RU76085U1

RU76085U1 - HYDRAULIC DRIVE DEPTH BAR PUMP

Info

Publication number: RU76085U1
Application number: RU2008111460/22U
Authority: RU
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ПСМ-Гидравлика"
Priority date: 2008-03-25
Filing date: 2008-03-25
Publication date: 2008-09-10

Abstract

Полезная модель относится к установкам для добычи нефти, в частности к гидравлическому оборудованию, которое приводит в действие глубинный штанговый насос.The utility model relates to installations for oil production, in particular to hydraulic equipment that drives a submersible sucker rod pump.

Техническая задача заявляемой полезной модели обеспечение возможности плавного регулирования движения штока силового гидроцилиндра в процессе его возвратно-поступательного движения.The technical task of the claimed utility model is the provision of the possibility of smooth regulation of the movement of the stem of the power hydraulic cylinder in the process of its reciprocating motion.

В нагнетательной линии гидропривода после напорного фильтра установлен дроссель и пропорциональный гидрораспределитель, выход которого соединен с входом ПЭВМ, в контуре пропорционального гидрораспределителя дополнительно установлен датчик давления рабочей жидкости, в емкости рабочей жидкости дополнительно установлен датчик температуры. 1 н.п.ф., 1 илл.In the discharge line of the hydraulic drive, after the pressure filter, a throttle and a proportional valve are installed, the output of which is connected to the PC input, an additional pressure sensor is installed in the proportional valve direction, and a temperature sensor is additionally installed in the tank. 1 n.p.f., 1 ill.

Description

Известен гидравлический привод подъемного устройства, который содержит рабочий цилиндр, поршень которого имеет узел соединения с подъемным устройством и делит рабочий цилиндр на две полости. Одна из полостей основным трубопроводом через основной распределитель соединена с насосом и сливом. Узел регулирования скорости перемещения поршня и два управляющих элемента имеют возможность соединения с поршнем в соответствующем его крайнем положении. Узел регулирования скорости перемещения поршня выполнен в виде дополнительных трубопроводов подачи и слива рабочей жидкости из полости рабочего цилиндра с дополнительными распределителями. Основной и дополнительные распределители соединены с управляющими элементами, выполненными в виде реле времени (патент РФ №2262004, МПК F04B 47/04, опубл. 10.10.2005 г.).A hydraulic drive of a lifting device is known, which comprises a working cylinder, the piston of which has a connection unit with a lifting device and divides the working cylinder into two cavities. One of the cavities by the main pipeline through the main distributor is connected to the pump and drain. The piston speed control unit and two control elements have the ability to connect with the piston in its corresponding extreme position. The piston speed control unit is made in the form of additional pipelines for supplying and discharging the working fluid from the cavity of the working cylinder with additional distributors. The main and additional valves are connected to control elements made in the form of a time relay (RF patent No. 2262004, IPC F04B 47/04, publ. 10.10.2005).

Также известны гидроприводы глубинного штангового насоса, описанные, а патентах РФ №№2289038, 2777644, 2272933, 2105199, которые решают различные технические задачи.Also known are hydraulic actuators of a deep-well sucker-rod pump described in the patents of the Russian Federation No. 2289038, 2777644, 2272933, 2105199, which solve various technical problems.

Наиболее близким техническим решением является гидропривод глубинного штангового насоса, который содержит силовой гидроцилиндр, емкость для рабочей жидкости, гидронасос, трубопроводы, гидрораспределитель и систему реверсирования для изменения направления хода поршня. Гидропривод снабжен пневмогидроаккумулятором, а также мультипликатором, у которого полость низкого давления через распределитель подключена к поршневой полости силового цилиндра. The closest technical solution is the hydraulic drive of a deep rod pump, which contains a power hydraulic cylinder, a container for the working fluid, a hydraulic pump, pipelines, a control valve and a reversing system to change the direction of the piston stroke. The hydraulic actuator is equipped with a pneumatic accumulator, as well as a multiplier, in which the low-pressure cavity is connected through the distributor to the piston cavity of the power cylinder.

