 14 material of the rotor cylinder is equal to the width of the permanent magnet 10 on the metal tube. The width of the metal inserts 11 is equal to the width of the rings of the ferromagnetic 13 material of the rotor cylinder. The width of the rings of ferromagnetic 13 and non-magnetic 14 material in the cylinder of the stator 16 is the same, and in the cylinder of the rotor 12 the width of the rings of non-magnetic 14 material is twice as large as the rings of the ferromagnetic 13 material. Induction coils 7, enclosed in the core boxes 16, made in such a way that they have gaps 19 on top for outputting the winding 20 and completely cover the width of the induction coils 7, and below, at the point of contact with the stator cylinder 15, the core boxes 16 are located on flush with the rings of the ferromagnetic 13 material of the cylinder of the stator 15.

Погружной насосный агрегат служит для встраивания в погружной блок установки для добычи нефти, которая состоит из наземного блока, погружного блока и силового кабеля между наземным и погружным блоками.The submersible pump unit is used for integration into the submersible block of the oil production unit, which consists of a ground block, a submersible block and a power cable between the ground and submersible blocks.

Назначение наземного блока.Purpose of the ground block.

Наземный блок предназначен для питания погружного блока, задания уставок и режимов его работы, приема телеметрической информации от погружного блока, связи с внешней автоматизированной системой контроля и управления и визуализации технологических процессов.The ground unit is designed to power the submersible unit, set the settings and its operating modes, receive telemetric information from the submersible unit, communicate with an external automated system for monitoring and control and visualization of technological processes.

Назначение погружного блока.Appointment of the submersible block.

Погружной блок предназначен для откачки нефти из пласта по насосно-компрессорной трубе (НКТ), измерения рабочих параметров погружного насосного агрегата из скважины, передачу телеметрической и технологической информации в наземный блок, а также прием и выполнение команд от наземного блока.The submersible block is designed for pumping oil from the reservoir through a tubing, measuring the operating parameters of the submersible pump unit from the well, transmitting telemetric and technological information to the ground block, as well as receiving and executing commands from the ground block.

Назначение силового кабеля.Purpose of the power cable.

Силовой кабель предназначен для питания погружного блока, а также для передачи данных между наземным и погружным блоками.The power cable is designed to power the submersible unit, as well as to transfer data between the ground and submersible units.

В предлагаемом погружном насосном агрегате пара плунжер-цилиндр выполняется в виде линейного двигателя, где плунжер является одновременно ротором, а цилиндр, внутри которого ходит плунжер, выполняется в виде неподвижного статора.In the proposed submersible pumping unit, the plunger-cylinder pair is made in the form of a linear motor, where the plunger is simultaneously a rotor, and the cylinder inside which the plunger runs is made in the form of a fixed stator.

Управление движением погружного насосного агрегата осуществляется с помощью частотного преобразователя с микропроцессорным управлением, который может находиться либо на поверхности, либо быть встроенным в насосный агрегат в виде отдельного модуля. Определение положения позиции ротора относительно статора осуществляется датчиками магнитного поля, расположенными в статоре (на чертеже не показано).The movement of the submersible pump unit is controlled by a microprocessor-controlled frequency converter, which can either be located on the surface or integrated into the pump unit as a separate module. The position of the rotor relative to the stator is determined by magnetic field sensors located in the stator (not shown in the drawing).

Погружной насосный агрегат работает следующим образом:Submersible pump unit operates as follows:

