RU92917U1

RU92917U1 - TWO-FLOW ADJUSTABLE VOLUME HYDROMECHANICAL ACTUATOR OF SURFACE ACTUATOR OF OIL WELL Borehole SCREW PUMP

Info

Publication number: RU92917U1
Application number: RU2009143644/22U
Authority: RU
Inventors: Геннадий Валерьевич Птицын
Original assignee: Геннадий Валерьевич Птицын
Priority date: 2009-11-26
Filing date: 2009-11-26
Publication date: 2010-04-10

Abstract

Двухпоточный регулируемый объемный гидромеханический привод поверхностного привода нефтяного скважинного штангового винтового насоса, выполненный моноблочной конструкции, содержащий гидропривод с замкнутым потоком и машинным управлением, в котором гидравлический мотор объемно замкнут с регулируемым насосом гидролиниями, к которым подключено гидроустройство, связанное гидролинией с механизмом управления регулируемого насоса, причем вал вспомогательного насоса гидроустройства соединен с валом регулируемого насоса, отличающийся тем, что вал реверсивного гидравлического мотора соединен через механическую передачу с центральным внешним колесом планетарной передачи, водило которой через выходной вал соединено с вращателем колонны насосных штанг нефтяного скважинного штангового винтового насоса, а вал регулируемого реверсивного насоса соединен через механическую передачу с входным валом, связанным с центральным внутренним колесом планетарной передачи и с приводным двигателем. Two-flow adjustable volumetric hydromechanical drive of the surface drive of an oil well sucker-rod screw pump, made in a monoblock design, containing a hydraulic drive with a closed flow and machine control, in which the hydraulic motor is volumetric closed with an adjustable pump by hydraulic lines, to which a hydraulic device is connected, connected by a hydraulic line to the control mechanism of the adjustable pump, wherein the shaft of the auxiliary hydraulic pump is connected to the shaft of the variable displacement pump, characterized the fact that the shaft of the reversible hydraulic motor is connected through a mechanical transmission to the central outer wheel of the planetary gear, which drove through the output shaft to the rotator of the pump rod string of the oil well sucker-rod screw pump, and the shaft of the adjustable reversible pump is connected through a mechanical transmission to the input shaft associated with the central inner wheel of a planetary gear and with a drive motor.

Description

Полезная модель относится к двухпоточному регулируемому объемному гидромеханическому приводу и предназначена для поверхностного привода нефтяного скважинного штангового винтового насоса.The utility model relates to a dual-flow controlled volumetric hydromechanical drive and is intended for the surface drive of an oil well sucker-rod screw pump.

Известен гидропривод моноблочной конструкции с замкнутым потоком и машинным управлением, поверхностного привода нефтяного скважинного штангового винтового насоса [патент РФ на полезную модель №87221, МПК F04B 47/04 (2006.01)], выбранный в качестве прототипа, в котором, нерегулируемый высокомоментный гидравлический мотор объемно замкнут с регулируемым насосом гидролиниями, к которым подключено гидроустройство, связанное гидролинией с механизмом управления регулируемого насоса. Вал вспомогательного насоса гидроустройства соединен с валом регулируемого насоса, соединенного с приводным двигателем. Нерегулируемый высокомоментный гидравлический мотор соединен с приводным валом вращателя колонны насосных штанг нефтяного скважинного штангового винтового насоса.Known hydraulic monoblock design with a closed flow and machine control, surface drive of an oil well sucker-rod screw pump [RF patent for utility model No. 87221, IPC F04B 47/04 (2006.01)], selected as a prototype, in which an unregulated high-torque hydraulic motor is volumetric closed with a regulated pump by hydraulic lines, to which a hydraulic device is connected, connected by a hydraulic line to the control mechanism of the adjustable pump. The shaft of the auxiliary hydraulic pump is connected to the shaft of the adjustable pump connected to the drive motor. An unregulated high-torque hydraulic motor is connected to the drive shaft of the rotator of the pump rod string of the oil well sucker-rod screw pump.

Недостатком прототипа является низкий КПД поверхностного привода при длительном режиме работы нефтяного скважинного штангового винтового насоса.The disadvantage of the prototype is the low efficiency of the surface drive during long-term operation of the oil well sucker rod pump.

Задачей полезной модели является обеспечение высокого КПД поверхностного привода при длительном режиме работы нефтяного скважинного штангового винтового насоса.The objective of the utility model is to ensure high efficiency of the surface drive during continuous operation of an oil well sucker-rod screw pump.