Полость высокого давления через обратный клапан подключена к пневмогидроаккумулятору и через второй обратный клапан и распределитель - к поршневой полости гидроприводного цилиндра. В трубопроводе, сообщающем поршневую полость цилиндра с пневмогидроаккумулятором, установлен отсекатель. Система сброса избыточного давления включает предохранительные клапаны, а система реверсирования включает взаимодействующие со штоком верхний и нижний индуктивные бесконтактные выключатели и управляемый ими электромагнитный гидравлический переключатель, подающий рабочую жидкость к рабочим органам распределителя и отсекателей (патент РФ №2241854, МПК F04B 47/04, опубл. 12.10.2004 г.) - прототип.The high-pressure cavity is connected through a non-return valve to a pneumatic accumulator and, through a second non-return valve and distributor, to a piston cavity of a hydraulic actuating cylinder. In the pipeline communicating the piston cavity of the cylinder with a pneumatic accumulator, a shut-off device is installed. The overpressure relief system includes safety valves, and the reversal system includes the upper and lower inductive proximity switches interacting with the rod and the electromagnetic hydraulic switch controlled by them, which supplies the working fluid to the working bodies of the distributor and cutoffs (RF patent No. 2241854, IPC F04B 47/04, publ. October 12, 2004) - a prototype.

Недостатком данного привода, является то, что он не обеспечивает закон движения штока силового гидроцилиндра аналогичный закону движения штока штангового насоса на механическом станке-качалке, а так же не дает возможность плавного регулирования закона движения в любой момент времени в зависимости от дебета скважины.The disadvantage of this drive is that it does not provide the law of motion of the rod of the power hydraulic cylinder similar to the law of motion of the rod of the rod pump on a mechanical rocking machine, and also does not allow the smooth regulation of the law of motion at any time depending on the debit of the well.

Техническая задача заявляемой полезной модели - обеспечить закон движения штока силового гидроцилиндра аналогичный закону движения штока штангового насоса на станке-качалке, обеспечение возможности плавного регулирования движения штока силового гидроцилиндра в процессе его возвратно-поступательного движения при изменении дебета скважины, за счет исключения ступенчатого движения штока, повышение ресурса работы штангового насоса.The technical task of the claimed utility model is to ensure the law of motion of the rod of the power hydraulic cylinder similar to the law of motion of the rod of the sucker rod pump on the rocking machine, providing the possibility of smooth regulation of the movement of the rod of the power hydraulic cylinder in the process of its reciprocating motion when changing the debit of the well, by eliminating the stepwise movement of the rod, increase the service life of the sucker rod pump.

Техническая задача достигается тем, что гидропривод, содержащий емкость для рабочей жидкости, силовой гидроцилиндр со штоком, нагнетательную линию, состоящую из трубопровода, гидронасоса и напорного фильтра, соединяющую емкость для рабочей жидкости с силовым гидроцилиндром, компенсационный контур, соединенный с силовым гидроцилиндром и состоящий из пневмогидроаккумулятора, мультипликатора, регулятора The technical problem is achieved in that the hydraulic actuator containing the container for the working fluid, the power hydraulic cylinder with a rod, a discharge line consisting of a pipeline, a hydraulic pump and a pressure filter connecting the tank for the working fluid with the power hydraulic cylinder, a compensation circuit connected to the power hydraulic cylinder and consisting of accumulator, multiplier, regulator

расхода жидкости, гидрораспределителя, сливной линии с фильтром, системы сброса избыточного давления, причем в нагнетательной линии после напорного фильтра установлены дроссель и пропорциональный гидрораспределитель, выход которого соединен с входом ПЭВЭМ, в контур пропорционального гидрораспределителя дополнительно установлен датчик давления рабочей жидкости, в емкости рабочей жидкости дополнительно установлен датчик температуры.fluid flow rate, hydrodistributor, drain line with filter, overpressure relief system, and in the discharge line after the pressure filter there is a throttle and a proportional valve, the output of which is connected to the PEVEM inlet, an additional fluid pressure sensor is installed in the proportional valve direction, in the working fluid tank an optional temperature sensor is installed.

Сравнение заявляемой полезной модели с прототипом показывает, что она отличается следующими признаками:Comparison of the claimed utility model with the prototype shows that it differs in the following features:

- в нагнетательной линии после напорного фильтра установлены дроссель и пропорциональный гидрораспределитель;- in the discharge line after the pressure filter, a throttle and a proportional valve are installed;

- выход пропорционального гидрораспределителя соединен с входом ПЭВМ;- the output of the proportional control valve is connected to the input of the PC;

- в контуре пропорционального гидрораспределителя установлен датчик давления рабочей жидкости;- a pressure sensor for the working fluid is installed in the proportional valve direction;

- в емкости рабочей жидкости дополнительно установлен датчик температуры.- an additional temperature sensor is installed in the tank of the working fluid.