При первом включении микропроцессорное устройство управления включает режим поиска положения ротора 5 по датчикам магнитного поля. Определив положение ротора 5, включается рабочий режим, заключающийся в посылке необходимой частоты, фазы и величины тока в соответствующие катушки. Индукционные катушки 7 статора подключают к сети трехфазного переменного тока, образуется магнитное поле. Это магнитное поле пересекает проводники обмотки 20 ротора 5 и индуцирует в них ЭДС, под действием которой по обмотке 20 начнут протекать токи. Взаимодействие токов с магнитным полем приводит к появлению силы, действующей в направлении перемещения магнитного поля. Ротор 5 под действием этой силы начинает двигаться.At the first start-up, the microprocessor control device includes a search mode for the position of the rotor 5 by magnetic field sensors. Having determined the position of the rotor 5, the operating mode is switched on, which consists in sending the necessary frequency, phase and current value to the corresponding coils. Induction coils 7 of the stator are connected to a three-phase alternating current network, a magnetic field is formed. This magnetic field crosses the conductors of the windings 20 of the rotor 5 and induces an EMF in them, under the influence of which currents begin to flow through the winding 20. The interaction of currents with a magnetic field leads to the appearance of a force acting in the direction of movement of the magnetic field. The rotor 5 under the action of this force begins to move.

Управление двигателем полностью аналогично управлению стандартным двигателем с постоянными магнитами с помощью частотного преобразователя. При этом контролируются все параметры, необходимые для нормальной работы двигателя (ток, напряжение, частота, температура и пр.)Motor control is completely analogous to the control of a standard permanent magnet motor using a frequency converter. At the same time, all parameters necessary for the normal operation of the motor (current, voltage, frequency, temperature, etc.) are controlled

Суть предлагаемого погружного насосного агрегата в следующем:The essence of the proposed submersible pump unit is as follows:

Погружной насосный агрегат 1 состоит из корпуса 2, представляющего собой стальную трубу, всасывающего клапана 3, защитного фильтра, цилиндра-статора 15, плунжера-ротора с нагнетательным клапаном 4. Корпус 2 имеет кабельный ввод для питания насосного агрегата 1 и соединяется с насосно-компрессорной трубой. Пара плунжер-цилиндр 8 выполнена в виде линейного двигателя, плунжер 9 является одновременно ротором 5, а цилиндр, внутри которого ходит плунжер 9, выполнен в виде неподвижного статора 6.The submersible pump unit 1 consists of a body 2, which is a steel pipe, a suction valve 3, a protective filter, a stator cylinder 15, a rotor plunger with a pressure valve 4. The body 2 has a cable entry for supplying the pump unit 1 and is connected to the pump compressor a pipe. A pair of plunger-cylinder 8 is made in the form of a linear motor, the plunger 9 is simultaneously a rotor 5, and the cylinder inside which the plunger 9 runs is made in the form of a fixed stator 6.

Цилиндр-статор 15 состоит из кольцевых стальных коробов-сердечников 16, в которые вкладываются кольцевые индукционные катушки 7, электрические выводы которых через специальные зазоры 19 в коробах-сердечниках 16 соединяются между собой в «звезду», толстостенного цилиндра, на котором расположены короба-сердечники 16 с индукционными катушками 7, причем цилиндр-статор 15 выполнен из герметично соединенных разнородных материалов в виде «слоеного пирога» в продольном разрезе, один из материалов является ферромагнитным, а другой немагнитным, при этом ширина ферромагнитного 13 слоя точно равна ширине стальных коробов-сердечников 16, то есть ферромагнитный 13 слой является продолжением короба-сердечника 16 индукционной катушки 7, что сводит величину воздушного зазора между статором 6 и ротором 5 к минимальной величине, порядка одной десятой доли миллиметра. Кольцевые индукционные катушки 7 и короба-сердечники 16 выполнены таким образом, что в них имеются сквозные отверстия 17, соосно расположенные по всей длине статора 6, куда вставлены тепловые трубки 18, на верхнем конце которых имеется радиатор, находящийся в потоке откачиваемой жидкости, тем самым обеспечивая эффективный теплоотвод тепла из статора 6.The stator cylinder 15 consists of ring steel core boxes 16, into which ring induction coils 7 are inserted, the electrical leads of which are connected through special gaps 19 in the core boxes 16 to each other into a “star”, a thick-walled cylinder on which core boxes are located 16 with induction coils 7, moreover, the stator cylinder 15 is made of hermetically connected dissimilar materials in the form of a “puff cake” in a longitudinal section, one of the materials is ferromagnetic and the other non-magnetic, when ohm width ferromagnetic 13 layer is exactly equal to the width of the steel boxes, cores 16, i.e. ferromagnetic 13 layer is a continuation of the box-core 16 of the induction coil 7, which reduces the air gap between the stator 6 and the rotor 5 to the minimum value of the order of one tenth of a millimeter. The annular induction coils 7 and the core boxes 16 are made in such a way that they have through holes 17 coaxially located along the entire length of the stator 6, into which heat pipes 18 are inserted, at the upper end of which there is a radiator located in the pumped liquid flow, thereby providing effective heat dissipation of heat from the stator 6.

