RU2600840C1 - Submersible volumetric pump - Google Patents
Submersible volumetric pump Download PDFInfo
- Publication number
- RU2600840C1 RU2600840C1 RU2015147046/06A RU2015147046A RU2600840C1 RU 2600840 C1 RU2600840 C1 RU 2600840C1 RU 2015147046/06 A RU2015147046/06 A RU 2015147046/06A RU 2015147046 A RU2015147046 A RU 2015147046A RU 2600840 C1 RU2600840 C1 RU 2600840C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pump
- piston
- suction
- oil
- working
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B47/00—Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps
- F04B47/06—Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps having motor-pump units situated at great depth
- F04B47/08—Pumps or pumping installations specially adapted for raising fluids from great depths, e.g. well pumps having motor-pump units situated at great depth the motors being actuated by fluid
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к насосостроению и может быть использовано в нефтедобывающей промышленности при эксплуатации малодебитных скважин с осложненными характеристиками нефтяного пласта.The invention relates to a pump engineering and can be used in the oil industry in the operation of low-production wells with complicated characteristics of the oil reservoir.
Уровень техникиState of the art
Из уровня техники известен скважинный электрогидроприводной насосный агрегат, см. патент RU 2116512, опубл. 27.07.1998. Скважинный электрогидроприводной насосный агрегат содержит кинематически связанные друг с другом погружной электродвигатель и приводной насос, а также рабочий насос со всасывающим и нагнетательным клапанами. Снабжен гидродвигателем, причем гидродвигатель и рабочий насос выполнены каждый в виде цилиндра и плунжера со штоком, штоки плунжеров соединены друг с другом, полости цилиндра гидродвигателя связаны через распределитель с входом и выходом приводного насоса, всасывающий клапан размещен в плунжере, а нагнетательный - в верхней части цилиндра рабочего насоса, цилиндр и плунжер рабочего насоса имеют отверстия для приема добываемой жидкости, при этом агрегат снабжен баком, имеющим компенсатор объема и соединенным с входом приводного насоса.The prior art well-known electro-hydraulic pumping unit, see patent RU 2116512, publ. 07/27/1998. The borehole electrohydraulic drive unit contains kinematically connected to each other a submersible electric motor and a drive pump, as well as a working pump with suction and discharge valves. It is equipped with a hydraulic motor, moreover, the hydraulic motor and the working pump are each made in the form of a cylinder and a plunger with a rod, the piston rods are connected to each other, the cavity of the hydraulic motor cylinder is connected through the distributor to the input and output of the drive pump, the suction valve is located in the plunger, and the discharge valve is in the upper part the working pump cylinder, the working pump cylinder and plunger have openings for receiving the produced fluid, while the unit is equipped with a tank having a volume compensator and connected to the input of the drive pump.
К недостаткам известной конструкции можно отнести то, что расположение клапанов в верхнем неподвижном ниппеле осложняет вынос механических примесей из верхней рабочей камеры, в результате происходит постепенное накопление твердых частиц, приводящих к преждевременному износу штока, его направляющих и системы уплотнений, а также к заклиниванию рабочего насоса.The disadvantages of the known design include the fact that the location of the valves in the upper fixed nipple complicates the removal of mechanical impurities from the upper working chamber, resulting in a gradual accumulation of solid particles, leading to premature wear of the rod, its guides and sealing system, as well as jamming of the working pump .
Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является плунжерный погружной объемный насос. Известное устройство содержит погружной электродвигатель, приводной маслонасос, плунжерный рабочий насос с всасывающим и нагнетательным клапанами, масляный бак с фильтрами тонкой очистки масла, компенсатор объемного расширения масла и гидродвигатель, подпоршневые полости которого подключены через автоматический реверсивный клапан к всасывающей и нагнетательной линиям приводного маслонасоса, причем на последней установлен предохранительный клапан, а поршень гидродвигателя соединен с плунжером рабочего насоса, при этом электродвигатель снабжен протектором, через вал которого вал электродвигателя кинематически связан с валом приводного маслонасоса. (Патент РФ на полезную модель №123857, F04B 47/08, опубл. 10.01.2013).The closest analogue of the claimed invention is a plunger submersible displacement pump. The known device comprises a submersible electric motor, a driving oil pump, a plunger working pump with suction and discharge valves, an oil tank with fine oil filters, a volume expansion compensator for the oil, and a hydraulic motor, the piston cavities of which are connected through an automatic reversing valve to the suction and discharge lines of the driving oil pump, a safety valve is installed on the latter, and the hydraulic piston is connected to the plunger of the working pump, while the electric Atel is provided with a tread, through which the shaft of the motor shaft is kinematically connected to the drive shaft of the oil pump. (RF patent for utility model No. 123857,
К недостаткам известной конструкции можно отнести расположение клапанов в плунжере и в неподвижном ниппеле, что осложняет вынос механических примесей из верхней рабочей камеры, тем самым может произойти постепенное накопление твердых частиц, приводящих к преждевременному износу штока, его направляющих и системы уплотнений, а также к заклиниванию рабочего насоса.The disadvantages of the known design include the location of the valves in the plunger and in the stationary nipple, which complicates the removal of mechanical impurities from the upper working chamber, thereby gradual accumulation of solid particles can occur, leading to premature wear of the stem, its guides and sealing system, as well as jamming working pump.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Задачей, решаемой заявленным изобретением, является повышение надежности оборудования.The problem solved by the claimed invention is to increase the reliability of equipment.