Поставленная задача решена за счет того, что двухпоточный регулируемый объемный гидромеханический привод поверхностного привода нефтяного скважинного штангового винтового насоса, также как в прототипе, выполнен моноблочной конструкцией, содержит гидропривод с замкнутым потоком и машинным управлением, в котором гидравлический мотор объемно-замкнут с регулируемым насосом гидролиниями, к которым подключено гидроустройство, связанное гидролинией с механизмом управления регулируемого насоса, причем вал вспомогательного насоса гидроустройства соединен с валом регулируемого насоса.The problem is solved due to the fact that the two-line adjustable volumetric hydromechanical drive of the surface drive of the oil well sucker-rod screw pump, as in the prototype, is made in a monoblock design, contains a hydraulic drive with a closed flow and machine control, in which the hydraulic motor is volume-closed with an adjustable pump hydraulic lines to which a hydraulic device is connected, connected by a hydraulic line to the control mechanism of the adjustable pump, and the shaft of the auxiliary pump troystva connected to the shaft of the variable pump.

Согласно полезной модели, вал реверсивного гидравлического мотора, соединен через механическую передачу с центральным внешним колесом планетарной передачи, водило которой, через выходной вал соединено с вращателем колонны насосных штанг нефтяного скважинного штангового винтового насоса, а вал регулируемого реверсивного насоса соединен через механическую передачу с входным валом, связанным с центральным внутренним колесом планетарной передачи и с приводным двигателем.According to a utility model, the shaft of the reversible hydraulic motor is connected through a mechanical transmission to the central outer wheel of the planetary gear, the carrier of which, through the output shaft is connected to the rotator of the pump rod string of the oil well sucker-rod screw pump, and the shaft of the adjustable reversible pump is connected through the mechanical transmission to the input shaft associated with the central inner wheel of a planetary gear and with a drive motor.

Использование механических и планетарной передач в двухпоточном регулируемом объемном гидромеханическом приводе позволяет разделить подводимый от приводного двигателя поток мощности, на нерегулируемый поток, проходящий напрямую через планетарную передачу, и регулируемый поток, проходящий предварительно через гидропривод с замкнутым потоком и машинным управлением, и в последующем, через планетарную передачу. При этом достигается:The use of mechanical and planetary gears in a two-flow controlled volumetric hydromechanical drive allows you to divide the power flow supplied from the drive motor into an unregulated flow passing directly through the planetary gear, and an adjustable flow passing first through a closed-flow hydraulic drive with machine control, and subsequently through planetary gear. This achieves:

- снижение давления в гидроприводе с замкнутым потоком и машинным управлением, что уменьшает, особенно при длительных режимах работы, объемные потери рабочей жидкости, и как следствие, повышает КПД, как двухпоточного регулируемого объемного гидромеханического привода, так и в целом поверхностного привода нефтяного скважинного штангового винтового насоса;- pressure reduction in the hydraulic drive with a closed flow and machine control, which reduces, especially during long-term operation, the volumetric loss of the working fluid, and as a result, increases the efficiency of both a dual-flow controlled volumetric hydromechanical drive and the surface drive of an oil well screw rod a pump;

- снижение нагрузок на регулируемый реверсивный насос и реверсивный гидравлический мотор, что повышает КПД, как двухпоточного регулируемого объемного гидромеханического привода, так и в целом поверхностного привода нефтяного скважинного штангового винтового насоса.- reduction of loads on an adjustable reversible pump and a reversible hydraulic motor, which increases the efficiency of both a dual-flow controlled volumetric hydromechanical drive and the surface drive of an oil well sucker-rod screw pump as a whole.

На фиг.1 приведена схема заявляемой полезной модели.Figure 1 shows a diagram of the inventive utility model.

Поверхностный привод 1 нефтяного скважинного штангового винтового насоса состоит из приводного двигателя 2, который соединен с входным валом 3 двухпоточного регулируемого объемного гидромеханического привода 4. Выходной вал 5, двухпоточного регулируемого объемного гидромеханического привода 4, соединен с вращателем 6 колонны насосных штанг 7 нефтяного скважинного штангового винтового насоса.The surface drive 1 of the oil well sucker-rod screw pump consists of a drive motor 2, which is connected to the input shaft 3 of a two-line adjustable volumetric hydromechanical drive 4. The output shaft 5, a double-line controllable volumetric hydromechanical drive 4, is connected to the rotator 6 of the pump rod string 7 of the oil well sucker rod screw pump.

