RU2677771C1 - Device and method for centering and sealing movable part of linear electric submersible pumping unit - Google Patents
Device and method for centering and sealing movable part of linear electric submersible pumping unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2677771C1 RU2677771C1 RU2018111715A RU2018111715A RU2677771C1 RU 2677771 C1 RU2677771 C1 RU 2677771C1 RU 2018111715 A RU2018111715 A RU 2018111715A RU 2018111715 A RU2018111715 A RU 2018111715A RU 2677771 C1 RU2677771 C1 RU 2677771C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- linear
- movable part
- submersible
- movable
- centering
- Prior art date
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 6
- 238000005086 pumping Methods 0.000 title abstract description 5
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 17
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 229910000746 Structural steel Inorganic materials 0.000 description 1
- QJVKUMXDEUEQLH-UHFFFAOYSA-N [B].[Fe].[Nd] Chemical compound [B].[Fe].[Nd] QJVKUMXDEUEQLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Устройство и способ центрирования и уплотнения подвижной части линейной электропогружной насосной установкиDevice and method for centering and sealing the movable part of a linear electric submersible pump installation
Изобретение относится к области машиностроения, в частности, к погружным насосным установкам с линейным приводом.The invention relates to the field of engineering, in particular, to submersible pumping units with linear drive.
Из уровня техники известны погружные насосные установки с линейным приводом, обеспечивающим возвратно-поступательное движение плунжеров насоса. Так же известно, что в процессе работы подвижная часть линейного электродвигателя воспринимает различного рода динамические нагрузки, что приводит к ее износу и уменьшению ресурса электродвигателя.The prior art submersible pump units with linear drive, providing reciprocating motion of the plungers of the pump. It is also known that during operation the movable part of the linear electric motor perceives various kinds of dynamic loads, which leads to its wear and reduction of the resource of the electric motor.
В известных насосных установках связь плунжеров погружного насоса с подвижной частью электродвигателя линейной, реализуют посредством соединительного узла включающего соединительный шток, выполненным с возможностью уплотнения и передачи возвратно-поступательного движения от подвижной части линейного погружного электродвигателя к плунжеру насосной установки.In known pump installations, the connection of the plungers of the submersible pump with the movable part of the linear electric motor is realized by means of a connecting unit including a connecting rod configured to seal and transmit reciprocating motion from the moving part of the linear submersible electric motor to the plunger of the pump installation.
Из патента на изобретение RU 2549381 от 27.04.2015 МПК F04B 47/06; H02K 41/02 известен погружной линейный электродвигатель, который содержит подвижный шток с соединительной штангой с резьбой для соединения штока с плунжером насоса, а также активный слайдер. Штанга и слайдер соединены резьбовым соединением, выполненным в соединительной муфте, на которой, в верхней части установлен отбойник. Слайдер содержит последовательно установленные в трубе из нержавеющей стали, аксиальноFrom the patent for invention RU 2549381 dated 04/27/2015 IPC F04B 47/06; H02K 41/02 known submersible linear electric motor, which contains a movable rod with a connecting rod with a thread for connecting the rod to the pump plunger, as well as an active slider. The rod and slider are connected by a threaded connection made in the coupling, on which, in the upper part, a chipper is installed. The slider contains axially mounted in a stainless steel pipe, axially
намагниченные магниты, выполненные из сплава неодим-железо-бор, и полюсы из конструкционной стали. Магниты и полюсы разделены на технологические пакеты, которые соединены между собой муфтами. Герметичность магнитов и полюсов обеспечена уплотнительными резиновыми кольцами. В нижней части штока установлен концевой элемент с нижним отбойником, который закреплен на концевом элементе болтом.magnetized magnets made of neodymium-iron-boron alloy, and poles of structural steel. Magnets and poles are divided into technological packages, which are interconnected by couplings. Tightness of magnets and poles is provided with rubber sealing rings. In the lower part of the rod, an end element with a lower chipper is installed, which is bolted to the end element.
К недостаткам описанного технического решения можно отнести то, что подвижный элемент линейного привода (слайдер) испытывает значительные динамические нагрузки и подвержен деформации, при достижение крайних точек хода, что может привести к уменьшению ресурса работы насосной установки.The disadvantages of the described technical solution include the fact that the movable element of the linear drive (slider) experiences significant dynamic loads and is subject to deformation when reaching the extreme points of travel, which can lead to a decrease in the operating life of the pump unit.