Технический результат заявленного изобретения заключается в предотвращении скоплений механических примесей в рабочей полости насоса и тем самым в повышении надежности работы насоса.The technical result of the claimed invention is to prevent the accumulation of mechanical impurities in the working cavity of the pump and thereby increase the reliability of the pump.
Указанный технический результат достигается за счет того, что погружной объемный насос, содержащий кинематически связанные друг с другом погружной маслозаполненный электродвигатель, протектор, приводной насос, масляный бак с фильтрами тонкой очистки масла, компенсатор объемного расширения масла, гидрораспределитель, фильтр тонкой очистки, предохранительный клапан, фильтр, диафрагму, двухпоршневой рабочий насос с всасывающими и нагнетательными клапанами, жестко связанный через шток с поршневым гидродвигателем, компенсационный узел, дополнительно содержит центральный ниппель рабочего насоса, в котором выполнены всасывающие каналы, при этом в каждом всасывающем канале установлен всасывающий клапан, в нижнем и верхнем поршнях рабочего насоса выполнены нагнетательные каналы, при этом в каждом нагнетательном канале установлен нагнетательный клапан, а упомянутые всасывающие и нагнетательные каналы выполнены таким образом, чтобы всасываемая и перекачиваемая пластовая жидкость проходила через всасывающие и нагнетательные клапаны снизу вверх.The specified technical result is achieved due to the fact that the submersible positive displacement pump containing kinematically connected to each other a submersible oil-filled electric motor, protector, drive pump, oil tank with fine filters, oil volume expansion compensator, valve, fine filter, safety valve, a filter, a diaphragm, a two-piston working pump with suction and discharge valves, rigidly connected through a rod to a piston hydraulic motor, a compensation unit, additionally contains a central nipple of the working pump, in which the suction channels are made, while a suction valve is installed in each suction channel, pressure channels are made in the lower and upper pistons of the working pump, a pressure valve is installed in each pressure channel, and the suction and pressure channels are mentioned made in such a way that the suction and pumped formation fluid passes through the suction and discharge valves from the bottom up.
В частном случае реализации заявленного изобретения протектор электродвигателя и компенсатор объемного расширения масла выполнены в виде единого блока.In the particular case of the implementation of the claimed invention, the motor protector and the expansion joint expansion oil are made in the form of a single unit.
В частном случае реализации заявленного изобретения приводной насос выполнен шестеренчатым.In the particular case of the implementation of the claimed invention, the drive pump is made gear.
В частном случае реализации заявленного изобретения приводной насос выполнен аксиально-поршневым.In the particular case of the implementation of the claimed invention, the drive pump is made axial-piston.
В частном случае реализации заявленного изобретения в компенсационный узел выполнен диафрагменным.In the particular case of the implementation of the claimed invention in the compensation unit is made diaphragm.
В частном случае реализации заявленного изобретения трущиеся поверхности и/или поверхности, имеющие контакт с перекачиваемой жидкостью, выполнены с предварительно химико-термической обработкой, повышающей их характеристики.In the particular case of the implementation of the claimed invention, friction surfaces and / or surfaces in contact with the pumped liquid are preliminarily chemically-heat treated to increase their characteristics.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Детали, признаки, а также преимущества настоящего изобретения следуют из нижеследующего описания вариантов реализации заявленного погружного объемного насоса с использованием чертежа (фиг.1), на котором показан погружной объемный насос, продольный разрез.Details, features, and advantages of the present invention follow from the following description of embodiments of the claimed submersible displacement pump using the drawing (Fig. 1), which shows a submersible displacement pump, a longitudinal section.
На фиг.1 цифрами обозначены следующие позиции:In figure 1, the numbers indicate the following positions:
1 - погружной маслозаполненный электродвигатель; 2 - протектор; 3 - вал; 4 - приводной насос; 5 - диафрагма; 6 - корпус приводного насоса; 7 - фильтр; 8 - фильтр тонкой очистки; 9 - предохранительный клапан; 10 - гидрораспределитель; 11 - канал; 12 - канал; 13 - поршень гидродвигателя; 14 - шток поршня гидродвигателя; 15 - нижний поршень рабочего насоса; 16 - верхний поршень рабочего насоса; 17 - шток; 18 - центральный ниппель рабочего насоса; 19 - нагнетательный клапан; 20 - нагнетательный клапан; 21 - всасывающий клапан; 22 - всасывающий клапан; 23 - нагнетательный канал; 24 - поршень; 25 - корпус; 26 - цилиндр компенсационного узла; 27 - канал; 28 - канал; 29 - канал; 30 - всасывающий канал; 31 - нагнетательный канал; 32 - верхний ниппель рабочего насоса; 33 - нижний ниппель рабочего насоса; 34 - ниппель гидродвигателя; 35 - ниппель компенсационного узла; 36 - ниппель приводного устройства; 37 - корпус гидродвигателя; 38 - корпус рабочего насоса; 39 - цилиндр гидродвигателя; 40 - канал; 41 - канал; 42 - плунжер рабочего насос; 43 - направляющий шток; 44 - компенсационный цилиндр; 45 - всасывающий канал; 46 - нагнетательный канал; 47 - надпоршневая область нижнего поршня рабочего насоса; 48 - подпоршневая область нижнего поршня рабочего насоса; 49 - подпоршневая область верхнего поршня рабочего насоса; 50 - надпоршневая область верхнего поршня рабочего насоса; 52 - канал поршня гидродвигателя; 53 - надпоршневая область поршня гидродвигателя; 54 - подпоршневая область поршня гидродвигателя; 55 - надпоршневая область поршня компенсационного узла; 56 - подпоршневая область поршня компенсационного узла.1 - submersible oil-filled electric motor; 2 - tread; 