Ротор 5 состоит из постоянных кольцевых магнитов 10 с металлическими вставками 11 между ними. Магниты 10 попарно собираются таким образом, чтобы их магнитные полюса были направлены встречно друг другу, так чтобы образовалась линейная последовательность «северных» и «южных» полюсов. Ширина металлических вставок 11 между магнитами 10 равна ширине сердечника индукционной катушки 7, а расстояние между центрами одноименных полюсов точно равно утроенной ширине сердечника с индукционной катушкой 7. Ротор 5 собран на немагнитной трубе, а сверху может быть защищен трубой, выполненной по технологии цилиндра.The rotor 5 consists of permanent ring magnets 10 with metal inserts 11 between them. The magnets 10 are assembled in pairs so that their magnetic poles are directed opposite each other, so that a linear sequence of “north” and “south” poles is formed. The width of the metal inserts 11 between the magnets 10 is equal to the width of the core of the induction coil 7, and the distance between the centers of the poles of the same name is exactly equal to the triple width of the core with the induction coil 7. The rotor 5 is assembled on a non-magnetic pipe, and can be protected from above by a pipe made using cylinder technology.

Предлагаемая конструкция имеет следующие преимущества по сравнению с прототипом:The proposed design has the following advantages compared to the prototype:

1. Усиление интенсивности теплоотвода1. The increase in heat sink intensity

2. Экономичность2. Profitability

3. Уменьшение размера при аналогичной мощности3. Downsizing at the same power

4. Увеличение мощности при аналогичном размере4. Power increase at the same size

5. Максимальная изоляция от воздействия внешней среды5. Maximum isolation from environmental influences

Все вышесказанное говорит о выполнении поставленной технической задачи: создание погружного насосного агрегата с обеспечением интенсивного теплоотвода и увеличенной мощности при минимальном размере и о промышленной применимости заявленного устройства.All of the above indicates the fulfillment of the technical task: the creation of a submersible pump unit with intensive heat removal and increased power with a minimum size and the industrial applicability of the claimed device.

Перечень позиций:The list of positions:

1. Насосный агрегат1. The pump unit

2. Корпус2. Case

3. Всасывающий клапан3. Suction valve

4. Нагнетательный клапан4. Discharge valve

5. Ротор5. The rotor

6. Статор6. Stator

7. Индукционные катушки7. Induction coils

8. Пара плунжер-цилиндр8. A pair of plunger-cylinder

9. Плунжер9. Plunger

10. Постоянные магниты10. Permanent magnets

11. Металлические вставки11. Metal inserts

12. Цилиндр ротора12. The rotor cylinder

13. Кольцо ферромагнитного материала13. The ring of ferromagnetic material

14. Кольцо немагнитного материала14. Ring of non-magnetic material

15. Цилиндр статора15. Stator cylinder

16. Короба-сердечники16. Boxes-cores

17. Сквозные круглые отверстия17. Through round holes

18. Тепловая трубка18. Heat pipe

19. Зазоры19. Clearances

20. Обмотка20. Winding

Claims (5)