Также из заявки на изобретение WO2015096086A1 от 02.07.2015 МПК H02K 41/02; H02K 5/12 известен погружной линейный электродвигатель, содержащий неподвижную часть – статор и подвижную часть – слайдер, перемещающийся в линейном направлении. Слайдер помещен в полость направляющей трубы и содержит множество постоянных магнитов, магнитных колец и изнашивающихся колец. Постоянные магниты расположены между указанными кольцами. Множество изнашиваемых колец образуют пару трения с внутренней трубой статора. Указанная погружная насосная установка с линейным приводом, содержат уплотнительный соединительный узел, включающий соединительный подвижный шток, выполненный с возможностью передачи возвратно-поступательного движения от подвижной части линейного привода (слайдера) к плунжеру насосной установки. Также соединительный узел содержит, уплотнительное звено с маслосъемными кольцами, расположенное между внутренней стенкой соединительного штока и внешним цилиндром, которое препятствует попаданию жидкости, осадка и других загрязнений в двигатель.Also from the application for the invention WO2015096086A1 dated 07/02/2015 IPC H02K 41/02;
К недостаткам описанного технического решения можно отнести наличие системы уплотнительных элементов, что усложняет технологию изготовления, а также эксплуатационные характеристики, связанные с необходимостью периодической замены указанных уплотнительных элементов. Также указанная конструкция на обеспечивает достаточную компенсацию динамических нагрузок при возвратно поступательном движении подвижной части линейного привода, допуская его деформации в крайних точках хода.The disadvantages of the described technical solutions include the presence of a system of sealing elements, which complicates the manufacturing technology, as well as operational characteristics associated with the need for periodic replacement of these sealing elements. Also, this design does not provide sufficient compensation for dynamic loads during the reciprocating movement of the movable part of the linear actuator, allowing its deformation at the extreme points of the course.
Принимаем описанное техническое решение за ближайший аналог.We accept the described technical solution for the closest analogue.
Сущность заявляемого технического решения заключается в том, что соединительное звено для передачи возвратно-поступательного движения от подвижной части линейного погружного электродвигателя к плунжеру насосного узла, выполняют в виде заключенного в отдельный цилиндрический корпус промежуточного элемента представленного в виде пары трения, которую устанавливают между подвижной частью линейного электродвигателя и плунжером насосной установки. Подвижный шток, указанной пары трения, выполняют равным по диаметру с подвижно частью линейного электродвигателя и частично помещают в полость ее направляющей трубы, посредством чего обеспечивают центрирование возвратно поступательного движения указанной подвижной части, относительно траектории перемещения подвижного штока. Продольные размеры и длину хода подвижного штока, подбирают таким образом, что бы скомпенсировать радиальные нагрузки на подвижную часть линейного электродвигателя. Также пару трения выполняют, обеспечивая достаточно необходимую точность обработки контактных поверхностей, для формирования области лабиринтного уплотнения и обеспечения защиту от попадания механических примесей в полость направляющей трубы подвижной части линейного электродвигателя. The essence of the claimed technical solution lies in the fact that the connecting link for the transmission of reciprocating motion from the moving part of the linear submersible electric motor to the plunger of the pump assembly is made in the form of an intermediate element enclosed in a separate cylindrical body in the form of a friction pair that is installed between the movable part of the linear electric motor and plunger of the pumping unit. A movable rod of said friction pair is made equal in diameter with the movable part of the linear electric motor and partially placed in the cavity of its guide tube, whereby the reciprocating movement of the movable part is centered relative to the trajectory of movement of the movable rod. The longitudinal dimensions and stroke length of the movable rod are selected in such a way as to compensate for the radial loads on the moving part of the linear electric motor. Also, a friction pair is performed, providing the necessary accuracy of contact surface machining, to form a labyrinth seal area and to provide protection from mechanical impurities in the cavity of the guide tube of the moving part of the linear electric motor.
Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения соединительное звено выполнено виде пары трения, образованной полым корпусным элементом с подвижным штоком внутри. Диаметр подвижного штока равен диаметру подвижной части линейного погружного электродвигателя, при этом продольные размеры и длина хода подвижного штока, установлены с возможностью обеспечения его частичного позиционирование в полости направляющей трубы подвижной части линейного погружного электродвигателя.According to a preferred embodiment of the invention, the connecting link is made in the form of a friction pair formed by a hollow body element with a movable rod inside. The diameter of the movable rod is equal to the diameter of the movable part of the linear submersible motor, while the longitudinal dimensions and stroke length of the movable rod are installed with the possibility of partial positioning in the cavity of the guide tube of the movable part of the linear submersible motor.
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение является реализация способа центрирования и уплотнения подвижной части линейной электропогружной насосной установки, с исключением ее деформаций при возвратно-поступательном движении, а также не допущением попадания механических примесей в полость направляющей трубы указанной подвижной части.The technical problem to which the claimed invention is directed is the implementation of a method for centering and sealing the movable part of a linear electric submersible pump unit, with the exception of its deformations during reciprocating motion, as well as preventing the ingress of mechanical impurities into the cavity of the guide tube of the specified movable part.