3 - shaft; 4 - drive pump; 5 - aperture; 6 - drive pump housing; 7 - filter; 8 - fine filter; 9 - safety valve; 10 - a hydrodistributor; 11 - channel; 12 - channel; 13 - a piston of a hydraulic motor; 14 - the piston rod of the hydraulic motor; 15 - the lower piston of the working pump; 16 - the upper piston of the working pump; 17 - a stock; 18 - the central nipple of the working pump; 19 - discharge valve; 20 - discharge valve; 21 - a suction valve; 22 - a suction valve; 23 - discharge channel; 24 - a piston; 25 - case; 26 - cylinder compensation unit; 27 - channel; 28 - channel; 29 - channel; 30 - suction channel; 31 - discharge channel; 32 - the upper nipple of the working pump; 33 - lower nipple of the working pump; 34 - a nipple of a hydraulic motor; 35 - nipple compensation node; 36 - nipple of the drive device; 37 - housing of the hydraulic motor; 38 - housing of the working pump; 39 - cylinder of a hydraulic motor; 40 - channel; 41 - channel; 42 - plunger of the working pump; 43 - a directing rod; 44 - compensation cylinder; 45 - suction channel; 46 - discharge channel; 47 - the over-piston region of the lower piston of the working pump; 48 - subpiston area of the lower piston of the working pump; 49 - subpiston area of the upper piston of the working pump; 50 - the over-piston region of the upper piston of the working pump; 52 - channel of the piston of the hydraulic motor; 53 - the over-piston region of the hydraulic piston; 54 - subpiston area of the hydraulic piston; 55 - piston area of the piston of the compensation unit; 56 - piston area of the piston of the compensation unit.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Погружной объемный насос крепится к колонне стандартных насосно-компрессорных труб (НКТ).A submersible positive displacement pump is attached to a string of standard tubing (tubing).
Погружной объемный насос состоит из последовательно установленных основных элементов:Submersible displacement pump consists of sequentially installed main elements:
погружного маслозаполненного электродвигателя, протектора, приводного устройства, гидродвигателя, рабочего насоса, компенсационного узла, при этом приводное устройство соединено с гидродвигателем посредством ниппеля приводного устройства, гидродвигатель соединен с рабочим насосом посредством нижнего ниппеля рабочего насоса, а рабочий насос соединен с компенсационным узлом посредством верхнего ниппеля рабочего насоса. В рабочем насосе дополнительно установлен центральный ниппель рабочего насоса.oil immersed electric motor, tread, drive unit, hydraulic motor, working pump, compensation unit, while the drive unit is connected to the hydraulic motor via the nipple of the drive device, the hydraulic motor is connected to the working pump via the lower nipple of the working pump, and the working pump is connected to the compensation unit by means of the upper nipple working pump. In the working pump, the central nipple of the working pump is additionally installed.
Приводное устройство содержит установленные в корпусе (6) гидрораспределитель (10) с всасывающей и нагнетательной линиями, выполненный, например, в виде автоматического реверсивного клапана, фильтр тонкой очистки (8), предохранительный клапан (9), приводной насос (4), фильтр (7), вал (3) и диафрагму (5), ниппель (36) приводного устройства. Полость корпуса (6) приводного устройства заполнена гидравлическим маслом. Таким образом, корпус (6) приводного устройства образует масляный бак. На входе в приводной насос (4) установлен фильтр (7), а выход приводного насоса (4) через напорную линию соединен с входом гидрораспределителя (10), причем на указанной напорной линии между гидрораспределителем (10) и приводным насосом (4) установлен фильтр тонкой очистки (8) и предохранительный клапан (9). Всасывающая и нагнетательная линии гидрораспределителя подключены к каналам (40, 41), выполненным в ниппеле (36). Диафрагма (5) служит компенсатором объемного расширения масла.The drive device contains a valve (10) installed in the housing (6) with a suction and discharge lines, made, for example, in the form of an automatic reversing valve, a fine filter (8), a safety valve (9), a drive pump (4), a filter ( 7), the shaft (3) and the diaphragm (5), the nipple (36) of the drive device. The cavity of the housing (6) of the drive unit is filled with hydraulic oil. Thus, the housing (6) of the drive device forms an oil tank. A filter (7) is installed at the inlet to the drive pump (4), and the output of the drive pump (4) is connected through the pressure line to the inlet of the control valve (10), and a filter is installed on the specified pressure line between the control valve (10) and the drive pump (4) fine cleaning (8) and safety valve (9). The suction and discharge lines of the control valve are connected to channels (40, 41) made in a nipple (36). The diaphragm (5) compensates for the volume expansion of the oil.
Гидродвигатель состоит из корпуса (37), поршня гидродвигателя (13), направляющего штока (43), штока поршня (14) гидродвигателя, цилиндра (39) и ниппеля гидродвигателя (34). Причем в ниппеле (34) гидродвигателя выполнен канал (11). Направляющий шток (43) выполнен полым, внутренняя полость которого образует канал (12), а в поршне (13) гидродвигателя выполнены каналы, являющиеся продолжением канала (12). Цилиндр (39) установлен в корпусе (37) гидродвигателя между ниппелем (36) и ниппелем (34) с зазором от корпуса (37) гидродвигателя.The hydraulic motor consists of a housing (37), a hydraulic piston (13), a guide rod (43), a piston rod (14) of a hydraulic motor, a cylinder (39) and a hydraulic motor nipple (34). Moreover, a channel (11) is made in the nipple (34) of the hydraulic motor. The guide rod (43) is hollow, the inner cavity of which forms a channel (12), and channels are made in the piston (13) of the hydraulic motor, which are a continuation of the channel (12). The cylinder (39) is installed in the housing (37) of the hydraulic motor between the nipple (36) and the nipple (34) with a gap from the housing (37) of the hydraulic motor.