1. Погружной насосный агрегат, содержащий корпус, всасывающий клапан, нагнетательный клапан, ротор, статор и индукционные катушки,
отличающийся тем, что
пара плунжер-цилиндр выполнена в виде линейного насоса, причем плунжер, состоящий из металлической трубки с постоянными магнитами со встречными полюсами, чередующимися с металлическими вставками, является одновременно и ротором насосного агрегата, а цилиндр ротора выполняет роль изолирующей трубы и выполнен из чередующихся сплавленных колец ферромагнитного и немагнитного материалов, при этом статор состоит из цилиндра статора, выполненного из чередующихся сплавленных колец ферромагнитного и немагнитного материалов и индукционных катушек, заключенных в короба-сердечники, а расстояние между цилиндром ротора и цилиндром статора выполнено с обеспечением минимального зазора, причем индукционные катушки и короба-сердечники выполнены со сквозными круглыми отверстиями, расположенными соосно со всеми индукционными катушками и коробами-сердечниками, в которые вставлены тепловые трубки, один конец которых расположен внутри статора и является теплоприемником, а второй конец выведен в поток откачиваемой жидкости и является теплоотводом.
1. Submersible pump unit comprising a housing, a suction valve, a discharge valve, a rotor, a stator and induction coils,
characterized in that
the plunger-cylinder pair is made in the form of a linear pump, the plunger consisting of a metal tube with permanent magnets with oncoming poles alternating with metal inserts is also the rotor of the pump unit, and the rotor cylinder acts as an insulating pipe and is made of alternating fused rings of a ferromagnetic and non-magnetic materials, while the stator consists of a stator cylinder made of alternating fused rings of ferromagnetic and non-magnetic materials and induction of the coils enclosed in the core boxes, and the distance between the rotor cylinder and the stator cylinder is provided with a minimum clearance, moreover, the induction coils and core boxes are made with through round holes located coaxially with all induction coils and core boxes into which the thermal tubes, one end of which is located inside the stator and is a heat sink, and the second end is brought into the stream of pumped liquid and is a heat sink.
2. Погружной насосный агрегат по п. 1, отличающийся тем, что ширина колец немагнитного материала цилиндра ротора равна ширине постоянного магнита на металлической трубке.2. Submersible pumping unit according to claim 1, characterized in that the width of the rings of the non-magnetic material of the rotor cylinder is equal to the width of the permanent magnet on the metal tube. 3. Погружной насосный агрегат по п. 1, отличающийся тем, что ширина металлических вставок равна ширине колец ферромагнитного материала цилиндра ротора.3. The submersible pump unit according to claim 1, characterized in that the width of the metal inserts is equal to the width of the rings of the ferromagnetic material of the rotor cylinder. 4. Погружной насосный агрегат по п. 1, отличающийся тем, что ширина колец ферромагнитного и немагнитного материала в цилиндре статора одинакова, а в цилиндре ротора ширина колец немагнитного материала вдвое больше колец ферромагнитного материала.4. The submersible pump unit according to claim 1, characterized in that the width of the rings of the ferromagnetic and non-magnetic material in the stator cylinder is the same, and in the rotor cylinder the width of the rings of non-magnetic material is twice as large as the rings of the ferromagnetic material. 5. Погружной насосный агрегат по п. 1, отличающийся тем, что индукционные катушки, заключенные в короба-сердечники, выполнены таким образом, что сверху они имеют зазоры для вывода обмотки и полностью закрывают ширину индукционных катушек, а снизу, в месте соприкосновения с цилиндром статора, короба-сердечники расположены на одном уровне с кольцами ферромагнитного материала цилиндра статора. 5. The submersible pump unit according to claim 1, characterized in that the induction coils enclosed in the core boxes are made in such a way that they have gaps for winding output on top and completely cover the width of the induction coils, and below, at the point of contact with the cylinder the stator, the box-cores are located on the same level with the rings of the ferromagnetic material of the stator cylinder.
RU2015116450/06A 2015-01-26 2015-04-30 Submersible pump unit RU2577671C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015116450/06A RU2577671C1 (en) 2015-04-30 2015-04-30 Submersible pump unit
PCT/RU2016/000007 WO2016122350A1 (en) 2015-01-26 2016-01-15 Submersible pumping unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015116450/06A RU2577671C1 (en) 2015-04-30 2015-04-30 Submersible pump unit

