RU2779511C1 - Установка для испытания скважинных штанговых насосов - Google Patents
Установка для испытания скважинных штанговых насосов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2779511C1 RU2779511C1 RU2021139817A RU2021139817A RU2779511C1 RU 2779511 C1 RU2779511 C1 RU 2779511C1 RU 2021139817 A RU2021139817 A RU 2021139817A RU 2021139817 A RU2021139817 A RU 2021139817A RU 2779511 C1 RU2779511 C1 RU 2779511C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pump
- rod
- hydraulic cylinder
- tank
- possibility
- Prior art date
Links
- 238000009434 installation Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 13
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 8
- 241000252254 Catostomidae Species 0.000 claims 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 2
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 2
- 210000004907 Glands Anatomy 0.000 description 1
- 241000566515 Nedra Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к исследованию и испытанию скважинных штанговых насосов. Установка для испытания скважинных штанговых насосов содержит раму с замком-фиксатором, выполненную с возможностью установки оси штангового насоса с требуемым углом наклона к горизонту, бак с рабочей жидкостью, механизм возвратно-поступательного движения штангового насоса, выполненный в виде гидропривода с гидроцилиндром, шток которого соединен с плунжером с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно него. Гидроцилиндр снабжен концевыми выключателями. При этом насос размещен в цилиндрическом корпусе с образованием герметичной приемной емкости. Напорная полость насоса выполнена с возможностью сообщения через регулируемый дроссель с баком для рабочей жидкости или с приемной полостью. Техническим результатом изобретения является моделирование деформации колонных штанг, а также динамического уровня пластовой среды в скважине, сжатие и упругость рабочей среды в цилиндре, и возможность учета влияния давления на входе насоса. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к исследованию и испытанию скважинных штанговых насосов.
Известен стенд для исследования влияния наклона оси насоса на работу шаровых клапанов, содержащий механизм возвратно-поступательного движения, вертикальный поршневой насос, смонтированный на каркасе, напорную емкость, емкость для рабочей жидкости, воздушный баллон для регулирования перепада давления на выходе насоса
(см. книга: Уразаков К.Р. Эксплуатация наклонно-направленных насосных скважин. - М.: Недра, 1993. - 169 с, с. 87-89).
Недостатком указанного стенда является невозможность моделирования различных режимов движения плунжера насоса, влияния и моделирования упругих свойств колонны штанг и жидкости в затрубном простанстве скважины.
Известна установка для испытаний скважинных штанговых и винтовых насосов, содержащая механизм возвратно-поступательного движения насоса, приводимым в движение электродвигателем, систему измерения и регистрации параметров насоса, причем насосы закреплены на раме с замком-фиксатором, выполненной с возможностью установки под необходимым углом наклона осей насосов (см. пат.RU №2159867, МПК F04B 51/00, БИ N 33, 2000 г.).
Установка позволяет провести испытание насосов при различных углах наклона к горизонту.
Недостатками указанной установки являются невозможность моделирования различных режимов движения плунжера насоса, влияния и моделирования упругих свойств колонны штанг и жидкости в затрубном простанстве скважины.
Известна установка для испытаний штанговых насосов, содержащая раму с замком-фиксатором, выполненную с возможностью установки оси штангового насоса с требуемым углом наклона к горизонту, емкость с рабочей жидкостью, механизм возвратно-поступательного движения штангового насоса с приводом, соединенным с плунжером насоса, выполненный в виде основного и дополнительного гидроприводов, поршень основного гидропривода соединен с приводом, при этом поршень дополнительного гидропривода соединен с одной частью привода, а цилиндр - со второй частью привода, причем гидроцилиндр снабжен концевыми выключателями (см. пат. RU №2238434, МПК F04B 51/00, F04B 47/00, бюл. №29, опуб. 20.10.2004), который принят за прототип.
Оснащение привода дополнительным гидроприводом, размещенным между гидроцилиндром и поршнем основного гидропривода, позволяет моделировать запаздывание начала перемещения плунжера насоса вследствие деформации колонны штанг.
Недостатками указанной установки являются невозможность моделирования и учета влияния упругих свойств колонны штанг, и рабочей среды в цилиндре и напора на приеме насоса. Кроме того, резкое перемещение цилиндра насоса в крайних положениях плунжера приводит к нарушению рабочего процесса насоса.