В силу вышеизложенного, заявляемая полезная модель соответствует критерию «новизна».In view of the foregoing, the claimed utility model meets the criterion of "novelty."

Предлагаемое техническое решение может быть выполнено на стандартном оборудовании с использованием известных технологических процессов, поэтому оно соответствует критерию «промышленная применимость».The proposed technical solution can be performed on standard equipment using known technological processes, therefore, it meets the criterion of "industrial applicability".

Как показали промышленные испытания данного гидропривода, он позволяет обеспечить закон движения штока силового гидроцилиндра аналогичный закону движения штока штангового насоса на механическом станке-качалке, при этом позволяет производить плавную регулировку возвратно-поступательного движения штока силового гидроцилиндра во время его работы при изменении дебета скважины. Для достижения плавной регулировки, исходные данные о давлении для системы управления, основу As industrial tests of this hydraulic drive have shown, it allows you to ensure the law of motion of the rod of the power hydraulic cylinder similar to the law of motion of the rod of the rod pump on a mechanical rocking machine, while it allows for smooth adjustment of the reciprocating movement of the rod of the power hydraulic cylinder during its operation when the debit of the well changes. To achieve smooth adjustment, the initial pressure data for the control system, the basis

которой является ПЭВМ, обеспечивают датчик давления рабочей жидкости, дополнительно установленный в контуре пропорционального гидрораспределителя и датчик температуры, расположенный в емкости рабочей жидкости.which is a PC, provide a working fluid pressure sensor, additionally installed in the proportional valve direction and a temperature sensor located in the working fluid tank.

На рисунке показан заявляемый гидропривод.The figure shows the inventive hydraulic drive.

Гидропривод содержит гидронасос 1, который подает рабочую жидкость из гидробака через обратный клапан 2, и напорный фильтр 3 через пропорциональный гидрораспределитель 8 и дроссель 9 в штоковую полость силового гидроцилиндра 18. В гидроприводе имеется контур пневмогидроаккумулятора 15, который включает в себя мультипликатор, состоящий из гидромотора 10 и гидронасоса 11, предохранительный клапан 14, гидрораспределительь19, и регулятор расхода 20. Пропорциональный гидрораспределитель соединен также с поршневой полостью силового гидроцилиндра 18 и сливной линией, на которой расположен маслоохладитель 5 и сливной фильтр 4. В емкости для рабочей жидкости 17 с заливной горловиной-сапуном 6 установлен индикатор уровня 7 и датчик температуры 24. В контур пропорционального распределителя 8 дополнительно установлен датчик давления рабочей жидкости 22. В гидроприводе предусмотрена систем сброса избыточного давления, состоящая из предохранительных клапанов (поз.2, 9, 12, 21, 23). Выход пропорционального гидрораспределителя соединен с входом ПЭВМ - поз.25.The hydraulic actuator contains a hydraulic pump 1, which supplies the working fluid from the hydraulic tank through a check valve 2, and a pressure filter 3 through a proportional valve 8 and a throttle 9 to the rod cavity of the power hydraulic cylinder 18. The hydraulic actuator has a pneumatic accumulator circuit 15, which includes a multiplier consisting of a hydraulic motor 10 and the hydraulic pump 11, the safety valve 14, the control valve19, and the flow regulator 20. The proportional control valve is also connected to the piston cavity of the power hydraulic cylinder 18 and a drain line, on which the oil cooler 5 and drain filter 4 are located. A level indicator 7 and a temperature sensor 24 are installed in the reservoir for the working fluid 17 with a filler neck-breather 6. An additional pressure transducer of the working fluid 22 is installed in the proportional distributor circuit 8. In the hydraulic actuator Pressure relief systems are provided, consisting of safety valves (items 2, 9, 12, 21, 23). The output of the proportional control valve is connected to the input of the PC - item 25.

Заявляемый гидропривод работает следующим образом.The inventive hydraulic actuator operates as follows.