Рабочий насос состоит из корпуса (38), нижнего ниппеля рабочего насоса (33), штока (17), двух поршней рабочего насоса - нижнего (15) и верхнего (16), центрального ниппеля (18) рабочего насоса, верхнего ниппеля (32) рабочего насоса и компенсационного цилиндра (44).The working pump consists of a housing (38), a lower nipple for the working pump (33), a rod (17), two pistons for the working pump - the lower (15) and upper (16), the central nipple (18) of the working pump, and the upper nipple (32) working pump and compensation cylinder (44).
Поршни рабочего насоса (15, 16) жестко соединены между собой полым штоком (17). В свою очередь верхний поршень (16) жестко соединен с плунжером рабочего насоса (42), при этом плунжер (42) рабочего насоса выполнен полым. Нижний поршень (15) рабочего насоса жестко соединен со штоком (14) поршня гидродвигателя.The pistons of the working pump (15, 16) are rigidly interconnected by a hollow rod (17). In turn, the upper piston (16) is rigidly connected to the plunger of the working pump (42), while the plunger (42) of the working pump is hollow. The lower piston (15) of the working pump is rigidly connected to the piston rod (14) of the hydraulic motor piston.
Внутри штока (17) дополнительно установлен полый компенсационный цилиндр (44), внутренняя полость которого образует канал (28). Внутренняя полость штока (17) образует нагнетательный канал (23). Канал (28) соединяет подпоршневую зону рабочего поршня (15) и надпоршневую зону рабочего поршня (16) для обеспечения перетекания компенсационного масла из одной зоны в другую.Inside the rod (17), an additional hollow compensation cylinder (44) is installed, the inner cavity of which forms a channel (28). The inner cavity of the rod (17) forms the discharge channel (23). The channel (28) connects the under-piston zone of the working piston (15) and the over-piston zone of the working piston (16) to ensure that the compensation oil flows from one zone to another.
В нижнем поршне (15) рабочего насоса выполнен нагнетательный канал (31), в котором расположен нагнетательный клапан (19), а в верхнем поршне (16) рабочего насоса выполнен нагнетательный канал (46), в котором установлен нагнетательный клапан (20).In the lower piston (15) of the working pump, a discharge channel (31) is made in which the discharge valve (19) is located, and in the upper piston (16) of the working pump a discharge channel (46) is made in which the discharge valve (20) is installed.
Между нижним поршнем (15) рабочего насоса и верхним поршнем (16) рабочего насоса установлен центральный ниппель (18), внутри которого проходит шток (17) рабочего насоса.Between the lower piston (15) of the working pump and the upper piston (16) of the working pump, a central nipple (18) is installed, inside which the rod (17) of the working pump passes.
Причем в верхнем ниппеле (32) рабочего насоса выполнен канал (27), а в центральном ниппеле (18) рабочего насоса выполнены два всасывающих канала (45 и 30), при этом в каждом канале (45 и 30) установлены всасывающие клапаны (21, 22).Moreover, a channel (27) is made in the upper nipple (32) of the working pump, and two suction channels (45 and 30) are made in the central nipple (18) of the working pump, while in each channel (45 and 30) there are suction valves (21, 22).
Каналы (30, 45) выполнены в ниппеле (18) таким образом, чтобы всасывающаяся пластовая жидкость проходила через всасывающие клапаны (21) и (22) снизу вверх. Выполнение всасывающих каналов (30, 45) позволяет расположить всасывающие клапаны (21, 22) так, что поток всасываемой пластовой жидкости проходит снизу вверх через эти клапаны, в результате чего не образуется отстойных зон для накопления и осаждения механических примесей внутри всасывающих клапанов, содержащихся во всасываемой пластовой жидкости.The channels (30, 45) are made in the nipple (18) so that the suction formation fluid passes through the suction valves (21) and (22) from the bottom up. The implementation of the suction channels (30, 45) allows you to arrange the suction valves (21, 22) so that the flow of the suction reservoir fluid passes from bottom to top through these valves, as a result of which no settling zones are formed for the accumulation and deposition of solids inside the suction valves contained in suctioned formation fluid.
В нижнем поршне (15) рабочего насоса выполнен нагнетательный канал (31), в котором расположен нагнетательный клапан (19), а в верхнем поршне (16) рабочего насоса выполнен нагнетательный канал (46), в котором установлен нагнетательный клапан (20).In the lower piston (15) of the working pump, a discharge channel (31) is made in which the discharge valve (19) is located, and in the upper piston (16) of the working pump a discharge channel (46) is made in which the discharge valve (20) is installed.
Также в верхнем (16) и нижнем (15) поршнях рабочего насоса дополнительно выполнены соединительные каналы.Also, in the upper (16) and lower (15) pistons of the working pump, connecting channels are additionally made.