Технической задачей предлагаемого изобретения является возможность моделирования деформации колонны штанг, сжатия и упругости рабочей среды в цилиндре и возможности учета влияния давления на входе насоса.
Решение указанной задачи достигается тем, что в установке для испытания штанговых насосов, содержащей раму с замком-фиксатором, выполненную с возможностью установки оси штангового насоса с требуемым углом наклона к горизонту, емкость с рабочей жидкостью, механизм возвратно-поступательного движения штангового насоса, выполненный в виде гидропривода с гидроцилиндром, шток которого соединен с плунжером с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно него, при этом гидроцилиндр снабжен концевыми выключателями, согласно техническому решению, насос размещен в цилиндрическом корпусе с образованием герметичной приемной емкости, напорная полость насоса выполнена с возможностью сообщения через регулируемый дроссель с емкостью с рабочей жидкостью или с приемной полостью.
Штанговый насос снабжен насосно-аккумуляторной станцией, напорная линия насоса которой через обратный клапан сообщена с приемной полостью.
Штоки штангового насоса и гидроцилиндра телескопически соединены между собой и подпружинены друг к другу.
Гидроцилиндр подпружинен относительно корпуса.
Конструкция предлагаемого устройства поясняется чертежом.
На фиг. 1 показан общий вид установки;
На фиг. 2 - вид сбоку на фиг. 1;
На фиг. 3 - функциональная схема стенда для испытания штанговой насосной установки;
На фиг. 4 - вариант исполнения привода штангового насоса;
Установка для испытания штанговых насосов содержит раму 1 (фиг. 1 и 2), например, с двумя вертикальными стойками (на фиг. не указаны), штанговую насосную установку 2. Штанговая насосная установка 2, например, в средней части, снабжена горизонтальными осями 3, пропущенными через стойки рамы 1 в средней их части с возможностью поворота насосной установки 2 под необходимым углом наклона с помощью поворотного механизма 4.
Насосная установка 2 (фиг. 3) включает штанговый насос 5, оснащенный насосно-аккумуляторной станцией 6, и механизм возвратно-поступательного движения, выполненный в виде гидропривода.
Гидропривод включает гидроцилиндр 7, размещенный соосно насосу 5, и насосную станцию 8. Насосная установка 2 размещена, например, в цилиндрическом корпусе 9 с образованием в нижней его части герметичной приемной полости 10, заполненной рабочей жидкостью.
Гидроцилиндр 7 размещен в верхней части корпуса 9. Корпус 9 может быть выполнен составным, включающим нижнюю и верхнюю части (на фиг. не указаны).
Штанговый насос 5 включает размещенный в цилиндре 11 плунжер 12 с нагнетательным клапаном 13 и штоком 14, пропущенным через устьевой сальник 15. В нижней части цилиндра 11 размещен всасывающий клапан 16. Цилиндр 11 в верхней части снабжен, например, буртом 17, а корпус 9, ответно бурту 17 - кольцевым цилиндрическим углублением (на фиг. не указано) с обеспечением жесткого соединения цилиндра 11 с корпусом 9.
Клапаны 13 и 16 установлены с возможностью образования рабочей 18 и напорной 19 полостей.
Гидроцилиндр 7 привода, например, также снабжен буртом 20, размещенный между нижним 21 и верхним 22 упорами корпуса 9, выполненными, например, в виде кольцевого уступа и гайки с обеспечением жесткого соединения с корпусом 9. Гидроцилиндр 7 включает размещенный в нем поршень 23 со штоком 24 с образованием поршневой 25 и штоковой 26 полостей. Штоки 14 и 24 насоса 5 и гидроцилиндра 7, например, соединены телескопически и подпружинены друг к другу пружиной 27.
Насосно-аккумуляторная станция 6 штангового насоса, включает подпорный насос 28, установленный с возможностью сообщения его напорной линии (на фиг. не указана) с приемной полостью 10 штангового насоса 5, например, через два обратных клапана 29 и 30, а также вентиль 31, размещенный между клапанами 29 и 30. Насосно-аккумуляторная станция 6 снабжена также баком 32 для рабочей жидкости, а подпорный насос 28 - переливным клапаном 33 и пневмогидроаккумулятором 34 с возможностью сообщения с баком 32 посредством вентиля 35. Подпорный насос 28 может быть выполнен в виде плунжерного насоса.
