RU51128U1

RU51128U1 - ELECTRIC HYDRAULIC DRIVE PUMP UNIT

Info

Publication number: RU51128U1
Application number: RU2005124974/22U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Борисович Поляков; Анатолий Константинович Пономарев; Рамиль Фаритович Шаймарданов; Марат Хуснуллович Аминев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Лифт Ойл"
Priority date: 2005-08-05
Filing date: 2005-08-05
Publication date: 2006-01-27

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к скважинным насосным агрегатам для добычи вязкой нефти. Скважинный электрогидроприводной насосный агрегат содержит погружной электродвигатель, маслонасос с предохранительным клапаном, маслобак с перепускным обратным клапаном и фильтрами тонкой очистки масла, компенсатор объемного расширения масла, насос и гидродвигатель, причем последний подключен посредством трубопровода к маслонасосу, агрегат снабжен протектором и гидрозащитой, в качестве насоса использован винтовой насос, вал электродвигатетеля соединен с валом маслонасоса через вал протектора, вал гидропривода соединен с валом винтового насоса через вал гидрозащиты, гидродвигатель выполнен аксиально-поршневого или героторного типа, причем отношение объемной производительности маслонасоса к объемной производительности гидродвигателя равно отношению числа оборотов вала электродвигателя к числу оборотов вала винтового насоса. В результате достигается повышение ресурса привода насоса, упрощения конструкции и повышение надежности работы насосного агрегата при добыче вязкой нефти.The utility model relates to the field of engineering, in particular to downhole pumping units for the production of viscous oil. The borehole electric hydraulic pump unit contains a submersible motor, an oil pump with a safety valve, an oil tank with a bypass check valve and fine filters, an oil expansion compensator, a pump and a hydraulic motor, the latter being connected via a pipeline to the oil pump, the unit is equipped with a protector and hydraulic protection, as a pump a screw pump is used, the motor shaft is connected to the oil pump shaft through the tread shaft, the hydraulic drive shaft is connected to the shaft tovogo pump through the shaft seal section, a hydraulic motor is formed axially reciprocating or gerotor type, wherein the ratio of the volume efficiency of the oil pump to the hydraulic motor is equal to the volume efficiency ratio of the number of motor shaft revolutions to the number of revolutions of the shaft of the screw pump. The result is an increase in the resource of the pump drive, simplification of the design and increased reliability of the pump unit during the production of viscous oil.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения, в частности к скважинным насосным агрегатам для добычи вязкой нефти. Известен скважинный винтовой насосный агрегат, содержащий погружной электродвигатель с гидрозащитой, редуктор, понижающий число оборотов, выходной вал которого соединен с валом винтового рабочего насоса (см. свидетельство на полезную модель RU №22377, кл. F 04 D 3/02, 27.03.2002)The utility model relates to the field of engineering, in particular to downhole pumping units for the production of viscous oil. Known borehole screw pump unit containing a submersible motor with hydraulic protection, a gearbox that reduces the number of revolutions, the output shaft of which is connected to the shaft of the screw working pump (see utility model certificate RU No. 22377, class F 04 D 3/02, 03/27/2002 )

Недостатком известного агрегата является низкий ресурс редуктора и отсутствие защиты от перегрузок рабочего насоса, что может привести к выходу его из строя, сложность конструкции и высокая стоимость, а также низкий ресурс пяты винтового насоса.A disadvantage of the known unit is the low resource of the gearbox and the lack of protection against overloads of the working pump, which can lead to its failure, design complexity and high cost, as well as the low resource of the heel of the screw pump.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является скважинный электрогидроприводной насосный агрегат, содержащий погружной электродвигатель, маслонасос с предохранительным клапаном, маслобак с перепускным обратным клапаном и фильтрами тонкой очистки масла, компенсатор объемного расширения масла, поршневой насос и гидродвигатель, причем последний подключен посредством трубопровода к маслонасосу, а рабочий орган гидродвигателя соединен через протектор с поршнем или плунжером поршневого насоса. (см. патент RU №2166668, кл F 04 В 47/08, 10.05.2001).The closest to the utility model in terms of technical nature and the achieved result is a borehole electric hydraulic pump unit containing a submersible electric motor, an oil pump with a safety valve, an oil tank with a bypass check valve and fine filters, an oil expansion compensator, a piston pump and a hydraulic motor, the latter being connected through the pipeline to the oil pump, and the working body of the hydraulic motor is connected through a tread with a piston or piston piston Sosa. (see patent RU No. 2166668, class F 04 B 47/08, 05/10/2001).

Недостатком известной конструкции является, то что при добыче вязкой нефти возможно зависание шарового запорного элемента в шариковом всасывающем клапане, что приводит к прекращению подачи нефти.A disadvantage of the known construction is that during the production of viscous oil, the ball shut-off element may hang in the ball suction valve, which leads to a shutdown of the oil supply.

Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель является повышение ресурса работы агрегата, упрощения конструкции и повышение надежности работы насосного агрегата при добыче вязкой нефти.The task the real utility model is aimed at increasing the life of the unit, simplifying the design and increasing the reliability of the pump unit during the production of viscous oil.