Двухпоточный регулируемый объемный гидромеханический привод 4 представляет собой моноблочную конструкцию, входной вал 3 которого соединен, с центральным внутренним колесом 8 планетарной передачи и через механическую передачу 9 с валом регулируемого реверсивного насоса 10 гидропривода с замкнутым потоком и машинным управлением 11. Центральное внутреннее колесо 8 планетарной передачи посредствам сателлитов связано с водилом 12, которое соединено с выходным валом 5, и с центральным внешним колесом 13, которое соединено через механическую передачу 14 с валом реверсивного гидравлического мотора 15 гидропривода с замкнутым потоком и машинным управлением 11. Регулируемый реверсивный насос 10 связан с реверсивным гидравлическим мотором 15 гидролиниями 16 и 17. Вал регулируемого реверсивного насоса 10 соединен с валом вспомогательного насоса (на фиг.1 не показан) гидроустройства 18. Гидроустройство 18 подключено к гидролиниям 16 и 17 и связанно гидролинией с механизмом управления 19 регулируемого реверсивного насоса 10.Two-flow adjustable volumetric hydromechanical drive 4 is a monoblock design, the input shaft 3 of which is connected to the central inner wheel 8 of the planetary gear and through a mechanical gear 9 with the shaft of the variable-speed reversible hydraulic pump 10 with closed flow and machine control 11. The central inner wheel 8 of the planetary gear via satellites it is connected to the carrier 12, which is connected to the output shaft 5, and to the central outer wheel 13, which is connected through a mechanical lane cottage 14 with the shaft of the reversible hydraulic motor 15 of the closed-loop hydraulic drive with machine control 11. The adjustable reversing pump 10 is connected to the reversing hydraulic motor 15 with hydraulic lines 16 and 17. The shaft of the adjustable reversing pump 10 is connected to the shaft of the auxiliary pump (not shown in Fig. 1) hydraulic devices 18. The hydraulic device 18 is connected to the hydraulic lines 16 and 17 and is connected by a hydraulic line to the control mechanism 19 of the adjustable reversible pump 10.

В качестве приводного двигателя 2 может быть использован трехфазный асинхронный с короткозамкнутым ротором электродвигатель для привода станков-качалок [Технический каталог электродвигателей 2008 г. ОАО «Владимирский электромоторный завод», раздел «Двигатели для привода станков-качалок», стр.85].As a drive motor 2, a three-phase asynchronous squirrel-cage induction motor can be used to drive pumping units [Technical catalog of electric motors of 2008 Vladimir Electromotor Plant OJSC, section “Motors for pumping units”, page 85].

В качестве вращателя 6 колонны насосных штанг может быть использован вращатель поверхностного привода модели VH 40 HP 5.6T [Винтовые насосы фирмы KUDU для нефтяных скважин / Под редакцией инженера-нефтяника фирмы KUDU Industries Inc. Bob Gaymard, январь 2001 г., стр.50, 62, 63].As the rotator 6 of the sucker rod string, the VH 40 HP 5.6T surface drive rotator can be used [KUDU Oil Pump Screw Pumps / Edited by KUDU Industries Inc. Petroleum Engineer Bob Gaymard, January 2001, p. 50, 62, 63].

В качестве регулируемого реверсивного насоса 10 со встроенным механизмом управления 19 и гидроустройством 18 может быть использован аксиально-поршневой регулируемый насос с электрогидравлическим механизмом управления [Электронный каталог продукции ОАО «Ковровский электромеханический завод». Раздел «Насосы»]. Принципиальные схемы механизма управления 19 и гидроустройства 18 известны [Попов Д.Н. Динамика и регулирование гидро- и пневмосистем. - М.: Машиностроение, 1987, стр.416, 417, 434, 435].As an adjustable reversible pump 10 with an integrated control mechanism 19 and hydraulic device 18, an axial piston adjustable pump with an electro-hydraulic control mechanism can be used [Electronic product catalog of Kovrov Electromechanical Plant OJSC. Section "Pumps"]. Schematic diagrams of the control mechanism 19 and hydraulic unit 18 are known [Popov D.N. Dynamics and regulation of hydraulic and pneumatic systems. - M .: Mechanical Engineering, 1987, p. 416, 417, 434, 435].

В качестве реверсивного гидравлического мотора 15 может быть использован аксиально-поршневой нерегулируемый гидромотор [Электронный каталог продукции ОАО «Ковровский электромеханический завод». Раздел «Моторы»].As a reversible hydraulic motor 15, an axial piston unregulated hydraulic motor can be used [Electronic product catalog of Kovrov Electromechanical Plant OJSC. Section "Motors"].