Напорная полость 19 штангового насоса 5 выполнена с возможностью сообщения с баком 32 через регулируемый дроссель 36, счетчик жидкости 37, или, с приемной полостью 10 насоса 5 посредством, например, трехходового крана 38.
Насосная станция 8 гидропривода включает насос 39, оснащенный, например, переливным клапаном 40, пневмогидроаккумулятором 41 и вентилем 42, а также, например, трехпозиционным двухходовым гидрораспределителем 43 с электромагнитным управлением. Питание насоса 39 маслом (гидравлической жидкостью) осуществляется от бака 44.
Гидроцилиндр 7 оснащен двумя конечными выключателями 45 и 46, выполненными, например, в виде магнитно-индуктивных датчиков, соединенных с электроприводом гидрораспределителя 43.
Штанговый насос может быть оснащен приемным фильтром (на фиг. не показан).
Гидроцилиндр 7 (фиг. 4) между нижним упором 21 и буртом 20 может быть оснащен пружиной 47 с возможностью взаимодействия гидроцилиндра 7 с верхним упором 22.
Установка работает следующим образом.
Пусть насосная установка (фиг. 1 и 2) находится в вертикальном положении. Поршень 23 (фиг. 3) гидроцилиндра 7 и плунжер 12 насоса находятся в нижнем крайнем положении. При этом штоковая полость 26 гидроцилиндра 7 сообщена с насосом 39, а поршневая полость 25 - с баком 44. Напорная полость 19 насоса 5 через дроссель 36, счетчик жидкости 37 и трехходовой кран 38, например, с баком 32. При помощи насоса 28 устанавливается требуемое давление в приемной полости 10 для имитации динамического уровня жидкости в скважине.
При движении плунжера 12 вверх давление в полости увеличивается. Это приводит к увеличению усилия в штоке 14, что приводит к сжатию пружины 27. Жесткость пружины 27 выбирается для моделирования жесткости колонны штанг.
Жесткость колонны штанг длиной l и диаметром d определяется по формуле
где Е=2,1x105 МПа - модуль упругости штанги из стали;
Когда поршень 23 доходит до верхнего крайнего положения, датчик 46 переключает гидрораспределитель 43 в другое положение. При перемещении поршня 23 и плунжера 12 вниз, усилие в штоке 14 снижается. Это приводит к растяжению пружины 27, имитируя деформацию колонны штанг.
Одновременно с испытанием штангового насоса 5 может также испытываться устьевой сальник 15. Кроме того, штанговый насос 5 может оснащаться приемным фильтром (на фиг. не показан).
Посредством поворотного механизма 4 (фиг. 1 и 2) насосная установка может устанавливаться под любым углом к горизонту, от 90° до горизонтального положения.
При продолжительном испытании насоса 5, напорная полость 19 насоса 5 посредством трехходового крана 38 может сообщаться с приемной полостью 10.
Далее цикл повторяется.
Работа насоса по фиг. 4 аналогична ранее описанному. При подъеме плунжера 12 происходит сжатие пружины 47, размещенной между упорами 21 и 20 корпуса 9 и гидроцилиндра 7.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет:
- имитировать работу штангового насоса в наклонно направленных и горизонтальных скважинах;
- моделировать деформацию колонны штанг, а также динамический уровень пластовой среды в скважине;
- провести исследования и испытания устьевого сальника, а также приемного фильтра;
- имитировать работу насоса в глубокой скважине путем создания требуемого давления на выходе насоса.
Claims (4)
1. Установка для испытания скважинных штанговых насосов, содержащая раму с замком-фиксатором, выполненную с возможностью установки оси штангового насоса с требуемым углом наклона к горизонту, бак с рабочей жидкостью, механизм возвратно-поступательного движения штангового насоса, выполненный в виде гидропривода с гидроцилиндром, шток которого соединен с плунжером с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно него, при этом гидроцилиндр снабжен концевыми выключателями, отличающаяся тем, что насос размещен в цилиндрическом корпусе с образованием герметичной приемной емкости, напорная полость насоса выполнена с возможностью сообщения через регулируемый дроссель с баком для рабочей жидкости или с приемной полостью.
2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что штанговый насос снабжен насосно-аккумуляторной станцией, напорная линия насоса которой через обратный клапан сообщена с приемной полостью.