Указанная задача решается за счет того, что скважинный электрогидроприводной насосный агрегат содержит погружной электродвигатель, маслонасос с предохранительным клапаном, маслобак с перепускным обратным клапаном и фильтрами тонкой очистки масла, компенсатор объемного расширения масла, насос и гидродвигатель, причем последний подключен посредством трубопровода к маслонасосу, агрегат снабжен протектором и гидрозащитой, в качестве насоса использован винтовой насос, вал электродвигатетеля соединен с валом маслонасоса через вал протектора, вал гидропривода соединен с валом винтового насоса через вал гидрозащиты, гидродвигатель выполнен аксиально-поршневого или героторного типа, причем отношение объемной производительности маслонасоса к объемной производительности гидродвигателя равно отношению числа оборотов вала электродвигателя к числу оборотов вала винтового насоса.This problem is solved due to the fact that the borehole electric hydraulic pump unit contains a submersible electric motor, an oil pump with a safety valve, an oil tank with a bypass check valve and fine filters, an oil volume expansion compensator, a pump and a hydraulic motor, the latter being connected via a pipeline to the oil pump, the unit equipped with a tread and hydraulic protection, a screw pump is used as a pump, the electric motor shaft is connected to the oil pump shaft through a prote shaft the second one, the hydraulic drive shaft is connected to the screw pump shaft through the hydraulic protection shaft, the hydraulic motor is made of an axial piston or gerotor type, and the ratio of the volumetric capacity of the oil pump to the volumetric capacity of the hydraulic motor is equal to the ratio of the number of revolutions of the motor shaft to the number of revolutions of the screw pump shaft.

Вал гидрозащиты может быть снабжен упорным шарикоподшипником, нагруженным осевой нагрузкой от вала винтового насоса.The hydraulic protection shaft can be equipped with a thrust ball bearing loaded with axial load from the screw pump shaft.

В ходе проведенного исследования было установлено, что одним из основных достоинств описываемой конструкции насосного агрегата является возможность варьировать в широком диапазоне конечную производительность насосного агрегата за счет изменения соотношения производительностей масляного насоса и гидродвигателя, в также числа оборотов электродвигателя и винтового насоса. Представляется возможность использовать в конструкции насосного агрегата дешевые высокооборотные электродвигатели в сочетании с маслонасосом высокой производительности и гидродвигателем с различной величиной объемной производительности и передаваемой мощности.In the course of the study, it was found that one of the main advantages of the described design of the pumping unit is the ability to vary in a wide range the final performance of the pumping unit by changing the ratio of the performance of the oil pump and hydraulic motor, as well as the number of revolutions of the electric motor and screw pump. It is possible to use cheap high-speed electric motors in the design of the pumping unit in combination with a high-capacity oil pump and a hydraulic motor with different volumetric capacity and transmitted power.

Наличие в нагнетательной магистрали маслонасоса предохранительного клапана защищает гидродвигатель от перегрузок рабочего насоса и повышает его ресурс, а применение упорного шарикоподшипника на валу гидрозащиты повышает ресурс пяты вала винтового насоса.The presence of a safety valve in the discharge line of the oil pump protects the hydraulic motor from overloads of the working pump and increases its service life, and the use of thrust ball bearings on the hydraulic protection shaft increases the service life of the heel of the screw pump shaft.

Увеличение ресурса, упрощение конструкции, снижение числа оборотов и стоимости гидродвигателя достигается также за счет того, что в качестве гидродвигателя использован аксиально-поршневой или героторный гидродвигатель, при этом отношение объемной производительности маслонасоса к объемной производительности гидродвигателя равно отношению числа оборотов вала электродвигателя к числу оборотов вала винтового насоса.Increasing the resource, simplifying the design, reducing the number of revolutions and the cost of the hydraulic motor is also achieved due to the fact that the axial piston or gerotor hydraulic motor is used as the hydraulic motor, while the ratio of the volumetric capacity of the oil pump to the volumetric capacity of the hydraulic motor is equal to the ratio of the number of revolutions of the motor shaft to the number of shaft revolutions screw pump.

На фиг.1 представлен продольный разрез скважинного электрогидроприводного насосного агрегата и на фиг.2 представлен продольный разрез гидрозащиты с упорным шарикоподшипником.Figure 1 shows a longitudinal section of a borehole electro-hydraulic pump unit and figure 2 shows a longitudinal section of a hydraulic protection with thrust ball bearing.