При подъеме штока гидроцилиндра рабочая жидкость из гидробака нагнетается гидронасосом 1 через обратный клапан 2, напорный фильтр 3, пропорциональный гидрораспределитель 8 и дроссель 9 в штоковую полость силового гидроцилиндра 18. Также в эту полость через гидрораспределитель 19 и регулятор расхода 20 дополнительно поступает масло от пневмогидроаккумулятора 15, который имеет предохранительный блок 14. Происходит перемещение вверх штока гидроцилиндра, связанного через муфту со штоком глубинного штангового насоса. При этом плавность и скорость хода штока When lifting the hydraulic cylinder rod, the working fluid from the hydraulic pump is pumped by the hydraulic pump 1 through the check valve 2, the pressure filter 3, the proportional valve 8 and the throttle 9 into the rod cavity of the power hydraulic cylinder 18. Also, oil from the pneumatic accumulator 15 additionally enters into this cavity through the valve 19 and the flow regulator 20 , which has a safety block 14. There is a movement up the rod of the hydraulic cylinder connected through a sleeve with a rod of a deep-well pump. In this case, the smoothness and speed of the rod

регулируется электронной системой управления через ПЭВМ (поз.25), посредством пропорционального гидрораспределителя 8 и датчика давления рабочей жидкости 22. Из поршневой полости силового гидроцилиндра 18 рабочая жидкость вытесняется через пропорциональный гидрораспределитель 8, маслоохладитель 5 и сливной фильтр 4 в гидробак.it is regulated by an electronic control system through a personal computer (pos. 25), by means of a proportional valve 8 and a pressure sensor for the working fluid 22. From the piston cavity of the power hydraulic cylinder 18, the working fluid is forced out through the proportional valve 8, oil cooler 5 and drain filter 4 into the hydraulic tank.

При опускании штока гидроцилиндра: рабочая жидкость из гидробака нагнетается гидронасосом 1 через обратный клапан 2, напорный фильтр 3 и пропорциональный гидрораспределитель 8 в поршневую полость силового гидроцилиндра 18. Из штоковой полости силового гидроцилиндра 18 рабочая жидкость вытесняется и через регулируемый дроссель 9 поступает к мультипликатору, состоящему из гидромотора 10 и гидронасоса 11, далее через обратный клапан 12 поступает в пневмогидроаккумулятор 15, происходит зарядка, максимальная величина которой регулируется клапаном давления 13.When lowering the stem of the hydraulic cylinder: the working fluid from the hydraulic tank is pumped by the hydraulic pump 1 through the check valve 2, the pressure filter 3 and the proportional valve 8 into the piston cavity of the power hydraulic cylinder 18. From the rod cavity of the power hydraulic cylinder 18, the working fluid is displaced and through the adjustable throttle 9 flows to the multiplier, consisting of from the hydraulic motor 10 and the hydraulic pump 11, then through the check valve 12 enters the pneumatic accumulator 15, charging occurs, the maximum value of which is regulated by the valve 13 m pressure.

Наличие пневмогидроаккумулятора 15 позволяет уравновесить работу гидропривода при возникновении нагрузки от веса колонны штанг и пластовой жидкости. Энергия сжатого газа пневмогидроаккумулятора используется при ходе штока силового гидроцилиндра вверх, благодаря этому достигается экономия в потреблении электроэнергии до 60% при работе гидропривода. Датчик температуры 7, установленный в емкости рабочей жидкости 17, обеспечивает значение заданной температуры рабочей жидкости.The presence of a pneumatic accumulator 15 allows you to balance the operation of the hydraulic actuator when a load arises from the weight of the rod string and formation fluid. The energy of the compressed gas of the pneumatic accumulator is used when the rod of the power hydraulic cylinder moves upward, due to this, savings in energy consumption of up to 60% are achieved during operation of the hydraulic actuator. The temperature sensor 7 installed in the capacity of the working fluid 17, provides the value of the set temperature of the working fluid.

Таким образом, заявляемая полезная модель обеспечивает возможность плавного регулирования движения штока силового гидроцилиндра в процессе его возвратно-поступательного движения при изменении дебета скважины, за счет исключения ступенчатого движения штока, при этом повышается ресурса работы штангового насоса.Thus, the claimed utility model provides the ability to smoothly control the movement of the rod of the power hydraulic cylinder during its reciprocating motion when changing the debit of the well, by eliminating the stepwise movement of the rod, while increasing the service life of the rod pump.

Claims

A hydraulic actuator of a deep-well sucker rod pump containing a container for a working fluid, a power hydraulic cylinder with a rod, a discharge line consisting of a pipeline, a hydraulic pump and a pressure filter connecting a capacity for a working fluid with a power hydraulic cylinder, a compensation circuit connected to a power hydraulic cylinder and consisting of a pneumatic accumulator, a multiplier , a fluid flow regulator, a control valve, a drain line with a filter, an overpressure relief system, characterized in that in the discharge ns after pressure filter set and the proportional throttle valve, whose output is connected to an input of the PC, the circuit is set proportional control valve further working fluid pressure sensor, the working fluid container additionally installed temperature sensor.