Каналы (31, 46) выполнены в поршнях рабочего насоса (15, 16) таким образом, чтобы перекачиваемая пластовая жидкость проходила через нагнетательные клапаны (19 и 20) снизу вверх. Выполнение нагнетательных каналов (31, 46) позволяет расположить нагнетательные клапаны (19, 20) так, что поток перекачиваемой жидкости проходит снизу вверх через эти клапаны, в результате чего не образуется отстойных зон для накопления и осаждения механических примесей внутри нагнетательных клапанов, содержащихся в перекачиваемой пластовой жидкости.The channels (31, 46) are made in the pistons of the working pump (15, 16) so that the pumped formation fluid passes through the discharge valves (19 and 20) from the bottom up. The implementation of the discharge channels (31, 46) allows you to arrange the discharge valves (19, 20) so that the flow of pumped liquid passes from bottom to top through these valves, as a result of which no settling zones are formed for the accumulation and deposition of solids inside the discharge valves contained in the pumped formation fluid.
Компенсационный узел состоит из корпуса (25), ниппеля (35) компенсационного узла, поршня (24), цилиндра (26). Цилиндр (26) установлен в корпусе (25) компенсационного узла между ниппелем (35) и ниппелем (32) с зазором от корпуса. Поршень (24) расположен внутри корпуса (25) и может передвигаться по цилиндру (26). В ниппеле (32) выполнен сквозной вертикальный канал (27).The compensation unit consists of a housing (25), a nipple (35) of the compensation unit, a piston (24), a cylinder (26). The cylinder (26) is installed in the housing (25) of the compensation unit between the nipple (35) and the nipple (32) with a gap from the housing. The piston (24) is located inside the housing (25) and can move along the cylinder (26). In the nipple (32) a through vertical channel (27) is made.
Компенсационный узел предназначен для предотвращения попадания пластовой жидкости в рабочую гидравлическую жидкость гидродвигателя.The compensation unit is designed to prevent formation fluid from entering the hydraulic fluid of the hydraulic motor.
Причем в ниппеле (35) компенсационного узла выполнен сквозной канал (29).Moreover, in the nipple (35) of the compensation unit, a through channel (29) is made.
При этом указанные конструктивные элементы объединены в единую конструкцию с конструктивной и функциональной взаимосвязью погружного объемного насоса, а именно: вал электродвигателя (1) через муфту соединен с валом протектора (2), который в свою очередь соединен посредством вала (3) с валом приводного насоса (4), например шестеренчатого; приводное устройство соединено с гидродвигателем ниппелем (36) приводного устройства, гидродвигатель соединен с рабочим насосом нижним ниппелем (33) рабочего насоса и жестко связан через шток (14) с рабочим насосом, рабочий насос соединен с компенсационным узлом ниппелем (35) компенсационного узла.Moreover, these structural elements are combined in a single design with the constructive and functional relationship of the submersible positive displacement pump, namely: the motor shaft (1) is connected to the tread shaft (2) through the coupling, which, in turn, is connected to the drive pump shaft (3) (4) for example gear; the drive device is connected to the hydraulic motor by a nipple (36) of the drive device, the hydraulic motor is connected to the working pump by the lower nipple (33) of the working pump and is rigidly connected through the rod (14) to the working pump, the working pump is connected to the compensation unit by the nipple (35) of the compensation unit.
Причем указанные конструктивные элементы погружного объемного насоса объединены функциональной взаимосвязью следующим образом.Moreover, these structural elements of a submersible positive displacement pump are combined by a functional relationship as follows.
Гидрораспределитель (10) установлен на напорной линии приводного насоса (4). Приводной насос (4) через автоматический реверсивный клапан (10) и каналы (40,41) соединен с гидродвигателем. Канал (40) соединен с полостью цилиндра (39) и далее по каналу (12) внутренней полости направляющего штока (43) с каналами (52) поршня гидродвигателя. Таким образом, приводной насос (4) через гидрораспределитель (10) гидравлически связан с надпоршневой областью (53) поршня (13) гидродвигателя. Канал (41) соединен через зазор, образованный корпусом (37) гидродвигателя и цилиндром (39), с каналом (11). Таким образом, приводной насос (4) через автоматический реверсивный клапан (10) гидравлически связан с подпоршневой областью (54) поршня (13) гидродвигателя.The control valve (10) is installed on the pressure line of the drive pump (4). The drive pump (4) is connected to a hydraulic motor through an automatic reversing valve (10) and channels (40.41). The channel (40) is connected to the cylinder cavity (39) and further along the channel (12) of the internal cavity of the guide rod (43) with the channels (52) of the hydraulic piston. Thus, the drive pump (4) through the valve (10) is hydraulically connected to the above-piston area (53) of the piston (13) of the hydraulic motor. The channel (41) is connected through a gap formed by the housing (37) of the hydraulic motor and the cylinder (39) with the channel (11). Thus, the drive pump (4) through the automatic reversing valve (10) is hydraulically connected to the under-piston region (54) of the piston (13) of the hydraulic motor.
Использование внутренней полости направляющего штока (43) гидродвигателя и зазора, образованного корпусом (37) гидродвигателя и цилиндром (39) гидродвигателя, позволило разместить два управляющих канала (11, 12) внутри самого насоса.The use of the internal cavity of the guide rod (43) of the hydraulic motor and the gap formed by the housing (37) of the hydraulic motor and the cylinder (39) of the hydraulic motor made it possible to place two control channels (11, 12) inside the pump itself.
Поршень гидродвигателя (13) жестко связан с поршнем рабочего насоса (15) через шток (14) поршня гидродвигателя.The hydraulic piston (13) is rigidly connected to the piston of the working pump (15) through the piston rod (14) of the hydraulic motor.