Технический результат, достигнутый от реализации заявляемого технического решения заключается в увеличении ресурса подвижной части линейного электродвигателя, путем упрощения конструкции соединительного узла, а также исключения попадания механических примесей в полость направляющей трубы подвижной части линейного электродвигателя с исключением ее деформаций, посредством оптимально установленной длинны хода подвижного элемента и повышения точности обработки контактных поверхностей пары трения.The technical result achieved by the implementation of the proposed technical solution is to increase the resource of the moving part of the linear electric motor by simplifying the design of the connecting unit, as well as eliminating the ingress of mechanical impurities into the cavity of the guide tube of the moving part of the linear electric motor with the exception of its deformations, by means of an optimally set stroke length of the moving element and improving the accuracy of processing the contact surfaces of the friction pair.
Сущность заявляемого технического решения поясняется, но не ограничивается следующими графическими материалами:The essence of the proposed technical solution is illustrated, but not limited to the following graphic materials:
фиг.1 – схема линейной электрпогружной насосной установки, общий вид;figure 1 - diagram of a linear electric submersible pump installation, General view;
фиг.2 – подвижная часть линейной электропогружной насосной установки, в разрезе.figure 2 - moving part of a linear electric submersible pump installation, in section.
На фиг.1 представлена электропогружная насосная установка 1 которая содержит модули линейного электродвигателя 2, гидрокомпенсатора 3, телеметрии 4 связанной с наземным блоком управления 5. В верхней части линейного электродвигателя установлен насосный узел 6, который может быть выполнен в виде объемного насоса двунаправленного либо однонаправленного действия. Figure 1 presents the electric
Подвижная часть (слайдера) 7 (фиг.2) связана с плунжерами 8 насосного узла 6 посредством уплотнительного соединительного звена 9. Указанное соединительное звено выполняют в виде заключенного в отдельный цилиндрический корпус 10 промежуточного элемента состоящего из пары трения, которую устанавливают между подвижной частью линейного электродвигателя 7 и плунжером 8 насосного узла, с возможностью центрирования и уплотнения подвижной части линейного электродвигателя. Пара трения состоит из цилиндрического корпусного элемента (направляющей) 10, с помещенным внутрь соединительным штоком 11 с максимально точной посадкой трущихся поверхностей и выполненным с возможностью передачи возвратно-поступательного движения от подвижной части 7 линейного электродвигателя 2 к плунжеру насосного узла 6. Также указанный подвижный шток выполнен с возможность частичного позиционирования в полости направляющей трубы 12 подвижной части электродвигателя. Длинна хода и продольные размеры подвижного штока 11 обеспечивают компенсацию деформаций подвижной части электродвигателя, возникающих под воздействие радиальных нагрузок.The movable part (slider) 7 (Fig. 2) is connected to the
Основанный на применении описанного технического решения, способ центрирования и уплотнения подвижной части 7 линейной электропогружной насосной установки (фиг. 2), заключается в том, что: Based on the application of the described technical solution, the method of centering and sealing the
- соединительное звено 9 выполняют в виде заключенного в отдельный цилиндрический корпус 10 промежуточного элемента представленного в виде пары трения; - the connecting
- указанную пару трения устанавливают между подвижной частью 7 линейного электродвигателя 2 и плунжерами 8 насосного узла 6;- the specified pair of friction is installed between the
- подвижный шток 11 указанной пары трения, выполняют равным по диаметру с подвижной частью 7 линейного электродвигателя 2;- the
- подвижный шток 11 частично помещают в полость направляющей трубы 12 подвижной части 7, посредством чего обеспечивают центрирование возвратно поступательного движения элементов конструкции, относительно траектории движения подвижного штока 11;- the
- продольные размеры и длину хода подвижного штока, подбирают таким образом, что бы скомпенсировать радиальные нагрузки на подвижную часть линейного электродвигателя;- the longitudinal dimensions and stroke length of the movable rod are selected in such a way as to compensate for radial loads on the moving part of the linear electric motor;
- пару трения выполняют, обеспечивая достаточно необходимую точность обработки контактных поверхностей, для формирования область лабиринтного уплотнения чем также обеспечиваю защиту от попадания механических примесей в полость направляющей трубы подвижной части линейного привода. - a friction pair is performed, providing the necessary accuracy of contact surfaces machining, to form a labyrinth seal region, which also provides protection against mechanical impurities entering the cavity of the guide tube of the movable part of the linear drive.