При работе поверхностного привода 1 нефтяного скважинного штангового винтового насоса, мощность передается от приводного двигателя 2, через входной вал 3 двухпоточному регулируемому объемному гидромеханическому приводу 4, в котором происходит разделение потока подводимой мощности на два - нерегулируемый поток, проходящий напрямую через планетарную передачу, и, регулируемый поток, предварительно проходящий через гидропривод с замкнутым потоком и машинным управлением 11, и в последующем, через планетарную передачу. Нерегулируемый поток мощности передается от входного вала 3 на центральное внутреннее колесо 8, и далее, через сателлиты на водило 12 планетарной передачи. Регулируемый поток мощности передается от входного вала 3 через механическую передачу 9 на вал регулируемого реверсивного насоса 10. Далее регулируемый поток мощности передается по гидролинии 16 или 17 к реверсивному гидравлическому мотору 15, от которого, через механическую передачу 14 передается на центральное внешнее колесо 13, и далее, через сателлиты на водило 12 планетарной передачи, где происходит суммирование нерегулируемого и регулируемого потоков мощности. От водила 12, выходным валом 5, двухпоточного регулируемого объемного гидромеханического привода 4, суммированный поток мощности передается вращателю 6 колонны насосных штанг 7 нефтяного скважинного штангового винтового насоса. При работе, скорость и направление вращения выходного вала 5, регулируется гидроприводом с замкнутым потоком и машинным управлением 11. При работе, часть регулируемого потока мощности затрачивается на поддержание гидроустройством 18 работоспособности замкнутого потока, образованного реверсивным гидравлическим мотором 15 объемно-замкнутым гидролиниями 16 и 17 с регулируемым реверсивным насосом 10, и, на питание механизма управления 19 регулируемого реверсивного насоса 10.When the surface drive 1 of the oil well sucker-rod screw pump is operating, the power is transmitted from the drive motor 2, through the input shaft 3 to a two-flow adjustable volumetric hydromechanical drive 4, in which the input power stream is divided into two - unregulated flow passing directly through the planetary gear, and, adjustable flow, previously passing through a closed-flow hydraulic drive with machine control 11, and subsequently, through a planetary gear. An unregulated power flow is transmitted from the input shaft 3 to the central inner wheel 8, and then through the satellites to the planet carrier 12. An adjustable power flow is transmitted from the input shaft 3 through a mechanical transmission 9 to the shaft of an adjustable reversible pump 10. Next, an adjustable power flow is transmitted via a hydraulic line 16 or 17 to a reversible hydraulic motor 15, from which, through a mechanical transmission 14 is transmitted to the central outer wheel 13, and further, through the satellites to the carrier 12 planetary gears, where the summation of unregulated and regulated power flows occurs. From the carrier 12, the output shaft 5, two-flow adjustable volumetric hydromechanical drive 4, the summed power flow is transmitted to the rotator 6 of the column of sucker rods 7 of an oil well sucker-rod screw pump. During operation, the speed and direction of rotation of the output shaft 5 is controlled by a closed-circuit hydraulic drive and machine control 11. During operation, part of the controlled power flow is spent on maintaining the closed flow generated by the reversing hydraulic motor 15 by volumetric closed-loop hydraulic lines 16 and 17 sec. adjustable reversible pump 10, and, to the power of the control mechanism 19 of the adjustable reversible pump 10.

По сравнению с прототипом заявляемый двухпоточный регулируемый объемный гидромеханический привод поверхностного привода нефтяного скважинного штангового винтового насоса отличается применением механических и планетарной передач, а также реверсивных регулируемого насоса и гидравлического мотора.Compared with the prototype, the inventive two-line adjustable volumetric hydromechanical drive of the surface drive of an oil well sucker-rod screw pump is characterized by the use of mechanical and planetary gears, as well as a reversible adjustable pump and a hydraulic motor.

Предложенная полезная модель позволяет обеспечить высокий КПД поверхностного привода при длительном режиме работы нефтяного скважинного штангового винтового насоса.The proposed utility model allows for high efficiency of the surface drive during long-term operation of an oil well sucker-rod screw pump.

Claims

Two-flow adjustable volumetric hydromechanical drive of the surface drive of an oil well sucker-rod screw pump, made in a monoblock design, containing a hydraulic drive with a closed flow and machine control, in which the hydraulic motor is volumetric closed with an adjustable pump by hydraulic lines, to which a hydraulic device is connected, connected by a hydraulic line to the control mechanism of the adjustable pump, wherein the shaft of the auxiliary hydraulic pump is connected to the shaft of the variable displacement pump, characterized the fact that the shaft of the reversible hydraulic motor is connected through a mechanical transmission to the central outer wheel of the planetary gear, which drove through the output shaft to the rotator of the pump rod string of the oil well sucker-rod screw pump, and the shaft of the adjustable reversible pump is connected through a mechanical transmission to the input shaft associated with the central inner wheel of a planetary gear and with a drive motor.