Рабочий насос состоит из корпуса (38), нижнего ниппеля рабочего насоса (33), штока (17), двух поршней рабочего насоса - нижнего (15) и верхнего (16), центрального ниппеля (18) рабочего насоса, верхнего ниппеля (32) рабочего насоса, компенсационного цилиндра (44) и фильтрующего модуля (51).The working pump consists of a housing (38), a lower nipple for the working pump (33), a rod (17), two pistons for the working pump - the lower (15) and upper (16), the central nipple (18) of the working pump, and the upper nipple (32) working pump, compensation cylinder (44) and filter module (51).
Поршни рабочего насоса (15, 16) жестко соединены между собой полым штоком (17). В свою очередь верхний поршень (16) жестко соединен с плунжером рабочего насоса (42), при этом плунжер (42) рабочего насоса выполнен полым. Нижний поршень (15) рабочего насоса жестко соединен со штоком (14) поршня гидродвигателя.The pistons of the working pump (15, 16) are rigidly interconnected by a hollow rod (17). In turn, the upper piston (16) is rigidly connected to the plunger of the working pump (42), while the plunger (42) of the working pump is hollow. The lower piston (15) of the working pump is rigidly connected to the piston rod (14) of the hydraulic motor piston.
Шток (17) выполнен полым, а его внутренняя полость образует нагнетательный канал (23), связывающий надпоршневую область (47) нижнего поршня (15) рабочего насоса через нагнетательный канал (31) и подпоршневую область (49) верхнего поршня (16) рабочего насоса через нагнетательный канал (46) и через полый плунжер (42) с выходом погружного объемного насоса в колонну НКТ.The rod (17) is hollow, and its internal cavity forms an injection channel (23), connecting the above-piston region (47) of the lower piston (15) of the working pump through the pressure channel (31) and the sub-piston region (49) of the upper piston (16) of the working pump through the discharge channel (46) and through the hollow plunger (42) with the output of the submersible positive displacement pump into the tubing string.
Внутри штока (17) установлен компенсационный цилиндр (44), внутренняя полость которого образует канал (28), связывающий подпоршневую область (48) нижнего поршня (15) рабочего насоса с надпоршневой областью (50) верхнего поршня (16) рабочего насоса через выполненные в верхнем (16) и нижнем (15) поршнях рабочего насоса соединительные каналы.A compensation cylinder (44) is installed inside the rod (17), the inner cavity of which forms a channel (28) connecting the under-piston region (48) of the lower piston (15) of the working pump with the over-piston region (50) of the upper piston (16) of the working pump through the upper (16) and lower (15) pistons of the working pump connecting channels.
В нижнем поршне (15) рабочего насоса дополнительно выполнен нагнетательный канал (31), в котором расположен нагнетательный клапан (19), а в верхнем поршне (16) рабочего насоса выполнен нагнетательный канал (46), в котором установлен нагнетательный клапан (20).In the lower piston (15) of the working pump, an additional discharge channel (31) is made in which the discharge valve (19) is located, and in the upper piston (16) of the working pump there is a discharge channel (46) in which the discharge valve (20) is installed.
Причем в верхнем ниппеле (32) рабочего насоса выполнен канал (27), а в центральном ниппеле (18) рабочего насоса выполнены два всасывающих канала (45 и 30), при этом в каждом канале (45 и 30) установлены всасывающие клапаны (21, 22).Moreover, a channel (27) is made in the upper nipple (32) of the working pump, and two suction channels (45 and 30) are made in the central nipple (18) of the working pump, while in each channel (45 and 30) there are suction valves (21, 22).
Канал (45), выполненный в центральном ниппеле (18), связан с подпоршневой областью (49) верхнего поршня (16) рабочего насоса.The channel (45), made in the central nipple (18), is connected with the under-piston region (49) of the upper piston (16) of the working pump.
Канал (30), выполненный в центральном ниппеле (18), связан с подпоршневой областью (48) нижнего поршня (15) рабочего насоса.The channel (30), made in the central nipple (18), is connected with the under-piston region (48) of the lower piston (15) of the working pump.
Надпоршневая область (50) верхнего поршня (16) рабочего насоса связана с подпоршневой областью (55) поршня (24) компенсационного узла через канал (27) и канал (28).The supra-piston region (50) of the upper piston (16) of the working pump is connected to the sub-piston region (55) of the piston (24) of the compensation unit through a channel (27) and a channel (28).
Подпоршневая область (55) поршня (24) компенсационного узла заполнена гидравлическим маслом. Надпоршневая область (56) поршня (24) компенсационного узла через канал (29) связана с выходом погружного объемного насоса в колонну НКТ.The under-piston area (55) of the piston (24) of the compensation unit is filled with hydraulic oil. The over-piston region (56) of the piston (24) of the compensation unit through the channel (29) is connected with the outlet of the submersible positive displacement pump into the tubing string.
Подпоршневая область (55) поршня (24) компенсационного узла связана с надпоршневой областью (47) нижнего поршня рабочего насоса через канал (28) и канал (27).The under-piston region (55) of the piston (24) of the compensation unit is connected with the over-piston region (47) of the lower piston of the working pump through the channel (28) and the channel (27).
Всасывающаяся пластовая жидкость, проходя через всасывающий клапан (21), по всасывающему каналу (30) поступает в подпоршневую область нижнего поршня (15) рабочего насоса и, проходя через всасывающий канал (45) и всасывающий клапан (22), поступает в подпоршневую область верхнего поршня (16) рабочего насоса.The suction reservoir fluid, passing through the suction valve (21), through the suction channel (30) enters the sub-piston region of the lower piston (15) of the working pump and, passing through the suction channel (45) and the suction valve (22), enters the sub-piston region of the upper piston (16) of the working pump.