Скважинный электрогидроприводной насосный агрегат содержит погружной электродвигатель 1, соединенный через вал 2 протектора 3 с валом маслонасоса 4, снабженного предохранительным клапаном, маслобак 5 с перепускным обратным клапаном 6, фильтром тонкой очистки масла 7 и компенсатором объемного расширения масла, гидрозащиту 8и трубопровод 9, связывающий нагнетательное отверстие маслонасоса 4 с входным отверстием гидродвигателя 10, причем в качестве маслонасоса 4 может быть использован аксиально-поршневой насос. Вал гидродвигателя 10 соединен посредством вала 11 гидрозащиты 8 с валом 12 винтового насоса 13 для добычи нефти. На валу 11 гидрозащиты 8 установлен упорный шарикоподшипник 16 воспринимающий осевую нагрузку вала 12 винтового насоса 13. Гидродвигатель 10 выполнен аксиально-поршневого или героторного типа. Отношение объемной производительности маслонасоса 4 к объемной производительности гидродвигателя 10 равно отношению числа оборотов вала электродвигателя 1 к числу оборотов вала винтового насоса 13. Насосный агрегат закреплен на колонне насосно-компрессорных труб (НКТ) 14, к которой прикреплен электрический кабель 15 для питания погружного маслозаполненного электродвигателя 1.The borehole electrohydraulic drive pump unit contains a submersible motor 1 connected through a tread shaft 2 to an oil pump shaft 4, equipped with a safety valve, an oil tank 5 with an overflow check valve 6, an oil fine filter 7 and an oil volume expansion compensator, a hydraulic protection 8 and a pipeline 9 connecting the discharge the opening of the oil pump 4 with the inlet of the hydraulic motor 10, and an axial piston pump can be used as the oil pump 4. The shaft of the hydraulic motor 10 is connected through the shaft 11 of the hydraulic protection 8 with the shaft 12 of the screw pump 13 for oil production. A thrust ball bearing 16 is installed on the shaft 11 of the hydraulic protection 8, which receives the axial load of the shaft 12 of the screw pump 13. The hydraulic motor 10 is made of an axial piston or gerotor type. The ratio of the volumetric capacity of the oil pump 4 to the volumetric capacity of the hydraulic motor 10 is equal to the ratio of the number of revolutions of the shaft of the electric motor 1 to the number of revolutions of the shaft of the screw pump 13. The pump unit is mounted on a string of tubing 14, to which an electric cable 15 for supplying a submersible oil-filled electric motor is attached one.

Перед началом работы полости электродвигателя 1 и протектора 3Before starting the operation of the cavity of the electric motor 1 and tread 3

заполняются маслом для погружных электродвигателей 1, а маслобак 5 и гидрозащита 8 - гидравлическим маслом. Затем насосный агрегат спускается на колонне НКТ 14с кабелем 15 в скважину.they are filled with oil for submersible electric motors 1, and the oil tank 5 and hydraulic protection 8 with hydraulic oil. Then the pump unit descends on the tubing string 14 with cable 15 into the well.

После включения электродвигателя 1 маслонасос 4 по трубопроводу 9 подает масло во входное отверстие гидродвигателя 10, вал которого вращает через вал 11 гидрозащиты 8 вал 12 винтового насоса 13.After turning on the electric motor 1, the oil pump 4 delivers oil through a pipeline 9 to the inlet of the hydraulic motor 10, the shaft of which rotates through the shaft 11 of the hydraulic protection 8 the shaft 12 of the screw pump 13.

Через сливное отверстие гидродвигателя 10 масло возвращается в маслобак 5 и через фильтр 7 поступает во всасывающее отверстие маслонасоса 4. При изменении объема масла часть его сливается через обратный клапан 6 в затрубное пространство колонны НКТ 14, а при перегрузке винтового насоса 13 - через предохранительный клапан в маслобак 5.Through the drain hole of the hydraulic motor 10, the oil is returned to the oil tank 5 and through the filter 7 it enters the suction port of the oil pump 4. When the oil volume changes, part of it is drained through the check valve 6 into the annulus of the tubing string 14, and when the screw pump 13 is overloaded, through the safety valve oil tank 5.

При срабатывании предохранительного клапана маслонасоса 4 подача нефти прекращается и погружной электродвигатель 1 отключается.When the safety valve of the oil pump 4 is activated, the oil supply is cut off and the submersible motor 1 is turned off.

Настоящая полезная модель может быть использована в нефтедобывающей промышленности, преимущественно при добыче вязкой нефти.This utility model can be used in the oil industry, mainly in the production of viscous oil.

Claims

1. A borehole electric hydraulic pump unit comprising a submersible electric motor, an oil pump with a safety valve, an oil tank with a bypass check valve and fine filters, an oil expansion compensator, a pump and a hydraulic motor, the latter being connected via a pipeline to the oil pump, characterized in that the unit is equipped with tread and hydraulic protection, a screw pump is used as a pump, the electric motor shaft is connected to the oil pump shaft through the tread shaft, the hydrop shaft ivoda connected to the shaft of a screw pump through the shaft seal section, a hydraulic motor is formed axially reciprocating or gerotor type, wherein the ratio of the volume efficiency of the oil pump to the hydraulic motor is equal to the volume efficiency ratio of the number of motor shaft revolutions to the number of revolutions of the shaft of the screw pump.

2. The borehole electrohydraulic pump unit according to claim 1, characterized in that the hydraulic protection shaft is equipped with a thrust ball bearing loaded with axial load from the shaft of the screw pump.