Реализация заявляемого технического решения способствует достижению указанного технического результата, обеспечивая увеличение рабочего ресурса подвижной части линейного электродвигателя (слайдера), путем применения соединительного уплотнительного звена, упрощенной конструкции, с реализацией эффективного уплотнения и защиты от динамических нагрузок, возникающих при возвратно-поступательном движении подвижной части линейного электродвигателя.The implementation of the proposed technical solution contributes to the achievement of the specified technical result, providing an increase in the working life of the moving part of the linear electric motor (slider), by using a connecting sealing link, a simplified design, with the implementation of effective sealing and protection against dynamic loads that occur during the reciprocating movement of the linear linear part electric motor.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16/051,959 US10934819B2 (en) | 2017-11-20 | 2018-08-01 | Linear electric submersible pump unit |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAU201800310 | 2018-01-11 | ||
UA201800310 | 2018-01-11 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2677771C1 true RU2677771C1 (en) | 2019-01-21 |
Family
ID=65085210
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018111715A RU2677771C1 (en) | 2017-11-20 | 2018-04-02 | Device and method for centering and sealing movable part of linear electric submersible pumping unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2677771C1 (en) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU61926A1 (en) * | 1940-09-23 | 1941-11-30 | Л.И. Штурман | Tapered Submersible Piston Pump |
US5831353A (en) * | 1994-10-17 | 1998-11-03 | Bolding; Vance E. | Modular linear motor and method of constructing and using same |
RU139596U1 (en) * | 2013-07-15 | 2014-04-20 | Николай Владимирович Шенгур | DUAL ACTION Borehole Pump |
RU2549381C1 (en) * | 2014-05-29 | 2015-04-27 | Валерий Алексеевич Калий | Borehole linear motor |
WO2015096086A1 (en) * | 2013-12-26 | 2015-07-02 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | Oil-submersible linear motor |
RU182645U1 (en) * | 2018-02-13 | 2018-08-24 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Modular submersible pump installation |
-
2018
- 2018-04-02 RU RU2018111715A patent/RU2677771C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU61926A1 (en) * | 1940-09-23 | 1941-11-30 | Л.И. Штурман | Tapered Submersible Piston Pump |
US5831353A (en) * | 1994-10-17 | 1998-11-03 | Bolding; Vance E. | Modular linear motor and method of constructing and using same |
RU139596U1 (en) * | 2013-07-15 | 2014-04-20 | Николай Владимирович Шенгур | DUAL ACTION Borehole Pump |
WO2015096086A1 (en) * | 2013-12-26 | 2015-07-02 | 深圳市大族激光科技股份有限公司 | Oil-submersible linear motor |
RU2549381C1 (en) * | 2014-05-29 | 2015-04-27 | Валерий Алексеевич Калий | Borehole linear motor |
RU182645U1 (en) * | 2018-02-13 | 2018-08-24 | Дмитрий Валерьевич Хачатуров | Modular submersible pump installation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI100124B (en) | Rotating shaft seal | |
KR20100095007A (en) | Hydraulic fluid pump having a sealing element | |
KR102407099B1 (en) | shaft shaft device | |
RU2677771C1 (en) | Device and method for centering and sealing movable part of linear electric submersible pumping unit | |
CN107869594B (en) | Sealing ring and application thereof | |
RU2521530C2 (en) | Pump plant | |
RU184849U1 (en) | Hydromechanical plunger pump drive | |
KR20190117391A (en) | Sealing mechanism and apparatus having the sealing mechanism | |
JP7379942B2 (en) | Magnetic rodless cylinder | |
RU182645U1 (en) | Modular submersible pump installation | |
CN108999830B (en) | Hydraulic cylinder, hydraulic driving system and engineering machinery | |
RU2532641C1 (en) | Submersible pump set | |
RU2610372C1 (en) | Double-acting cylinder with double rod | |
SU521396A1 (en) | Submersible plunger pump | |
RU2641762C1 (en) | Submersible oil extraction unit with plunger pump | |
US8904891B2 (en) | Wiper for translating ram | |
CN105257696B (en) | Spindle bearing with a support device and a laterally displaceable pivot bearing | |
CN104935104B (en) | A kind of pressure-compensated oil submersible motor system | |
US6550971B1 (en) | Eccentric system | |
RU2521534C2 (en) | Borehole electrically driven pump | |
RU186213U1 (en) | Linear drive submersible pump installation | |
US3858458A (en) | Oil seal barrier for jacks | |
RU2686358C1 (en) | Combined magneto-fluid seal | |
AU2015357838B2 (en) | Length compensation device | |
CN105179357A (en) | Hydraulic annular joint oil cylinder |