Все трущиеся поверхности и/или поверхности, имеющие контакт с перекачиваемой жидкостью, подвергаются химико-термической обработке, повышающей их характеристики, например хромирование, борирование, азотирование и т.п.All rubbing surfaces and / or surfaces in contact with the pumped liquid are subjected to chemical-thermal treatment, increasing their characteristics, for example, chromium plating, boronation, nitriding, etc.
В варианте исполнения заявленного погружного объемного насоса протектор электродвигателя и компенсатор объемного расширения масла выполнены в виде единого блока.In an embodiment of the inventive submersible volumetric pump, the motor protector and the expansion oil expansion compensator are made as a single unit.
В варианте исполнения заявленного погружного объемного насоса гидрокомпенсатор выполнен виде диафрагмы.In an embodiment of the claimed submersible volumetric pump, the hydraulic compensator is made in the form of a diaphragm.
В варианте исполнения заявленного погружного объемного насоса приводной насос выполнен шестеренчатым.In an embodiment of the inventive submersible positive displacement pump, the drive pump is gear-type.
В варианте исполнения заявленного погружного объемного насоса приводной насос выполнен аксиально-поршневым.In an embodiment of the claimed submersible positive displacement pump, the drive pump is made axial-piston.
В варианте исполнения заявленного погружного объемного насоса в компенсационном узле вместо поршня установлена диафрагма.In an embodiment of the claimed submersible positive displacement pump, a diaphragm is installed in the compensation unit instead of the piston.
Погружной объемный насос крепится к колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) (не показано).The submersible positive displacement pump is attached to the tubing string (tubing) (not shown).
Погружной объемный насос работает следующим образом.Submersible displacement pump operates as follows.
Перед погружением установки в скважину полости электродвигателя (1) с протектором (2) и система гидропривода заполняются очищенным маслом, соответствующим рабочему температурному режиму.Before immersion of the installation in the well, the cavities of the electric motor (1) with the tread (2) and the hydraulic drive system are filled with purified oil corresponding to the operating temperature regime.
При погружении установки в нефтяной пласт добываемая жидкость втекает в полости рабочего насоса соответственно через всасывающие клапаны (21 и 22). Под действием гидростатического давления нагнетательные клапаны (19, 20) открываются и жидкость заполняет канал (23) и колонну НКТ до уровня пласта.When the unit is immersed in an oil reservoir, the produced fluid flows into the cavities of the working pump, respectively, through the suction valves (21 and 22). Under the influence of hydrostatic pressure, the discharge valves (19, 20) open and the fluid fills the channel (23) and the tubing string to the level of the formation.
При включении электродвигателя (1) начинает работать приводной насос (4), который через автоматический реверсивный клапан (10) подает масло в одну из полостей гидродвигателя. Если масло по каналу (11) подается под поршень (13), нижний поршень (15) перемещается вверх, всасывает жидкость по каналу (31) и выталкивает добываемую жидкость через клапан (19) по каналу (23) в колонну НКТ. Верхний поршень (16) также перемещается вверх и заполняет добываемой жидкостью, проходящей через всасывающий клапан (22), полость рабочего насоса. Одновременно с этим идет слив масла по каналу (12) из полости над поршнем (13). При достижении поршнем (13) крайнего положения давление под ним возрастает и гидрораспределитель (10) переключает нагнетательную и сливную линии. Рабочий насос совершает обратный ход, выталкивая верхним поршнем (16) через клапан (20) добываемую жидкость в колонну НКТ. Нижний поршень (15), двигаясь вниз, заполняет полость рабочего насоса добываемой жидкостью, проходящей через всасывающий клапан (21) по каналу (30).When the electric motor (1) is turned on, the drive pump (4) starts to work, which through the automatic reversing valve (10) delivers oil to one of the cavities of the hydraulic motor. If oil is supplied through the channel (11) under the piston (13), the lower piston (15) moves upward, sucks the liquid through the channel (31) and pushes the produced fluid through the valve (19) through the channel (23) into the tubing string. The upper piston (16) also moves up and fills with the produced fluid passing through the suction valve (22) the cavity of the working pump. At the same time, oil is draining along the channel (12) from the cavity above the piston (13). When the piston (13) reaches its extreme position, the pressure underneath increases and the valve (10) switches the discharge and drain lines. The working pump makes a return stroke, pushing the produced fluid into the tubing string with the upper piston (16) through the valve (20). The lower piston (15), moving downward, fills the cavity of the working pump with produced fluid passing through the suction valve (21) through the channel (30).
Полость под поршнем (24) гидрокомпенсатора в процессе работы всегда находится под давлением благодаря связи каналом (29) надпоршневой полости с выходом рабочего насоса. В результате давление в подпоршневой полости компенсатора передается по каналам (27 и 28) в надпоршневые полости рабочего насоса. Благодаря этому попадание перекачиваемой жидкости в масло исключается.The cavity under the piston (24) of the hydraulic compensator during operation is always under pressure due to the channel (29) connecting the over-piston cavity with the outlet of the working pump. As a result, the pressure in the under-piston cavity of the compensator is transmitted through the channels (27 and 28) to the over-piston cavities of the working pump. Due to this, the ingress of the pumped liquid into the oil is excluded.