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2577671C1 true RU2577671C1 (en) 2016-03-20

Family

ID=55647958

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015116450/06A RU2577671C1 (en) 2015-01-26 2015-04-30 Submersible pump unit

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2577671C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107923386A (en) * 2016-07-29 2018-04-17 垂直极限有限责任公司 Oilwell drilling pump installation
RU186213U1 (en) * 2018-03-20 2019-01-11 Дмитрий Валерьевич Хачатуров Linear drive submersible pump installation
RU2701653C1 (en) * 2019-04-24 2019-09-30 Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технический центр инновационных технологий" (ООО "Центр ИТ") Submersible rodless pump unit

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU521396A1 (en) * 1971-06-15 1976-07-15 Submersible plunger pump
RU2422676C2 (en) * 2009-07-31 2011-06-27 Вениамин Николаевич Аноховский Submersible plunger pump unit and its linear electric motor
US8863837B2 (en) * 2005-02-24 2014-10-21 Well Master Corp Plunger lift control system arrangement
RU2535900C1 (en) * 2013-04-23 2014-12-20 Анатолий Михайлович Санталов Submersible plant with linear electric motor and double-acting pump

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU521396A1 (en) * 1971-06-15 1976-07-15 Submersible plunger pump
US8863837B2 (en) * 2005-02-24 2014-10-21 Well Master Corp Plunger lift control system arrangement
RU2422676C2 (en) * 2009-07-31 2011-06-27 Вениамин Николаевич Аноховский Submersible plunger pump unit and its linear electric motor
RU2535900C1 (en) * 2013-04-23 2014-12-20 Анатолий Михайлович Санталов Submersible plant with linear electric motor and double-acting pump

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107923386A (en) * 2016-07-29 2018-04-17 垂直极限有限责任公司 Oilwell drilling pump installation
RU186213U1 (en) * 2018-03-20 2019-01-11 Дмитрий Валерьевич Хачатуров Linear drive submersible pump installation
RU2701653C1 (en) * 2019-04-24 2019-09-30 Общество с ограниченной ответственностью "Инженерно-технический центр инновационных технологий" (ООО "Центр ИТ") Submersible rodless pump unit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9260954B2 (en) Linear electric motor for artificial lift system
RU2549381C1 (en) Borehole linear motor
RU2615775C1 (en) Borehole pump unit
US7378769B2 (en) Electric motors for powering downhole tools
RU2577671C1 (en) Submersible pump unit
CA2548908A1 (en) A nc reciprocating immersible oil pump
US20200119612A1 (en) ESP Motor with Sealed Stator Windings and Stator Chamber
US9726166B2 (en) Magnetic rotational to linear actuator for well pumps
US10309381B2 (en) Downhole motor driven reciprocating well pump
GB2438493A (en) Electric motors for powering downhole tools
RU2677773C2 (en) Submersible pump installation with linear electric motor, double acting pump and operation method thereof
RU179850U1 (en) Submersible linear motor
GB2505961A (en) Pump for lifting fluid from a wellbore
US20160105091A1 (en) Oil-submersible linear motor
RU2669418C1 (en) Submersible rodless well pump plant
US9484784B2 (en) Electric motor systems and methods
US20170284177A1 (en) Linear permanent magnet motor driven downhole plunger pumping unit
RU156794U1 (en) PUMP UNIT OPERATING MODULE
RU185350U1 (en) Submersible linear motor
RU2701653C1 (en) Submersible rodless pump unit
WO2017074213A8 (en) Stator of a submersible linear electric motor and method for assembling said stator
RU107002U1 (en) VENTAL SECTIONAL MOTOR
US20210372244A1 (en) Downhole pump with switched reluctance motor
RU2695163C1 (en) Submersible rod-type pump unit
WO2016122350A1 (en) Submersible pumping unit

Legal Events

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

Effective date: 20190501