3. Установка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что штоки штангового насоса и гидроцилиндра телескопически соединены между собой и подпружинены друг к другу.
4. Установка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что гидроцилиндр подпружинен относительно корпуса.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2779511C1 true RU2779511C1 (ru) | 2022-09-08 |
Family
ID=
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2791096C1 (ru) * | 2022-11-07 | 2023-03-02 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" | Установка для испытания скважинных штанговых насосов |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2140573C1 (ru) * | 1997-05-13 | 1999-10-27 | Тюменский государственный нефтегазовый университет | Стенд для динамических испытаний насосов |
RU2238434C1 (ru) * | 2003-02-25 | 2004-10-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Установка для испытаний штанговых насосов |
RU111209U1 (ru) * | 2011-03-30 | 2011-12-10 | Открытое акционерное общество "Татарский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения" (ОАО "ТатНИИнефтемаш") | Стенд для испытания приводов скважинных штанговых насосных установок |
RU2682231C1 (ru) * | 2018-05-23 | 2019-03-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Установка для испытания штанговых насосов |
CA3159532A1 (en) * | 2019-10-30 | 2021-05-06 | Siemens Energy Austria Gmbh | System and method for determining operating properties of a drill-rod borehole pump |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2140573C1 (ru) * | 1997-05-13 | 1999-10-27 | Тюменский государственный нефтегазовый университет | Стенд для динамических испытаний насосов |
RU2238434C1 (ru) * | 2003-02-25 | 2004-10-20 | Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина | Установка для испытаний штанговых насосов |
RU111209U1 (ru) * | 2011-03-30 | 2011-12-10 | Открытое акционерное общество "Татарский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения" (ОАО "ТатНИИнефтемаш") | Стенд для испытания приводов скважинных штанговых насосных установок |
RU2682231C1 (ru) * | 2018-05-23 | 2019-03-15 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Установка для испытания штанговых насосов |
CA3159532A1 (en) * | 2019-10-30 | 2021-05-06 | Siemens Energy Austria Gmbh | System and method for determining operating properties of a drill-rod borehole pump |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2791096C1 (ru) * | 2022-11-07 | 2023-03-02 | Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Альметьевский государственный нефтяной институт" | Установка для испытания скважинных штанговых насосов |
RU2801880C1 (ru) * | 2023-03-21 | 2023-08-17 | Общество с ограниченной ответственностью "ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ" | Испытательный стенд для проведения технической экспертизы погружного нефтедобывающего оборудования |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10550673B2 (en) | Hydraulic oil well pumping system, and method for pumping hydrocarbon fluids from a wellbore | |
AU2008312571B2 (en) | Cranked rod pump apparatus and method | |
US8066496B2 (en) | Reciprocated pump system for use in oil wells | |
CA2131192C (en) | Hydraulic oil well pump drive system | |
US4616981A (en) | Pumping apparatus with a down-hale spring loaded piston actuated by fluid pressure | |
US20070110597A1 (en) | Mechanically actuated diaphragm pumping system | |
US20110232283A1 (en) | Cranked rod pump apparatus and method | |
CA2826593C (en) | Hydraulic oil well pumping system, and method for pumping hydrocarbon fluids from a wellbore | |
RU2779511C1 (ru) | Установка для испытания скважинных штанговых насосов | |
US20210079771A1 (en) | Reciprocating downhole pump | |
RU147329U1 (ru) | Гидропривод возвратно-поступательного движения | |
RU2791096C1 (ru) | Установка для испытания скважинных штанговых насосов | |
US2814992A (en) | Combination gas lift and well pump | |
US4390326A (en) | Downhole pump having a power piston and a production piston | |
RU2380570C1 (ru) | Насосная установка нагнетательная, объемная, регулируемая | |
RU165390U1 (ru) | Установка скважинного гидропоршневого насосного агрегата для добычи нефти | |
RU2303712C1 (ru) | Гидравлический привод подъемного устройства (варианты) | |
RU2105198C1 (ru) | Скважинная штанговая глубинно-насосная установка для добычи нефти "нухаил" | |
RU88747U1 (ru) | Установка со скважинным штанговым насосом | |
US20130020069A1 (en) | Gas Powered Subsurface Pump Drive System | |
RU95757U1 (ru) | Гидравлический привод скважинной насосной установки | |
CN111379542A (zh) | 自动补液无杆液驱采油装置及采油方法 |