Приведенное техническое решение, а именно вертикальное расположение всасывающих и нагнетательных клапанов, позволит предотвратить скопление механических примесей в рабочей полости насоса и, тем самым, повысить надежность работы насоса.The technical solution given, namely, the vertical arrangement of the suction and discharge valves, will prevent the accumulation of mechanical impurities in the working cavity of the pump and, thereby, increase the reliability of the pump.
Claims (6)
отличающийся тем, что
дополнительно содержит центральный ниппель рабочего насоса, в котором выполнены всасывающие каналы, при этом в каждом всасывающем канале установлен всасывающий клапан,
в нижнем и верхнем поршнях рабочего насоса выполнены нагнетательные каналы, при этом в каждом нагнетательном канале установлен нагнетательный клапан,
а упомянутые всасывающие и нагнетательные каналы выполнены таким образом, чтобы всасываемая и перекачиваемая пластовая жидкость проходила через всасывающие и нагнетательные клапаны снизу вверх.1. Submersible positive displacement pump containing kinematically connected to each other a submersible oil-filled electric motor, protector, drive pump, oil tank with oil fine filters, expansion valve for oil expansion, directional valve, fine filter, safety valve, filter, diaphragm, two-piston working pump with suction and discharge valves, rigidly connected through the rod to the piston hydraulic motor, a compensation unit, the supra-piston cavity of which is connected with the output of the worker wasp
characterized in that
additionally contains a Central nipple of the working pump, in which the suction channels are made, while in each suction channel there is a suction valve,
discharge channels are made in the lower and upper pistons of the working pump, and a discharge valve is installed in each discharge channel,
and said suction and discharge channels are designed so that the suction and pumped formation fluid passes through the suction and discharge valves from the bottom up.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015147046/06A RU2600840C1 (en) | 2015-11-02 | 2015-11-02 | Submersible volumetric pump |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015147046/06A RU2600840C1 (en) | 2015-11-02 | 2015-11-02 | Submersible volumetric pump |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2600840C1 true RU2600840C1 (en) | 2016-10-27 |
Family
ID=57216638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015147046/06A RU2600840C1 (en) | 2015-11-02 | 2015-11-02 | Submersible volumetric pump |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2600840C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4477234A (en) * | 1982-09-13 | 1984-10-16 | Roeder George K | Double acting engine and pump |
| RU2116512C1 (en) * | 1997-04-24 | 1998-07-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-внедренческий центр "Развитие" | Electrohydraulic power driven well pump unit |
| RU123857U1 (en) * | 2012-03-05 | 2013-01-10 | Али Тельман оглы Нагиев | PLUNGER SUBMERSIBLE VOLUME PUMP |
| RU2489601C2 (en) * | 2010-09-27 | 2013-08-10 | Николай Николаевич Зубов | Electrohydraulic borehole unit |
-
2015
- 2015-11-02 RU RU2015147046/06A patent/RU2600840C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4477234A (en) * | 1982-09-13 | 1984-10-16 | Roeder George K | Double acting engine and pump |
| RU2116512C1 (en) * | 1997-04-24 | 1998-07-27 | Товарищество с ограниченной ответственностью Научно-внедренческий центр "Развитие" | Electrohydraulic power driven well pump unit |
| RU2489601C2 (en) * | 2010-09-27 | 2013-08-10 | Николай Николаевич Зубов | Electrohydraulic borehole unit |
| RU123857U1 (en) * | 2012-03-05 | 2013-01-10 | Али Тельман оглы Нагиев | PLUNGER SUBMERSIBLE VOLUME PUMP |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU139596U1 (en) | DUAL ACTION Borehole Pump | |
| RU2116512C1 (en) | Electrohydraulic power driven well pump unit | |
| RU123857U1 (en) | PLUNGER SUBMERSIBLE VOLUME PUMP | |
| RU2369775C1 (en) | Sucker-rod pump of well | |
| RU123858U1 (en) | HYDROCOMPENSOR PLUNGER SUBMERSIBLE VOLUME PUMP | |
| RU132844U1 (en) | SUBMERSIBLE ELECTRIC HYDRAULIC INSTALLATION | |
| RU2489601C2 (en) | Electrohydraulic borehole unit | |
| RU2600840C1 (en) | Submersible volumetric pump | |
| RU162429U1 (en) | SUBMERSIBLE VOLUME PUMP | |
| RU2610168C1 (en) | Submersible displacement pump | |
| RU2600830C1 (en) | Submersible volumetric pump | |
| RU2600832C1 (en) | Submersible volumetric pump | |
| RU162430U1 (en) | SUBMERSIBLE VOLUME PUMP | |
| RU123859U1 (en) | VOLUME TYPE SUBMERSIBLE PUMP | |
| RU2166668C1 (en) | Electrohydraulic oil-well pumping unit | |
| RU2358156C1 (en) | Installation for simultaneous-separate operation of three reservoirs | |
| RU160913U1 (en) | SUBMERSIBLE VOLUME PUMP | |
| RU2255245C2 (en) | Oil-well electrohydraulic pumping unit | |
| RU2579790C1 (en) | Submersible electro-hydraulic drive plant | |
| RU2504691C2 (en) | Electrohydraulic borehole unit | |
| RU2613150C1 (en) | Pumping plant with electrohydraulic actuator | |
| RU179973U1 (en) | WELL HYDRAULIC INSTALLATION | |
| RU2628840C1 (en) | Hydraulic borehole pump unit | |
| RU2504692C2 (en) | Electrically driven downhole unit | |
| RU2677955C1 (en) | Submersible plunger pump |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181103 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20210517 |